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项目二凸模零件的加工
1.1学习目标
通过本课题学习,掌握UGNX4加工操作中切削方式、进刀/退刀、切削参数、进给率和避让设置;UGNX4型腔铣、等高轮廓铣、清角操作。
1.2知识点
本课题主要讲解以下知识点:
1、UGNX4加工操作中切削方式、进刀/退刀、切削参数、进给率和避让设置;
2、UGNX4型腔铣操作;
3、UGNX4等高轮廓铣;
4、UGNX4清角操作。
1.3学习内容
1.3.1切削方式(CutMethod)
1.Zig-Zag刀路(path)为一系列的平行直线,但Stepover总跟随边界移动。
在某些情况,为尽可能减少提刀次数,保持连续切削,系统亦允许path跟随边界移动,并将path分成两部份,见图2.1。
爬行铣(Climb)或常规铣(Conventional)无效。
适用于封闭型边界。
图2.1Zig-Zag刀路
2.Zig刀路(path)为一系列的平行直线,没有Stepover移动。
刀具开始于一个path的起点,到达此path的终点后,便提刀到下一个path,直至完成切削为止,见图2.2。
爬行铣(Climb)或常规铣(Conventional)有效。
适用于封闭型边界。
图2.2
3.ZigWithContour与Zig相似的切削方式,在连续pathes之间,刀路伴随边界移动,见图2.3。
爬行铣(Climb)或常规铣(Conventional)无效。
适用于封闭型边界。
图2.3
4.
图12
FollowPeriphery以加工区域的最外围边界为主,跟随边界轮廓生成一系列的同心pathes。
每一个path均由边界偏移一个步距(Stepover)而成,当遇到path相交时,系统将合并为一个path,所以,此种切削方式的path均是封闭的,见图2.4。
适用于封闭型边界。
图2.4
5.FollowPart所有Part几何边界偏移同数量的步距形成Path。
当遇到相交时,系统将其中的一个path修剪掉。
这种切削方式较适合带有岛域的穴型加工,可有效减少清除岛域周边多余的留量,见图2.5。
适用于封闭型边界。
图2.5
6.Profile生成单个或指定数量的、用于精加工边界侧壁的切削方式,见图2.6。
可同时适用于封闭型和开放型边界。
7.Standard与Profile相似的切削方式,但不作干涉检查,见图2.7。
可同时适用于封闭式和开放式边界。
1.3.2进刀/退刀
1.Horizontal开始进刀移动时,刀具外刃与加工几何边界的水平距离。
当切削方式为Profile时,此值应大于加工前的实际残留余量值。
2.Vertical开始进刀时,刀具底刃与每个切削层的垂直距离。
3.Pre-Drill产生预钻孔点。
None
不产生预钻孔点。
BottomRegions
在最底层的切削区域产生预钻孔点。
4.TransferMethod横越移动方法。
ClearancePlane
刀具提升到安全平面进行横向移动。
PreviousPlane
刀具提升到前一个切削层加上垂直间隙距离(Vertical)的平面进行横向移动。
BlankPlane
刀具提升到毛坯顶面加上垂直间隙距离(Vertical)的平面进行横向移动。
Direct
刀具直线移动到下一个切削区域的进刀点。
1.3.2切削参数
1.CutOrder用于设定一个切削层有多个切削区域时的处理方法。
LevelFirst
切削层优先。
先将同一高度层的所有切削区域加工完毕后,刀具再进入下一切削层进行切削。
DepthFirst
深度优先。
先将其中一个切削区域加工至指定深度后,再提刀进入下一个区域进行切削。
2.Direction设定切削方向。
Climb/Conventional
常规/爬行铣。
系统根据边界方向和主轴旋转方向确定切削方向,见图6。
Forward
与边界成员方向一致。
Reverse
与边界成员方向相反。
