【導讀】CAD/CAM是計算機輔助設計/計算機輔助制造的簡稱。先在UG軟件的CAD建模中，通過拉伸實體、布爾運算、實體抽殼和實。體倒圓角等功能繪制出充電器支座的三維模型。然后在UG的加工模塊中，完成。后置處理中選用MILL_3_AXIS機床，生成機床可以識別的程序。成的程序傳送到西門子銑床上。要注意的是，粗加工程序較短，可以先直接傳送。但精加工程序比較長，不能完成一次性傳送，因此文中介。紹了邊傳送邊加工的DNC加工方法。

　　

【正文】 面 (平面 )的 銑削用平頭 刀效果比較好。本課題在精銑的時候選用的就是直徑為 6mm 的球頭銑刀。 3. 刀具和切削用量 29 (1) 刀具選擇 選擇加工方式后，必須選擇合適切削刀具和合理切削用量，它會影響到加工時間的長短以及留給后道工序的余量 合理性 本課題在 粗加工時選 Φ8的 平頭刀，精加工是選用 Φ6的球頭刀。 (2) 切削用量的選擇 一般實際切削用量制定的通常方法是： a. 經(jīng)驗估算法 憑工藝人員的實踐經(jīng)驗估計切削用量。 b. 查表修正法 確定切削用量時根據(jù)零件材料、刀具材料從手冊中查出切削速度 V 和每轉進給量 Sz，以此計算出主軸轉速和進給速度，再結合實際情況進行適當修正。計算公式如下： ? ?DVn ??? ?1 0 0 0 單位： r/min nZF SZ ??? 單位： mm/min 在此用查表法預算下參數(shù)。 查表得鋁合金允許切削速度為 180～ 300m/min，取 V =180m/min。粗加工 V =180m/min70%=126m/min； Φ8平頭刀每齒切削量取Sz =。精加工 Sz =(mm/齒 )/2=?？紤]到機床剛性不是很好，乘以修正系數(shù)為 。 選用 Φ8平頭刀時 : ? ?DVn ??? ?1 0 0 0 =（ 1000126） /（ 8）≈3000r/min nZF SZ ???=23000=600mm/min 選用 Φ6球頭刀時 : ? ?DVn ??? ?1 0 0 0 =（ 1000180） /（ 8）≈5720r/min nZF SZ ???=25720=572mm/min CAM 模擬加工過程 1. 取出幾何模型 幾何模型是進行數(shù)控編程的基礎，必須在進入加工模塊之前，先在建模環(huán)境中完成零件的幾何造型。本課題加工部分選擇的模型就是在 UG 中創(chuàng)建的充電器三維模型。 在模擬刀具路徑時，需要使用毛坯來觀察零件的成形過程。因此，進入加工模塊前，應在建模環(huán)境中建立用于成形零件的毛坯。毛坯可以是圓柱體或塊體等材料，也可以通過拉伸或偏置零件的線與面來創(chuàng)建。本課題在充電器底部建立一個平面，作為毛坯的底面。這個平面的長寬都 為 90mm，如圖 所示。 30 圖 充電器幾何造型 2. 粗加工部分 (1) 創(chuàng)建程序組 程序組用于組織各加工操作和排列各操作在程序中的次序。合理地將個操作組成一個程序組，可在一次后置處理中按選擇程序組的順序輸出多個操作。 在右邊的 “操作導航器 程序次序 ”界面中，右擊 NC_PROGRAM，在NC_PROGRAM 里插入程序組 , 選擇 [插入 ]/[程序組 ]，打開 “創(chuàng)建程序組 ”對話框。系統(tǒng)彈出如圖 所示的創(chuàng)建程序對話框。確定后在 NC_PROGRAM 子目錄中出現(xiàn) PROGRAM 程序名，如圖 所示。 圖 創(chuàng)建程序對話框 圖 PROGRAM 選項 (2) 創(chuàng)建刀具組 創(chuàng)建刀具組為銑削、車削和點位加工操作創(chuàng)建刀具或從刀具庫中選取刀具。 在右邊的 “操作導航器 程序次序 ”中右擊 “PROGRAM”，選擇 [插入 ]/[刀具 ]選項，如圖 所示。默認的刀具為 MILL。 確定后系統(tǒng)會彈出相應的對話框，用于刀具參數(shù)的具體定義，如圖 所示。考慮到所要加工的零件尺寸小，且表面形狀比較復雜。所以要選直徑較小的刀具，對于粗加工，選 Φ8的平頭 立銑刀 。 31 圖 刀具 類型選擇 圖 刀具 參數(shù)選擇 (3) 創(chuàng)建幾何體 創(chuàng)建幾何體在零件上定義要加工的幾何對象和指定零件在機床上的加工方位，包括定義加工坐標系、工件、邊界和切削區(qū)域等。 