【转帖】CAXA制造工程师的曲面参数线加工

mr.shang

看到这里老大的一篇文章，特转贴
  
CAXA制造工程师的曲面参数线加工  
   
  
一、前言
本文通过一个实例，对CAXA制造工程师“参数线加工”中，第一系列限制面、第二系列限制面及干涉面的设置和选取问题进行分析和探讨，提出了正确的解决方法。
在CAXA制造工程师“参数线加工”中，第一系列限制面、第二系列限制面、干涉面的设置和选取是最重要的内容之一，其设置和选取正确与否，直接关系到工件的表面质量和加工时的安全性。对于如图1所示工件上的曲面加工，利用平头刀进行粗加工或半精加工是较合适的，然而，当平头刀加工曲面时，残留余量多，表面质量差。如果减小行距参数，那么又大大增加了程序量。因此，为了减少加工表面的残留余量，提高表面质量，就要利用球头刀进行精加工。
图1 工件三维图形
在CAXA制造工程师软件的“参数线加工”参数中，第一系列限制面是指刀具轨迹的每一行，在刀具恰好碰到限制面时停止。第二系列限制面是限制每一行刀具轨迹的头。而干涉又分为某一曲面自身干涉和其他曲面对该曲面的干涉。如果在切削待加工曲面时，可能与其他曲面发生干涉，要指定作干涉检查的曲面，即需指定干涉面。系统对限制面与干涉面的处理是不一样的，碰到干涉面，刀具轨迹让刀，碰到限制面，刀具轨迹的该行就停止。下面，就CAXA制造工程师“参数线加工”中，利用球头刀对该曲面进行精加工时，限制面、干涉面等按不同的方法设置和选取，对问题进行分析。
二、曲面的参数线加工
方法1：利用球头刀加工（不选中第一系列限制面，不选中第二系列限制面，不选中干涉检查）。
（1）鼠标单击主菜单中的“应用”菜单→选取“轨迹生成”菜单→选取“参数线加工”菜单→弹出“参数线加工参数表”对话框（如图2所示）→选择和填写参数表（球头立铣刀半径8，起止高度85，安全高度80，每行进退刀方式为垂直方式，行距2，不选中第一系列限制曲面，不选中第二系列限制曲面，不选中干涉检查，往复走刀方式，进退刀方式为垂直方式等等）→按“确定”按钮。
图2　参数线加工参数表对话框
（2）拾取待加工曲面（鼠标单击需加工的弧形曲面）（如图3所示）→按右键结束拾取→拾取进刀点（如图4所示）→切换加工进给的方向（左键切换），使方向Y轴正向→按右键。　　　  
图3 拾取待加工曲面　　　　　图4 拾取进刀点
（3）改变曲面的方向（不改变）→按右键→拾取干涉曲面→不拾取→按右键结束拾取→生成刀具轨迹（如图5所示）。
图5　刀具轨迹
方法2：利用球头刀加工（不选中第一系列限制面，不选中干涉检查，选中第二系列限制面）。  
（1）鼠标单击主菜单中的“应用”菜单→选取“轨迹生成”菜单→选取“参数线加工”菜单→弹出“参数线加工参数表”对话框→选择和填写参数表（球头立铣刀半径8，起止高度85，安全高度80，每行进退刀方式为垂直方式，行距2，不选中第一系列限制曲面，不选中干涉检查，选中第二系列限制曲面，往复走刀方式，进退刀方式为垂直方式等等）→按“确定”按钮。
（2）拾取待加工曲面（鼠标单击需加工的弧形曲面）（如图3所示）→按右键结束拾取→拾取进刀点（如图4所示）→切换加工进给的方向（左键切换），使方向Y轴正向→按右键。
（3）改变曲面的方向（不改变）→按右键→拾取干涉曲面→不拾取→按右键结束拾取→拾取第二系列限制面（上面的垂直面）（如图6所示）→按右键→生成刀具轨迹（如图7所示）。　  
图6　拾取第二系列限制面　　图7　生成刀具轨迹
方法3：利用球头刀加工（选中第一系列限制面，不选中第二系列限制面，不选中干涉检查）。
（1）鼠标单击主菜单中的“应用”菜单→选取“轨迹生成”菜单→选取“参数线加工”菜单→弹出“参数线加工参数表”对话框→选择和填写参数表（球头立铣刀半径8，起止高度85，安全高度80，每行进退刀方式为垂直方式，行距2，选中第一系列限制曲面，不选中第二系列限制曲面，不选中干涉检查，往复走刀方式，进退刀方式为垂直方式等等）→按“确定”按钮。
（2）拾取待加工曲面（鼠标单击需加工的弧形曲面）（如图3所示）→按右键结束拾取→拾取进刀点（如图4所示）→切换加工进给的方向（左键切换），使方向Y轴正向→按右键→改变曲面的方向（不改变）→按右键→拾取干涉曲面→不拾取→按右键结束拾取。
（3）拾取第一系列限制面（下面的水平面）（如图8所示）→按右键→生成刀具轨迹（如图9所示）。
图8　拾取第一系列限制面　　图9　刀具轨迹
方法4：利用球头刀加工（选中第一系列限制面，选中第二系列限制面，不选中干涉检查）。
