柱面螺旋槽四轴加工课件..
四轴加工实例讲义
四轴加工实例教程讲义讲授教师：_____ __2011年月日一、加工任务概述利用图1-1 所示的“福”字图片，通过Mastercam 的四轴加工功能得到笔筒造型。
具体步骤如下：1）把图片中的“福”字转化成Mastercam 可读入的Autodesk 格式，或利用Mastercam9.1 自带的功能，直接可以把图片格式转换成线条。
2）经过编辑后，得到我们加工笔筒所需要的线条图形，再把图形缠绕在直径为95mm 的圆筒上3）通过Mastercam 的四轴加工功能得到笔筒造型。
图1-1 未编辑前的福字为图片格式经过图片转换，再加上修饰花边，加工后即为如图1-2 效果。
图1-2 经过图片转换经过图片转换、、修饰后的加工效果二、工艺方案笔筒的加工工艺方案如表所示。
1)工艺设计笔筒的加工工艺方案笔筒毛坯如图1-3 所示，材质为铝镁合金5050。
在实际加工中，毛坯已没有夹持余量，不可能再用三爪夹持笔筒外圆的方法加工，但可设计一阶梯芯轴，用三爪夹持心轴，找正后，把笔筒套入芯轴，并用顶尖顶牢，由于实际加工过程中，切削力很小，笔筒内孔与芯轴之间为精密配合，顶尖顶牢后，预紧力完全满足加工切削力的要求。
装夹方案设计如图1-4 所示。
图1-3 笔筒毛坯半剖视图图1-4 笔筒加工示意图2）芯轴设计经测量，笔筒的内孔直径为φ80.01mm，故芯轴直径选用φ80h5 （0+0.015），最小间隙为0.01mm，最大间隙为0.025mm，可以满足装配加工要求。
芯轴设计方案如图1-5 所示。
图1-5 芯轴设计图形三、加工模型准备1）图片转换 Mastercam9.1 版本能针对图片加工，且开发了图片直接转换成线条的程序，具体操作方法如下：步骤 1 选择需要的图片：单击“MAIN MENE”→“File”→“Converters”→“Next menu”→“Rast2vec”，选择要选的图片“福字”，如图1-6 所示。
图1-6 利用Mastercam9.1 图片加工功能选择图片步骤 2 把原图形转换为黑白图形：单击“Linear Black/White conversion”→拖动调节按钮，改变图形颜色→单击“OK”按钮，如图1-7 所示。
圆柱曲面螺旋槽数控加工技术
圆柱曲面螺旋槽数控加工技术【10】第32卷第8期2010-80 引言圆柱曲面螺旋槽有多种功能，在包装装置、纺织装置或摩托车等的部件上，以满足某种特定的传动轨迹要求；在橡胶产品的模具上，满足橡胶产品表面特殊花纹的需要；在航天部件上起散热作用。
螺旋槽按导程是否相等分为等导程螺旋槽和变导程螺旋槽。
按槽宽在槽深方向是否相等分为普通螺旋槽如图1所示和楔型螺旋槽如图2所示。
等导程螺旋槽可以采用普通机床进行加工，但精度很难保证，而变导程螺旋槽只能采用专用设备进行加工，但生产周期长，严重影响产品的制造进度。
随着数控加工技术的发展，采用数控图1 普通螺旋槽图2 楔型螺旋槽机床加工，可满足各种不同种类螺旋槽的加工要求，但是这类零件数控加工编程和一般的曲面加工编程是不一样的。
本文针对圆柱曲面螺旋槽对其数控加工进行研究。
1 圆柱曲面螺旋线圆柱螺旋槽的中心线和轮廓线是螺旋线，可以看成动点Q如图3所示，在柱面上绕其轴线做螺圆柱曲面螺旋槽数控加工技术NC machining technique about screw grooves on cylinder 蔺小军，单晨伟，史耀耀LIN Xiao-jun, SHAN Chen-wei, SHI Y ao-yao（西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，西安 710072）摘要：本文针对圆柱曲面螺旋槽的加工从数控机床和加工刀具的选择、走刀方式、加工方法等方面进行研究，进而根据螺旋槽的形状以及加工刀具的不同提出了相应的数控加工编程方法。
关键词：螺旋槽数控加工编程数控加工中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2010)08-0010-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.08.04 旋运动形成的轨迹。