重新設置加工坐標系 MCS，選擇與工件坐標系重合。工件選擇所有幾何體，切削區(qū)域也選擇所有幾何體。 (4) 創(chuàng)建方法 創(chuàng)建方法為粗加工和精加工指定統(tǒng)一的加工公差、加工余量及進給量等參數(shù)。 本課題粗加工創(chuàng)建方法中，父本組應為 MILL_ROUGH，圖 ，確定后會出現(xiàn)圖 所示的 對話框，部件余量取 ，其它默認。 32 圖 創(chuàng)建方法 選項 圖 精加工參數(shù) 選項 (5) 創(chuàng)建操作 創(chuàng)建操作是在指定程序組下用合適的刀具對已建立的幾何對象用合適的加工方法建立操作。 在子類型中選擇 CAVITY_MILL，并使用上面建立的程序，刀具等。使用方法選擇 MILL_ROUGH,如圖 。 圖 刀具選項卡 圖 加工方法 及參數(shù) 選項卡 確定后彈出 CAVITY_MILL 對話框，圖 。切削方式為 ZigZag,步進恒定為 2mm，每一刀的全局深度為 2mm，主軸轉速 3000r/min，進給速度 600mm/min. (6) 生成刀路軌跡 刀路軌跡是指一個或多個操作，或者包含操作的程序組，通過生成刀具路徑工具產(chǎn)生加工過程中刀具的運動軌跡。 選擇刀路軌跡生成功能 ，生成出合理的刀路軌跡，如圖 所示。 33 圖 刀路軌跡圖 (7) 驗證刀路軌跡 通過模擬、動態(tài)顯示切削過程，驗證刀具運動軌跡的 合理性。 選擇仿真驗證功能 ，會跳出一個可視化刀軌軌跡的對話框，圖 ，干涉檢查前打鉤選中，這樣模擬完后如果有干涉存在的時候，會自動提醒。觀看3D 動態(tài)效果，選擇 播放， 3D 動態(tài)效果如圖 所示。播放完畢后，未發(fā)現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 34 圖 可視化刀軌軌跡的對話框 圖 3D 動態(tài)效果 圖 驗證完刀路軌跡后，一定要點 “確定 ”項 ， 否則剛才設置的數(shù)據(jù)，都不會被保存了。確定后 操作導航器中， PROGRAM 下會出現(xiàn)如圖 所示的程序。 圖 操作導航器 (8) 后置處理 后置處理是根據(jù)機床參數(shù)格式化刀具位置源文件并生成特定機床可以識別的 NC 程序的過程。 1) 先點工具欄中 “輸出 CLSF”按鈕，出現(xiàn)對話框如圖 ?？捎酶袷竭x標準 ,部分程序如下： TOOL PATH/CAVITY_MILL,TOOL,MILL TLDATA/MILL,, MSYS/,,0, 35 $$ centerline data PAINT/PATH PAINT/SPEED,10 PAINT/COLOR,186 RAPID GOTO/,, …… PAINT/COLOR,31 GOTO/, PAINT/SPEED,10 PAINT/TOOL,NOMORE ENDOFPATH 2) 點 “后處理 ”按鈕 ,如 圖 ，可用機床選擇 3軸銑削 ,輸出單位選公制 /部件 ,按確定 ,生成部分粗加工程序如下： %_N_12_MPF 。$PATH=/_N_MPF_DIR N0030 T1 D1 N0040 G54 G64 G0 G90 Z10 S3000 M03 N0050 Z2. N0060 G1 F600 …… N0240 N0250 N0260 G00 Z50 M30 % 36 圖 CLSF 格式選項 圖 后處理 選項 3. 精加工部分 (1) 創(chuàng)建程序組。在右邊的 “操作導航器 程序次序 ”界面中，右擊NC_PROGRAM，在 NC_PROGRAM 里插入程序組 , 選擇 [插入 ]/[程序組 ]，打開“創(chuàng)建程序組 ”對話框。 系統(tǒng)彈出如圖所示的創(chuàng)建程序對話框。確定后在NC_PROGRAM 子目錄中出現(xiàn) PROGRAM1 程序名，如圖 所示。 圖 創(chuàng)建程序對話框 (2) 創(chuàng)建刀具組。右擊 “PROGRAM1”，在這個程序組下創(chuàng)建刀具。選擇 [插入 ]/[刀具 ]選項，選擇輪廓銑削（ mill_contour），插入一把刀具 MILL_2。