复杂曲面的三维造型及数控加工.pdf

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1、ApplicaofCAD／CAM／CAPP{垒垒垒鏖卫复杂曲面的三维造型及数控加工衢州市技师学院(浙江324000)孙勇兵现阶段，越来越多的机械零件都采用了数控加工，份)，得到l0条曲线；并利用圆心+半径绘制出d~85mm但加工方往往还是先用二维设计软件进行基于2D的平和616ram两圆；最后，利用网格面的功能，创建可乐面图零件设计，然后由程序员(或工艺人员)用G代瓶底部的曲面，最下面小圆面利用直纹面(点+曲线)码进行NC手工编程。这种方法适用于一般简单零件的来完成。平面加工、直线加工、回转体加工以及点位加工。其编程速度较快，代码简洁

2、，然而对于几何形状复杂，特别对非圆曲面的加工，上述编程方法就显得十分困难了。随着CAD技术的日益发展，自动编程系统的日趋完善，编程方法逐渐过渡到集设计与加工于一体的CAD／CAM自动编程。CAXA制造工程师就是集CAD／图1构成曲面的网格线CAM于一体的软件，其为数控加工行业提供了从造型设(2)型腔造型可乐瓶底凹模型腔是通过曲面裁剪计、刀径轨迹生成、加工仿真和G代码的生成等一体化实体得到的。本例中，以坐标原点0为中心，在XOY的解决方案，现已广泛应用到数控加工领域。用户可以内作100mm×100ram的正方形，作为草图，经过拉伸增利用

3、零件设计模块(CAD模块)进行几何图形的绘制，料(高50ram)得到实体。利用已经完成的曲面去裁剪通过零件加工模块(CAM模块)生成刀具路径，经过正方体，注意网格面的箭头方向应朝里，就得到了可乐后处理生成G代码(NC程序)，传送到相应的数控机瓶底凹模型腔造型(见图2)。床中进行加工。现以塑料可乐瓶底的凹模型腔为例，介绍利用CAXA来实现复杂曲面的三维造型及数控加工。1．瓶底凹模型腔三维造型设计可乐瓶底部是较为复杂的曲面，它由5个完全相同的部分组成，它可利用CAXA制造工程师的网格面功能来构建曲面。关键是如何构建网格面的线架结构，然后根

4、据网格面的创建条件，选取和方向的元素(见图1)，生成侧面的网格面；最下面小圆面利用直纹面(点图2可乐瓶底凹模型腔+曲线)来完成。最后，以瓶底的上口为基准，构造一2．可乐瓶底凹模型腔的粗、精加工及刀径轨迹个长方实体，用侧面(网格面)和底部小圆面(直纹由于型腔的曲面是复杂曲面，普通铣床难以加工，面)把不需要的部分裁剪掉，就得到可乐瓶底凹模型可以利用CAXA制造工程师生成G代码后，输入数控机腔。曲面造型过程如下：床来完成加工。可乐瓶底凹模型腔的整体形状比较陡(1)绘制截面线仔细分析图样，按F、9将绘图平峭，在加工时，粗加工一般采用等高粗加工

5、方式，然后面切换到XOY面，绘制截面线；然后删去顶、底两线采用参数线加工方式对凹模型腔内的曲面进行精加工。段，把截面线分别进行曲线组合，通过圆形阵列(5(1)等高粗加工及刀具轨迹选择“应用”一参磊工冷加工!笙!塑■瞄WWW．meta

6、worktng1950．comcAD／cAcAPP应用jofCAD／C~／CAPP。●IIIIIIIIJ1“轨迹生成”一“等高粗加工”命令，弹出“粗加工参成粗加工G代码并保存。用同样的方法，可生成精加工数表”对话框，在“粗加工参数”选项中设置各项参G代码并保存。数。(2)生成加工工艺单选择“应用”一“后置

7、处毛坯类型选择“拾取轮廓”，根据左下方状态栏的理”一“生成加工工艺单”命令，弹出“选择HTML提示拾取轮廓，然后拾取曲面。曲面全部拾取完之后，文件名”对话框，输入文件名“可乐瓶底凹模型腔加按右键确认后系统开始计算，稍候，得出轨迹。为了能工”，单击“保存”。拾取粗加工轨迹和精加工轨迹，按方便地观察精加工轨迹，一般把粗加工轨迹隐藏掉。右键确认，即可生成加工工艺单。(2)参数线精加工及刀具轨迹精加工采用参数线至此，乐瓶底凹模型腔的造型、粗、精加工的刀径精加工。选择“应用”一“轨迹生成”一“参数线加轨迹及仿真、G代码的生成、加工工艺单的生成等

8、过程工”命令，弹出“参数线加工参数表”对话框，在都已完成，只要把G代码输入到数控机床，校正好工“参数线加工参数”选项中设置各项参数。件，就可以加工了。根据左下方状态栏的提示拾取曲面，当鼠标移到型5．结语腔内时，曲面将自动被加亮，拾取同一高度的两张面利用CAXA制造工程师软件，可以自动完成零件的后，按右键确认后系统开始计算，稍候，得出轨迹(见建模和G代码的生成，大大降低编程员的工作量。特别图3)是复杂曲面的数控编程，用手工编程几乎无法实现，利用CAXA其优势就相当明显，免去了繁杂的数值计算，并可以通过仿真加工和刀具干涉检查，确保所编程序

9、的一次成功，既缩短零件的生产周期，又可以确保零件表面质量和加工精度，提高了工作效率，能为企业创造出良好的经济效益。MW(收稿日期：20100114)Hexagon推出ROMER图3参数线精加工轨迹3．刀径轨迹仿真绝对关节