第四章 型腔铣(Cavity Milling)

第四章型腔铣（Cavity Milling）本节重点讲解【型腔铣】操作的参数功能，让用户学会如何用型腔铣削对复杂的模型工件进行操作加工，进一步加深学者对NX编程的了解，也为后面讲固定轴曲面加工墓定基础。

为了让学者更容易的学好【型腔铣】，下面用插头面盖腔体例子（Cavity_Milling_1.prt）如图4-1所示，说明型腔铣加工方法，具体操作步骤如下：图4-1 Cavity_Milling_1.prt插头面盖一．定义加工几何打开文件（Cavity _mill_1.prt）并进入加工模块→加工环境（CAM设置为mill_planar）点击【确定】→进入加工界面。

⑴．设定加工坐标和安全平面在操作导航器“几何视图”中，双击节点MCS_MILL进行编辑，弹出【Mill Orient】对话框，设置〖机床坐标系〗选项卡中的“指定MCS”→点击CSYS会话图标并进入到【CSYS】对话框→设置参考CSYS 为“WCS”然后点击〖确定〗退回到【Mill Orient】对话框。

定义安全平面，〖间隙〗选项卡→安全设置选项为“平面”→指定平面点击图标进入【平面构造器】对话框，选择模型顶平面，设置〖偏置〗＝10，连点击【确定】按钮完成“加工坐标”与“安全平面”的设置。

如图4-2所示。

⑵．指定加工几何体在操作导航器几何视图中，双击节点进行编辑，弹出【铣削几何体】对话框，〖指定部件〗为模型工件，〖指定毛坯〗为毛坯材料，毛坯材料使用“自动块”，跟部件几何一样大小。

所定义的几何体如图4-3所示。

图4-2 加工坐标与安全平面图4-3指定部件和毛坯几何体二．设定加工方法在模型的编程NC程序时，很多情况都要编很多的加工操作才可以完成把模型加工出来，在此当中，会反复出现不同的加工方法。

为了方便，一般我们都要预先设定好加工方法参数。

按下表4-1所示设定加工方法参数。

表4-1 加工方法参数三．创建刀具从【加工创建】工具条点击【创建刀具】图标，弹出【创建刀具】创建对话，按表4-2所示尺寸创建3把刀具。

在操作导航器视图，就可以看到所创建的刀具。

表4-2 刀具参数表四．创建型腔铣粗加工操作在加工创建工具条点击【创建操作】，弹出【创建操作】对话框，选项组的〖类型〗默认选择mill_contour，在选项组〖操作子类型〗中，选择“CA VITY_MILL”图标，各个‘位置’选项设置如下：１．“程序”选择父级组“PROGRAM”。

２．“刀具”选择前面已创建好的刀具名称，即“JMSK_D12R1”。

３．“几何体”选择前面已创建好的几何体节点名称，即“WORKPIECE”。

４．“方法”选择前面已创建好的方法名称，即“MILL_ROUGH”。

５．“名称”将原来系统的名称改为“ROUGH_MILL”。

按上面所设，所有选项设置完毕，点击【确定】，即可进入【型腔铣】操作对话框如图4-4所示。

在型腔铣里，每一步骤的参数设置，将在下面详细解说。

图4-4 型腔铣对话框4.1 几何体的指定在【型腔铣】加工操作里〖几何体〗选项卡里有：指定部件、指定毛坯、指定检查、指定切削区域和指定修剪边界五个选项。

跟平面加工几何体有所不同，“平面铣”的几何体是使用边界来定义的，而“型腔铣”却是用使用边界、面、曲线和体来定义的；相对型腔铣定义的几何体较为简单些，部件与毛坯一般都是用“部件”来定义。

由于在操作导航器“几何视图”的几何选项节点（WORKPIECE）里已经定义了加工几何体，因此在此不需要再介绍。

1．指定部件在【型腔铣】加工操作中，指定部件乃是我们最终要加工出来的形状，而这里定义的部件本身就是一个保护体，在加工中刀具路径是不可以侵犯到部件几何体的，否则就是过切。