当圆柱轴线为X轴时，如果其半径线相对于坐标平面XOY的偏转角为，如图3所示，则螺旋线方程为：图3 圆柱曲面螺旋线(1)式(1)中(2)为螺旋线导程，当为等导程时，为收稿日期：2009-10-16作者简介：蔺小军（1968 -），男，陕西宝鸡人，高级工程师，工学博士，研究方向为精密几何测量、逆向制造、CAD/CAM。
柱面螺旋槽四轴加工课件
柱面凸轮槽四轴加工
江苏盐城技师学院
01:52
▪ 1、项目目标：提高四轴手工编程的能力 ▪ 2、项目内容： ▪ （1）柱面凸轮槽程序的编制方法； ▪ （2）VERICUT仿真加工； ▪ （3）程序输入与零件加工。 ▪ 3、项目要求： ▪ （1）能进行零件的程序编制； ▪ （2）能采用数控仿真软件进行数控仿真加工； ▪ （3）会数控程序的计算机传输； ▪ （4）会操作数控机床加工柱面螺旋槽零件。
01:52
图2-1 添加控制系统
2．选择机床 点击“机床”图标 ，设置机床类型，如图2-2所示。
01:52
图2-2 添加机床
3．定义毛坯
点击“毛坯”图标 ，设置毛坯形状及大小，如图2-3所 示。点击“添加”图标，出现如图2-4，然后对其设置，将圆 柱放置到图2-5所示的位置。
BACK
BACK
图2-3 设置毛坯
6．定义坐标系
(1) 点击“坐标系统”图标 如图2-9所示。
，确定工件坐标系的位置，
01:52
图2-9 建立工件坐标系
(2) 右击“设置”图标，选择G代码中的设定选项，如图2-10所示， 弹出如图2-11对话框，对内容进行设置。
BACK
01:52
图2-10 将坐标系设定
图2-11 设定参数
7．自动加工
01:52
任务一 用发那科系统对凸轮槽进行手工编程
一、提出与分析任务
提出任务：用发那科Oi-MC数控系统 对凸轮槽进行手工编程
分析任务：
1、如图1-1所示，柱面凸轮槽， 毛坯为圆柱体，直径为φ100mm, 长150mm,槽宽为20mm,深为15 mm 其材料为铝钢。
图1-1 柱面凸轮槽
数控多轴加工方法PPT课件
、
多• CAXA制造工程师2013软件软
轴 件中适用于多轴加工的加工方
加 法主要包括：四轴柱面曲线加
工 方
工、四轴平切面加工、叶轮粗
法 加工、叶轮精加工、五轴G01
钻孔、五轴侧铣、五轴等参数
线、五轴曲线加工、五轴曲面
区域加工、五轴转四轴轨迹等
20多种加工方法，
第1页/共29页
一
、
多 轴• 1、 四轴柱面曲线加工
方
的曲面的法线进行控制或用直线方向控制。
法
第5页/共29页
一
、
多
轴加• 4 、曲线投影加工
工 • 以投影方式对曲线进行加工，刀轴的方向由直线方向控
方 法
制。
第6页/共29页
一
、
多
轴 加
•
5
、叶轮粗加工
工 • 对叶轮相邻两个叶片之间的余量进行粗加工
方
法
第7页/共29页
一
、
多
轴 加
•
6
、
叶轮精加工
对于只可用五轴加 工方式进行加工的 零件，先用三轴生 成加工轨迹，再转 为五轴轨迹进行五 轴加工。
第18页/共ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ9页
一
、
多
轴 加
•
17
五轴曲线投影加工
工 • 用五轴的投影方式加工曲面。 方
法
第19页/共29页
一
、
多
轴 加
•
18
五轴平行线加工
工 • 用五轴的方式加工曲面，生成的每条轨迹都是平行的。 方
法
第20页/共29页
一
、
多
轴 加
•
19
《数控车床编程与操作》教学课件—项目四 槽的编程与加工
3.切槽刀的装夹
切槽刀的刀位点
切槽刀装夹正确与否对于槽的加工质量影响很大，因此，切槽刀装夹时 应注意：
（1）主切削刃要与工件轴线平行，各角度合适，无干涉。 （2）切槽刀刀头中心线与工件轴线垂直，保证两个副偏角相等。 （3）切槽刀安装时刀尖必须装得与工件轴线等高，同时，因刀具强度 较差应尽量
（2）循环起点的确定 G75指令的循环起点X向坐标略大于槽顶直径，Z向坐标为 第一次切入处刀位点A的Z坐标值（20+刀宽）， 取为（62.0，-24.0）。
2.均布槽的加工
如图所示工件，编写其外径均布槽的加工程序，切槽刀宽5mm。
均布槽加工示例