（1）鼠标单击主菜单中的“应用”菜单→选取“轨迹生成”菜单→选取“参数线加工”菜单→弹出“参数线加工参数表”对话框→选择和填写参数表（球头立铣刀半径8，起止高度85，安全高度80，每行进退刀方式为垂直方式，行距2，选中第一系列限制曲面，选中第二系列限制曲面，不选中干涉检查，往复走刀方式，进退刀方式为垂直方式等等）→按“确定”按钮。
（2）拾取待加工曲面（鼠标单击需加工的弧形曲面）（如图3所示）→按右键结束拾取→拾取进刀点（如图4所示）→并切换加工进给的方向（左键切换），使方向Y轴正向→按右键→改变曲面的方向（不改变）→按右键→拾取干涉曲面→不拾取→按右键结束拾取。
（3）拾取第一系列限制面（下面的水平面）（如图10所示）→按右键→拾取第二系列限制面（上面的垂直面）（如图11所示）→按右键。
图10　拾取第一系列限制面　　图11　拾取第二系列限制面
（4）生成刀具轨迹（如图12所示）。
图12　刀具轨迹
方法5：利用球头刀加工（不选中第一系列限制面，选中第二系列限制面，选中干涉检查）。
（1）鼠标单击主菜单中的“应用”菜单→选取“轨迹生成”菜单→选取“参数线加工”菜单→弹出“参数线加工参数表”对话框→选择和填写参数表（球头立铣刀半径8，起止高度85，安全高度80，每行进退刀方式为垂直方式，行距2，选中第二系列限制曲面，往复走刀方式，选中干涉检查，进退刀方式为垂直方式等等）→按“确定”按钮。
（2）拾取待加工曲面（鼠标单击需加工的弧形曲面）（如图3所示）→按右键结束拾取→拾取进刀点（如图4所示）→并切换加工进给的方向（左键切换），使方向Y轴正向→按右键→改变曲面的方向（不改变）→按右键。
（3）拾取干涉曲面（下面的水平面）（如图13所示）→按右键结束拾取→拾取第二系列限制面（上面的垂直面）（如图14所示）→按右键。
图13　拾取干涉曲面　　图14　拾取第二系列限制面　
（4）生成刀具轨迹（如图15所示）。
图15　刀具轨迹
三、结论
通过以上对曲面加工时的限制面和干涉面的设置和选取可以得出如下结论。
对于方法1，由于既不选中第一系列限制面，也不选中第二系列限制面，更未选中干涉检查。所以在曲面上端的垂直面和曲面下端的水平面都发生过切。
对于方法2，由于未选中第一系列限制面和干涉检查，只选中第二系列限制面。因此，刀具在曲面上端的垂直面会让开而不产生过切，但是在曲面下端的水平面仍然发生过切行为。
对于方法3，由于只选中第一系列限制面，未选中第二系列限制面和干涉检查。因此，刀具在曲面下端的水平面会让开而不产生过切，曲面上端的垂直面仍然发生过切行为。
对于方法4，由于同时选中第一系列限制面和第二系列限制面，只未选中干涉检查。因此，刀具在曲面上端的垂直面会让开而不产生过切，在曲面下端的水平面也未产生过切行为。这是可行的设置和选取。
对于方法5，由于既选中第二系列限制面，也选中干涉检查，只是未选中第一系列限制面。因此，刀具在曲面上端的垂直面会让开而不产生过切，在曲面下端的水平面也未产生过切行为，这也是可行的。
不过，该曲面利用球头刀进行精加工时，由于球头形状刀的特殊性，曲面的上端和下端不可能加工到位，也就是所谓的“欠加工”现象（如图16所示）。在加工过程中可以通过再更换小直径的刀具加工来逼近曲面的上下两端，或通过平头铣刀清根，其设置方法同方法4。
图16　球头刀“欠加工”
在数控铣削加工中，另外一点应引起高度重视的就是进刀点和加工方向的选择问题。进刀点不能选取在曲面的下方。否则刀具是从下向上走刀，导致刀具在工件的下部分曲面进行加工时，切削量太大，刀具、机床很不安全。由于加工过程中产生让刀现象，导致工件表面质量差。如果是用平头立铣刀粗加工这一部分，可以说根本不允许，即使是半精加工时，也会导致为精加工预留的余量不均匀。同时，加工方向的选择也不能采用从上向下的加工方式。走刀方向从上向下加工时，刀具在切削过程中存在向下和向X轴正方向的分切削过程（有分切削力），如果切削量稍大，刀具产生让刀和啃刀的现象严重，表面质量不可控制。
总之，在“CAXA制造工程师”软件中，不论是利用平头刀还是利用球头刀进行“参数线加工”时，对第一系列限制面、第二系列限制面和干涉检查要有充分的认识，对它们的含义和作用要有深刻的领会。同时，对进刀点和加工方向以及切削用量的选择，也应有足够重视，以保证工件的质量。
  
  

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