3.RegionSequencing区域切削顺序。
Standard
按加工边界的选择顺序。
Optimize
按最短时间。
FollowStartPoints
按区域开始切削点的选择顺序。
FollowPredrillPoints
按预钻孔点的选择顺序。
4.SelfIntersection是否允许刀具路径自我交叉,仅适用于StandardDrive。
5.BoundaryApproximation用于边界成员含有二次曲线(Conics)或B-样条线(Splines)时,在满足公差情况下,为减少系统处理时间,除了最外圈path外,内部pathes尽可能用较长的直线代替二次曲线或样条线,见图2.8。
仅适用于FollowPeriphery,FollowPart&Profile。
6.WallCleanup在加工完成各层每一个区域后,插入一个Profilepath清除侧壁留下的凸脊余量,仅适用于Zig,Zig-Zag,FollowPeriphery。
7.Finishpath在完成所有切削区域后,在最后深度层围绕主边界和所有岛屿边界插入一个Profilepath,其切削量由FinishStock确定,仅适用于Zig,Zig-Zag,ZigFollowContour。
8.RegionConnection由于岛屿、沟渠等障碍物而导致同一个切削层可能分成几个可加工区域,这样将频繁出现提刀现象。
当按下此开关后,系统将优化Stepover移动,尽可能减少提刀次数。
9.FollowCheck是否驱动刀具绕Check几何移动,仅适用于FollowPart。
10.IslandCleanup用于粗加工切削时,加一个path围绕岛屿的周边移动,保证没留下多余的材料,仅适用于FollowPeriphery&Profile。
11.PocketDirection仅适用于FollowPeriphery,用于确定区域切削的方向,在加工型芯时,可减少预钻孔点的需要。
Inward——由外向里;Outward——由里向外。
12.Tolerances精度公差。
Intol
刀具切入工件的最大高度。
Outtol
留下余量的最大高度。
13.Stock
FinalFloorStock
底面及各台阶的余量。
PartStock
加工几何(PartGeometry)的余量。
FinishStock
附加给Finishpath的材料量。
BlankStock
毛坯几何(BlankGeometry)的余量。
BlankDistance
应用于PartGeometry的偏移值。
CheckStock
检查几何(CheckGeometry)的余量。
TrimStock
修剪几何(TrimGeometry)的余量。
14.切削层(CutDepths)
UserDefined
用户自定义各切削层的深度。
FloorOnly
仅在底面(Floor)生成单个切削层。
Floor&IslandTops
在底面(Floor)和各个岛屿的顶面生成单个切削层。
LevelsatIslandTops
在岛屿的顶部生成单个切削层。
FixedDepth
产生固定值的切削层。
Initial
指定第一个切削层的深度。
Final
指定最后一个切削层的深度。
IncrementSideStock
为每一个切削层增加侧壁留量。
TopOffIslands
如果在岛屿的顶面没有定义切削层,当处于On时,在岛屿的顶面增加一个切削层。
1.3.3进给速率与安全平面设置
其加工参数、安全平面、走刀线路速度如图2.9所示。
图2.9
1.3.4型腔铣操作
1、型腔铣概述
“型腔铣”操作创建的刀轨可以切削掉平面层中的材料。
这种操作类型最常用于粗加工材料,以为精加工操作做准备。
型腔铣”和“平面铣”的相似之处在于,它们都可移除那些垂直于“刀轴”的切削层中的材料。
但是,这两种操作类型用于定义材料的方法却不同。
“平面铣”使用边界来定义“工件”材料。