（1）循环参数的确定 e：分层切削每次退刀量，半径量，取0.5mm； X(U) 、Z(W)：切槽终点处坐标为（40.0，-75.0）； Δi：X方向的每次切深量，取值2mm（半径量）； Δk：刀具完成一次径向切削后，在Z方向的偏移量15mm； d：缺省； F：径向切削时的进给速度，取F0.1。
2.功能说明
（1）指令的运动轨迹 G75切削循环指令的执行过程如图所示。
G75切削循环运动轨迹
四、径向切槽复合循环G75的应用 1.宽槽的加工 如图所示工件，编写其外径宽槽的加工程序，切槽刀宽4mm。
径向切槽循环示例
（1）循环参数的确定 e：分层切削每次退刀量，半径量，取0.5mm； X(U) Z(W) ：切槽终点B坐标为（40.0，-60.0）； Δi：X方向的每次背吃刀量，取值2mm（半径量）； Δk：刀具完成一次径向切削后，在Z方向的偏移量3.5mm； Δd：缺省； F：径向切削时的进给速度，取F0.1。
关于圆柱螺旋槽数控加工的研究-1
关于圆柱螺旋槽数控加工的研究圆柱螺旋槽一般指的是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽，一般要求与螺旋槽等宽的圆柱销能够在其中自由平稳的滑动。
一般来说，圆柱螺旋槽的工作面即两个侧面的法截面线是平行的，槽宽在整个螺旋槽中是宽度相等的。
一般的数控加工方法是，在4轴立式加工中心机床中选择与螺旋槽宽度相等的刀具沿该螺旋槽中心线走刀，一般刀具有多大，加工出来的螺旋槽就有多大，能够满足一般的设计要求。
但此种加工方法存在很多局限性，主要有以下两个方面：一，当找不到直径与螺旋槽槽宽相等的刀具时，比如非标刀具，就必须定制刀具。
这就导致增加生产成本，加长生产周期。
二，当螺旋槽宽度尺寸较大时，加工比较困难。
由于加工螺旋槽程序中只存在移动轴和转动轴的联动，在这种情况下，数控系统不支持刀具直径补偿功能，所以当螺旋槽槽宽较大时，就只能用大直径刀具加工。
一般方法是先用小刀具加工去余量，再用比较大的刀具半精加工，最后用与槽宽宽度相的刀具加工。
这就导致加工时间长，刀具成本增加。
针对以上传统方法的不足，现提出一种新的在4轴立式加工中机床加工的数控加工方法。
首先，对螺旋槽进行分析。
与槽宽相等的刀具加工时螺旋槽时情况如下图所示：刀具在螺旋槽中示意图展开图其次，假设小直径刀具加工螺旋槽时，刀具与螺旋面的相切点正好是大直径刀具与螺旋面的相切点，小刀具径为D，螺旋槽宽度为W，螺旋槽展开线与水平线的夹角为θ，螺旋槽导程为T，旋转轴为绕X轴旋转的A轴。
刀小直径刀具走刀到相切点时，A轴座标正好与大刀具走到此相切点时相等，则可以得出下面的公式，如下图图1所示刀具在螺旋槽中示意图展开图图中Dz为螺旋槽基圆直径，当螺旋槽在不同深度，其基圆直径不同即Dz尺寸不同，相应θ值不同。
根据以上公式，应用于数控加工。
当Dz=圆柱最大直径即螺旋槽最大基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽开口处大，根部小的情况; 当Dz=螺旋槽根部基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽开口处小，根部大的情况; 当Dz=螺旋槽中部基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽上下基本一致。
多轴加工的技术特点ppt课件
Z向偏置-125
最小角度-20
最大角度45
27
Y向偏置-165
Z向偏置125
最小角度-359.999
最大角度359.999
28
双摆头的五轴机床： 刀尖点或者刀心点 距离B轴的长度。
29
DMG机床：
刀尖点或者刀心 点的位置
30
转台中心的位置
转台中心到零件坐标系原 点的距离是多少？
31
32
33
20
曲面零件
大直径铣刀宽行加工
21
1 、编程复杂（尤其是后处理） 2、工艺顺序与三轴不同
22
以UG为例：变轴铣、变轴轮廓铣、变 轴顺序铣、固定轴曲面轮廓铣等 后置处理当中要考虑刀具的长度， 机床的结构、工装夹具的尺寸关系以及 工件的安装位置等
23
建模→生成轨迹→生成代码→装夹零件→找正→ 建立工件坐标系→加工 建模→生成轨迹→装夹零件→找正→建立工件坐 标系→根据原点坐标生成代码→加工
57
58