在创建【型腔铣】操作中，此操作已继承了几何WORKPIECE的父级组关系，因此在型腔铣里不需要再指定部件。

2．指定毛坯在【型腔铣】加工操作中，指定毛坯是作为要切削的材料，而这里指定毛坯几何本身就是被切削的材料，实际上就是部件几何与毛坯几何的布尔运算，公共部件被保留，求差多出来的部分是切削范围；举例子说明一下，如图4-5所示。

在创建【型腔铣】操作中，此操作已继承了几何WORKPIECE的父级组关系，因此在型腔铣里不需要再指定毛坯。

图4-5 型腔铣的切削范围3．指定检查体指定检查是用来定义您不想触碰的几何体，就是避开你所不想加工到的位置。

例如夹住部件的夹具，就是我们不能加工的部分，就需要用检查几何体来定义，移除夹具的重叠区域将不被切削，如图4-6所示。

指定检查余量值（切削参数对话框→余量）以控制刀具与检查几何体的距离。

此模型加工不需要指定检查体。

图4-6 检查几何体4．指定切削区域指定切削区域（图标）是用来创建局部加工的范围，可以通过选择曲面区域、片体或面来定义“切削区域”。

例如在一些复杂的模具加工中，往往有很多区域的位置需要分开加工，此时定义切削区域就可以完成指定的区域位置做加工操作。

在定义切削区域的时候一定要注意：“切削区域”的每个成员都必须是“部件几何体”的子集。

例如，如果您将面选为“切削区域”，则必须将此面选为“部件几何体”，或此面属于已选为“部件几何体”的体。

如果您将片体选为“切削区域”，则还必须将同一片体选为“部件几何体”；如果不指定“切削区域”，则系统会将整个已定义的“部件几何体”（不包括刀具无法接近\\的区域）用作切削区域。

当定义了切削区域时，在〖切削参数〗选项里→“延伸刀轨”选项卡就会起作用；否则此选项不起作用。

下面例子说明定义切削区域的刀轨延伸，如图4-7所示。

此模型加工不需要指定切削区域面。

图4-7 延伸刀轨5．指定修剪边界修剪边界主要是用来修剪掉您不想要的刀轨。

此选项功能在【平面铣】操作里已经作过介绍，在此不在作详细的说明。

此模型加工不需要指定修剪边界。

4.2 刀具在作加工操作之前需要对模型作分析，了解模型的加工范围，因此操作在定义参数组的之前已经创建好了刀具大小；在创建操作【型腔铣】之时已继承了刀具“JMSK_D12R1”，所以此时不需要再创建刀具，刀具选项卡如图4-8所示。

图4-8 刀具选项4.3 刀轨设置在刀轨设置选项卡里，有：方法、切削模式、步距、平面直径百分比、全局每刀深度、切削层、切削参数、非切削移动、进给和速度9个选项内容，其中有许多选项都跟【平面铣】操作里的刀轨设置内容是一样的，相同的部分不再详细介绍，主要以〖切削层〗选项作为重点介绍。

1．切削层切削层主要是用来控制您所加工模型的深度；当在【型腔铣】操作里，只有定义了“部件几何体”的时候，切削层才会启用，否则此选项将不起作用，用灰色状态显示。

在【型腔铣】操作对话框里→刀轨设置→切削层，点击切削层图标并弹出【切削层】对话框，并且在模型里也显示出切削层，如图4-9所示。

下面将详细介绍切削层的选项内容。

图4-9 切削层①范围类型分为三种：自动生成、用户定义、单个，如图表4-3说明。

表4-3 范围类型自用户单个在【型腔铣】操作里，第一次进入【切削层】对话框的时候，范围类型将是自动生成状态，如是之前编辑过切削层的，再次进来将是用户定义状态。

在切削层里，对于范围类型“自动生成”分层的原理是：最高范围的默认上限是部件、毛坯或切削区域几何体的最高点；如果在定义“切削区域”时没有使用毛坯，那么默认上限将是切削区域的最高点；如果切削区域不具有深度（例如为水平面），并且没有指定毛坯，那么默认的切削范围上限将是部件的顶部；定义“切削区域”后，最低范围的默认下限将是切削区域的底部；当没有定义“切削区域”时，最低范围的下限将是部件或毛坯几何体的底部最低点。