確定后，會出現(xiàn)一個設置刀具參數(shù)的對話框。改變（ D）直徑與（ R1）下半徑的參數(shù)。精加工選用的球頭銑刀的直徑為 6mm，下半徑為 3mm，對話框中其余參數(shù)不變。 (3) 創(chuàng)建幾何體。與粗加工步驟相同。 (4) 創(chuàng)建方法。本課題精加工創(chuàng)建方法中，父本組應為 MILL_FINISH，確定后會出現(xiàn)圖的對話框，預留余量取 0mm，其它默認。 (5) 創(chuàng)建操作。 37 圖 創(chuàng)建操作 選項卡 子類型選擇 COUTOUR_AREA，程序選擇 PROGRAM_1，刀具選 MILL_2，使用方法選擇 MILL_FINISH，圖 。確定后，出現(xiàn) COUTOUR_AREA對話框，如圖 。 圖 創(chuàng)建操作 子選項卡 圖 編輯參數(shù) 選項卡 選擇 編輯參數(shù)，圖 ，圖樣選平行線，切削類型選擇 Zig_Zag，切削角選擇用戶定義，角度設為 30，步進恒定且距離為 。 38 (6) 生成刀路軌跡。選擇 生成刀路軌跡，如圖 所示。確定后 操作導航器中， PROGRAM1 下會出現(xiàn)如圖 所示的程序。 圖 刀路軌跡圖 圖 操作導航器 (7) 驗證刀路軌跡 。 步驟跟粗加工相似， 選擇確定 ，跳出可視化刀軌軌跡的對話框， IPW 干涉檢查前打鉤。選擇 播放，觀看 3D 動態(tài)效果，如圖 所示。 39 圖 3D 動態(tài)效果 (8) 后置處理 1) 先點工具欄中 “輸出 CLSF”按鈕，部分程序如下： TOOL PATH/CONTOUR_AREA,TOOL,MILL_2 TLDATA/MILL,, MSYS/,,0, $$ centerline data PAINT/PATH PAINT/SPEED,10 …… GOTO/, PAINT/SPEED,10 PAINT/TOOL,NOMORE ENDOFPATH 2) 再點 “后處理 ”按鈕 ,部分精 加工程序如下： %_N_13_MPF 。$PATH=/_N_MPF_DIR N0030 T1 N0040 G0 G54 G64 G90 Z10 S5500 M03 N0050 N0060 F550 40 N0070 G1 …… N9020 G1 N9030 G0 Z20 N9040 M30 % 4．平面銑削 (1) CAD 部分 在建模環(huán)境下作出充電器三維造型在底面上的投影。 選擇底面，進入草圖， 如圖 所示，選擇圖中最外圍的曲線。 選擇 ，進行投影，把最外圍的曲線投影到底面上，圖 所示。 圖 外圍曲線 選擇 圖 曲線投影 選擇 草圖完成后，隱藏充電器三維造型，底面上就會清晰的呈現(xiàn)出剛才投影的曲線，如圖 。 圖 曲線投影 圖 (2) CAM 部分 1) 在加工模塊中，按同樣方法建立一個程序組 PROGRAM2，類型選用mill_planar,如圖 所示 。在 NC_PROGRAM 子程序中就會出現(xiàn) PROGRAM2， 41 如圖 所示。 圖 創(chuàng)建程序選項 圖 創(chuàng)建程序子選項 2) 在 PROGRAM2 中插入刀具，使用精加工中選用 Φ8的 平頭刀。 3) 插入操作，彈出創(chuàng)建操作的對話框，如圖 所示。子類型選用CLEANUP_CORNERS，使用刀具為 MILL，使用方法選用 MILL_FINISH。 圖 創(chuàng)建操作對話框 圖 CLEANUP_CORNERS 對話框 確定后出現(xiàn) CLEANUP_CORNERS 對話框，如圖 。 部件選擇投影線， 底面選擇毛坯底面，切削方式選用 輪廓，步進取刀具直徑的 10%。 4) 選擇 生成刀具路徑，如圖 所示。選擇 觀看 3D 效果圖，如圖 所示。 確定后 操作導航器中， PROGRAM2 下會出現(xiàn)如圖 所示的程序。 42 圖 刀具路徑 圖 3D 效果圖 圖 后 操作導航器 5) 后置處理中，先選擇工具欄中 “輸出 CLSF”按鈕，部分程序如下： TOOL PATH/CLEANUP_CORNERS,TOOL,MILL TLDATA/MILL,, MSYS/,,0, $$ centerline data PAINT/PATH …… PAINT/SPEED,10 PAINT/TO