3、精加工的工艺安排原则 （1）分区域精加工 从浅到深，从上到下，从叶盆叶背到 轮毂，“水落石出” （2）曲面→清根→曲面 切忌底面余量过大造成清根时过切
59
60
1、斜筋结构件的加工
61
加工步骤： （1）粗加工型腔 用平面轮廓加工的方法加工型腔 UG用型腔铣。CAXA用区域式粗加工 （2）半精加工 用变轴顺序铣分多刀次加工斜筋型腔 （3）精加工 用变轴顺序铣一刀次精加工斜筋型腔
11
12
多轴加工可提高加工质量
（1）利用球刀加工时，倾斜刀具轴线后可以提高加工 质量和切削效率
接触点切削 速度为零
接触点切削 速度不为零
13
14
数控技术第八章 四轴联动加工实例
第八章 四轴联动加工实例
第一节 空间凸轮加工实例 第二节 柱面图案加工实例
第一节 空间凸轮加工实例
一、空间凸轮加工工艺分析 如图8⁃1所示为空间凸轮零件的三维图。
图8-1 空间凸轮零件的三维图
第一节 空间凸轮加工实例
1.零件特性分析 2.编程特点和难点分析 1)在零件中要做出凸轮槽中心轨迹线，这是编程的参考线。 2)CAM只需要做出一道程序，即以凸轮槽中心线做出程序，整个 加工的完成利用数控系统的主程序和子程序的特性。 3)用不同的刀具实现粗、精加工,槽的侧面是工作面，要保证精度 和光顺。 3.加工方案 1)ϕ19mm立铣刀沿凸轮槽的多轴曲线驱动加工，用主、子程序实 现多道加工。 2)ϕ20mm立铣刀精加工。 二、利用UG软件生成加工程序
图8-14 “曲线/点选择”对话框及选择凸轮槽中心轨迹线作为驱动曲线
第一节 空间凸轮加工实例
图8-16 “点构造器”对话框
第一节 空间凸轮加工实例
图8-18 设置完成后的曲线驱动对话框
第一节 空间凸轮加工实例
图8-18 设置完成后的曲线驱动对话框
第一节 空间凸轮加工实例
图8-18 设置完成后的曲线驱动对话框
8.刀具轴线控制设置
第一节 空间凸轮加工实例
9.加工参数设置
图8-20 “进给和速度”中进给页面
第一节 空间凸轮加工实例
10.产生刀具路径
图8-20 “进给和速度”中进给页面
第一节 空间凸轮加工实例
11.动态验证刀轨
图8-21 可变轴曲面轮廓铣生成的刀具路径
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ节 空间凸轮加工实例
图8-22 仿真结果
12.后处理生成NC加工程序
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
IF [#1 GE 142.4] GOTO20 ;
05:05
G01 X-4.155 A256.015 ; #9=-37.6 ; N30#10=20*SIN[#9] ; #11=20*COS[#9] #12=[#10*180]/[3.14*50] ; G01 X[#11-20] A[#12+270]; #9=#9-1 ; IF [#9 LE 0] GOTO30 ; G01 X0 A360.0 ; G90 G00 Z200 ; M30 ;
2、对于这样的一个凸轮槽，我们首先来分析它的展开 图，该零件加工部位属于不对称的槽类零件，直线处拐角圆 弧不一样大，如果这样的图形放在二维平面上加工很简单， 对于直线我们可以通过弧长转换成角度的公式将XY轴的直 线插补直接转换成XA轴的插补。对于圆弧，在二维加工中， 只要用圆弧插补就可以来完成，但在四轴加工中，这样的圆 弧是用X轴和A轴的插补来完成，它是无法实现圆弧插补， 这是该图形最大的问题，因为圆弧插补不能用，所以我们只 能用宏程序赋值走直线的方法来完成圆弧的加工，用宏程序 赋值就必须要知道圆弧的角度和切点的坐标，通过如图1-2的 提示我们可以从计算机中找出，如图1-3所示。
图2-3
设置毛坯
图2-4
添加毛坯模型后效果
图2-5
贴合后效果
4．定义刀具 点击“加工刀具”图标 设置参数，如图2-7所示。
，建立加工刀具，如图2-6所示，
BACK
Байду номын сангаас
05:05
图2-6
添加新刀具
图2-7
设置刀具参数
5．选择程序 点击“数控程序”图标 ，选择加工程序，如图2-8所示。
05:05
图2-8
2010年高技能人才师资培训
柱面凸轮槽四轴加工
江苏盐城技师学院