在定义切削层的时候，模型所显示的标识切削层如图4-10所示，分别说明一下标识的意思。

大三角形是范围顶部、范围底部和临界深度；小三角形是切削深度；红色的范围是当前选择范围。

图4-10 标识切削层②全局每刀深度：添加范围时的默认值；该值将影响自动生成或单个模式中所有切削范围的每刀最大深度。

对于用户定义模式，如果所有范围都具有相同的初始值，那么“全局每刀深度”将应用在所有这些范围中。

如果它们的初始值不完全相同，系统将询问您是否要将新值应用到所有范围。

系统将计算出不超过指定值的相等深度的各切削层。

下图说明了软件如何根据指定的全局每刀深度值0.25 进行调整。

③切削层：分为恒定与仅在范围底部两个选项。

“恒定”是将切削深度保持在全局每刀深度值；“仅在范围底部”将不细分切削范围，只在模型顶面的位置作切削。

注：打开“仅在范围底部”此选项将使全局每刀深度选项处于非活动状态。

④临界深度顶面切削：只在单个范围类型中可用，否则是非活动状态。

使用此选项在完成水平表面下的第一刀后直接对每个临界深度（水平表面）进行切削（顶面切削）；这与平面铣中的岛顶面切削选项类似。

如图4-11所示：图4-11 临界深度顶面切削⑤范围、层的内容如表4-4所示。

表4-4 范围、层插入编辑删除⑥信息与显示信息：在单独的窗口中显示关于范围的详细信息。

以上内容是针对【切削层】选项的分析。

在此操作里，只设置全局深度＝0.5；其他的参数选项均为默认值就可以了。

2．切削参数在【型腔铣】操作里，点击切削参数图标，弹出【切削参数】对话框，如图4-12所示。

型腔铣的切削参数选项跟〖平面〗有所不同，相同的部分在此不再详细说明，针对性讲述型腔铣里特有的切削参数选项。

下面分别介绍型腔铣里的切削参数选项。

图4-12 型腔铣切削参数⑴．延伸边界：沿切线方向延伸开放腔体的刀轨。

前提条件一定要定义了切削区域面才会起到作用。

刀轨延伸如图4-13所示。

图4-13 型腔铣刀轨延伸⑵．余量：在型腔铣操作里，切削参数选项中的“余量”选项卡，跟平面铣加工有所不同，如图4-14所示。

其中多“使用底部面与侧壁余量一致”的选项。

当这选项打勾时，将不会有“部件底部面余量”选项，如不打勾将可以分别设置“侧壁和底部面”余量。

在此操作里，分别设置部件侧面余量＝0.35，部件底部面余量＝0.15，其他的参数选项为默认值。

图4-14 型腔铣余量选项⑶．空间范围：此选项卡中包含了，毛坯（Blank）、刀具夹持器、小面积避让、参考刀具和陡峭四类选项，各选项中还包含相应内容，如图4-15所示。

下面将介绍各参数选项的内容。

图4-15 空间范围修剪由是根据所选“部件几何体”的外边缘（轮廓线）来创建“毛坯几何体”；当你没有明确指定“毛坯几何体”的情况下识别出型心部件的“毛坯几何体”。

使用部件几何体的轮廓来生成刀轨，方法是：沿部件几何体的轮廓定位刀具，并将刀具向外偏置，偏置值为刀具的半径；可以将轮廓线当作部件沿刀轴投影所得的“阴影”。

如图4-16所示。

图4-16 修剪轮廓处理中的工件用于指定经过一次操作后余下的材料（剩余材料）。

包括使用3D和使用基于层的两种类型。

当处理中的工件设定为使用3D时，此时在【型腔铣】操作对话框中，〖几何体〗选项卡里“指定毛坯”选项将会被前一个IPW 图标所替换。