“型腔铣”使用边界、面、曲线和实体来定义“工件”材料。
“平面铣”是用于切削具有竖直壁的工件以及垂直于刀轴的平面岛和底部面的。
“型腔铣”用于切削具有带锥度的壁以及轮廓底部面的工件
2、创建型腔铣操作的一般步骤
1)在操作导航工具中创建程序、刀具、几何、加工方法节点;
2)在创建操作对话框中指定操作类型为mill_contour;
3)在创建操作对话框中指定操作子类型为Cavity-Mill;
4)在创建操作对话框中指定程序、刀具、几何、加工方法节点;
5)在创建操作对话框中指定操作名称;
6)单击创建操作对话框中的应用按钮进入型腔铣操作对话框;
。
1.3.5UG等高轮廓铣操作
1、“高轮廓铣”是一个固定轴铣削模块,其设计目的是对从多个切削层中的实体/面建模的工件进行轮廓铣。
使用此模块只能切削工件或整个工件的陡峭区域。
除了“工件”几何体,还可以将切削区域几何体指定为“工件”几何体的子集,以限制要切削的区域。
如果没有定义任何切削区域几何体,则系统将整个“工件”几何体当作切削区域。
在生成刀轨的过程中,处理器将跟踪该几何体,需要时检测工件几何体的陡峭区域,对跟踪形状进行排序,识别要加工的切削区域,以及在不过切工件的情况下对所有切削层中的这些区域进行切削。
2、创建等高轮廓铣操作的一般步骤
1)在操作导航工具中创建程序、刀具、几何、加工方法节点;
2)在创建操作对话框中指定操作类型为mill_contour;
3)在创建操作对话框中指定操作子类型为ZLEVEL_PROFILE;
4)在创建操作对话框中指定程序、刀具、几何、加工方法节点;
5)在创建操作对话框中指定操作名称;
6)单击创建操作对话框中的应用按钮进入等高轮廓铣操作对话框;
7)如果未在共享数据中定义的几何,在等高轮廓铣操作对话框定义;
8)定义等高轮廓铣操作对话框中的参数;
9)单击等高轮廓铣操作对话框中的生成按钮生成刀轨。
1.3.6凸模零件的加工
1、工件分析
本项目所要完成的任务是一个凸模零件的加工,如图2.10。
零件材料为模具钢,材料较硬。
零件的3D尺寸为415.3mm×324.8mm×77.2mm。
整个零件形状较为简单,没有复杂的曲面和凹槽的加工,且敞开性较好,便于进刀。
图2.10
2、工艺分析
1)工件安装在毛坯底板上钻四个孔并攻牙M16,用螺钉固定在布满孔阵的装夹板上再用压板固定在工件台上(注意:
应使毛坯和装夹板相距5mm左右间隙)。
2)加工坐标系X:
工件上表面长边中心;Y:
工件上表面短边中心;Z:
工件上表面。
3)工步安排按照“粗→半精→精→清角”的一般顺序对本零件进行粗加工、半精加工、精加工和精角加工。
①利用普通机床加工出418mm×327mm×78mm的标准毛坯,并保证上下表面的平等度以及四周面之间的垂直度。
②在毛坯底板上钻四个孔并攻牙M16,用螺钉固定在布满孔阵的装夹板上。
再用压板固定在工件台上(注意:
应使毛坯和装夹板相距5mm左右间隙)。
③粗加工:
采用型腔铣操作对零件整体进行粗加工,侧壁和底面余量分别为0.5mm和0.2mm。
选用φ32R6的圆鼻刀,切削深度最大为1.0mm,主轴转速为1200r/min。
进给速度为1200r/min。
采用跟随周边的走刀方式进行切削。
④半精加工:
采用等高加工对零件侧壁进行半精加工,侧壁和底面余量均为0.2mm。
选用φ16R0.8的圆鼻刀,切削深度最大为0.3mm,主轴转速为3000r/min。
进给速度为2200r/min。
⑤各底平面精加工:
采用面铣加工对零件各底面进行精加工,侧壁和底面余量分别为0.2mm和0mm。
选用φ16的平底铣刀,主轴转速为3000r/min。
进给速度为700r/min。
表2.1加工工步
3、加工
按照以上分析、合理设置加工参数后得出加工结果如图2.11
图2.11
1.4思考与练习
1.若参数设置不合理,该怎么办?
请举例说明。
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