05:05
1、项目目标：提高四轴手工编程的能力 2、项目内容： （1）柱面凸轮槽程序的编制方法； （2）VERICUT仿真加工； （3）程序输入与零件加工。 3、项目要求： （1）能进行零件的程序编制； （2）能采用数控仿真软件进行数控仿真加工； （3）会数控程序的计算机传输； （4）会操作数控机床加工柱面螺旋槽零件。
05:05
G01 X[#3-15] A[#4+60] ; #1=#1+1 ; IF [#1 LE 27.47] GOTO10 ;
G01 X-47.745 A169.428 ; #5=207.47 ; N20 #6=20*SIN[#5] ; #7=20*COS[#5] ; #8=[#6*180]/[3.14*50] ; G01 X[#7-40] A[#8+180] ; #5=#5-1 ;
3．程序传输 程序命名规则：程序 名开始必须是字母○，后面 加工数字或字母，程序名后 缀名为“ .NC”。 程序传输前需按照要 求，上传到电脑主机中。 操作过程为：在“编 辑”模式下，点击“操作” →“READ”→输程序名→“E XEC”,完成程序传输,如图33所示。
添加数控程序
6．定义坐标系
(1) 点击“坐标系统”图标 如图2-9所示。
，确定工件坐标系的位置
图2-9
05:05
建立工件坐标系
(2) 右击“设置”图标，选择G代码中的设定选项，如图2-10所示 弹出如图2-11对话框，对内容进行设置。
BACK
05:05
图2-10
将坐标系设定
图2-11
设定参数
7．自动加工 设置完成后，点击“循环启动”图标 加工结果如图2-12所示。
，启动数控机床自动加工。
图2-12
05:05
加工结果
任务三
柱面凸轮槽的加工
一、提出与分析任务
提出任务：用数控铣床或加工中心加工柱面凸轮槽。 分析任务： 由于程序段中#号较多，在机床上输入时，容易 出错，可以将VERICUT中模拟好的程序直接传输到机 床上进行操作。 柱面凸轮槽的加工需要通过：零件装夹、设置 工件坐标系、程序传输、自动加工等操作完成。
05:05
弧长转换成角度的公式：
说明： L为弧长 （在XY轴加工转换成XA轴加工时L直接 用Y值坐标代入，算出的θ就是A值）
R为圆柱半径
05:05
二、任务实施
程序编制 O0001; G90 G00 G54 X0 Y0 Z200.0 A0 ; T1M6 （φ20立铣刀） ; G43 Z60.0 H01 ; G54 S2000 M03 ; G01 Z35.0 F100.0 ; A60 ; #1=0 ; N10 #2=15*SIN[#1] ; #3=15*COS[#1] ; #4=[#2*180]/[3.14*50] ;
05:05
任务二
柱面凸轮槽的仿真加工
一、提出与分析任务 提出任务：用VERICUT仿真软件进行柱面凸轮槽的仿真加 工。
分析任务： 柱面凸轮槽的仿真加工需要通过：选择系统、选择机 床、定义毛坯、定义刀具、选择程序、定义坐标系、 自动加工等操作完成。
05:05
二、任务实施 1．选择控制系统
点击“控制”图标 ， 出现如图2-1对话框，设置如图所示。
05:05
图2-1
添加控制系统
2．选择机床
点击“机床”图标
，设置机床类型，如图2-2所示。
05:05
图2-2
添加机床
3．定义毛坯 点击“毛坯”图标 ，设置毛坯形状及大小，如图2-3 所示。点击“添加”图标，出现如图2-4，然后对其设置，将 圆柱放置到图2-5所示的位置。
BACK
BACK
05:05
05:05
二、任务实施
1．零件装夹 采用夹具装夹零件，找正然后夹紧。如图3-1所示。
05:05
图3-1
装夹零件
2．设置工件坐标系
X轴为模型的左端面向内70mm，Y轴为模型的中心，Z轴 设置在工件上表面，A轴为任意位置，然后将坐标值输入到 G54中。如图3-2所示。
05:05
图3-2
设置工件坐标系
05:05
任务一 用发那科系统对凸轮槽进行手工编程
一、提出与分析任务
提出任务：用发那科Oi-MC数控系统对 凸轮槽进行手工编程 分析任务：
1、如图1-1所示，柱面凸轮槽， 毛坯为圆柱体，直径为φ100mm,长1 50mm,槽宽为20mm,深为15mm 其材料 为铝钢。
图1-1 柱面凸轮槽
05:05