數(shù)控加工技術(shù)第7章課件

1、二、CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)的原理與應用1.CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)的原理 CAD/CAM集成數(shù)控編程是以待加工零件CAD模型為基礎的一種集加工工藝規(guī)劃(Process Planning)及數(shù)控編程為一體的自動編程方法,適用于數(shù)控編程的方法主要有表面模型(surface model)和實體模型(solid model)基于表面模型的數(shù)控編程系統(tǒng)一般僅用于數(shù)控編程,典型的軟件系統(tǒng)有MasterCAM、SurfCAM等 基于實體模型的數(shù)控編程系統(tǒng)則不同，其實體模型一般都不是專為數(shù)控編程服務 ,為了用于數(shù)控編程往往需要對實體模型進行可加工性分析，識別加工特征(Machining Feat

2、ure)(加工表面或加工區(qū)域)，并對加工特征進行加工工藝規(guī)劃 2.CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)的組成 CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)的組成3. CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)的應用熟悉系統(tǒng)的功能與使用方法 零件圖及加工工藝分析 幾何造型:利用計算機輔助編程軟件的圖形繪制、編輯修改、曲線曲面造型等有關指令將零件被加工部位的幾何圖形準確地繪制在計算機屏幕上，同時，在計算機內(nèi)自動形成零件的圖形數(shù)據(jù)文件，作為下一步刀位軌跡計算的依據(jù) 刀具軌跡生成:刀具軌跡生成是面向屏幕上的圖形交互進行的 刀具軌跡驗證 后置處理 :后置處理的目的是形成數(shù)控指令文件 第二節(jié) 計算機輔助數(shù)控編程的幾何造型一、數(shù)控加工編程

3、的曲線曲面幾何基礎從數(shù)學的角度來考慮，數(shù)控加工及數(shù)控編程理論實質(zhì)上是曲線曲面幾何學在機械制造業(yè)中的應用現(xiàn)代數(shù)控加工理論涉及到的曲線曲面幾何基礎包括：曲線、曲面的參數(shù)描述；曲線、曲面的幾何形態(tài)分析-微分幾何學基礎；曲線、曲面的幾何處理，包括求交、等距、投影等 二、幾何造型1.二維幾何圖形的造型點位加工圖形的生成 直線圓弧輪廓圖形的生成列表曲線的造型 常用非圓平面曲線的造型2.三維幾何造型 三維幾何造型系統(tǒng) 常用的三維幾何造型系統(tǒng) 三維幾何造型系統(tǒng)的類型a) 線框模型 b) 表面模型 c) 實體模型曲面的造型 曲面造型較為復雜，在具體的計算機輔助編程軟件中常用的技術(shù)有： 截面線造型法 回轉(zhuǎn)曲面造型

4、法 型值點造型法 邊界線造型法 掃描曲面造型法 第三節(jié) 數(shù)控加工刀具軌跡的生成一、二坐標數(shù)控加工刀具軌跡生成 二維輪廓的加工在數(shù)控加工中最為常見，不僅一般的二維輪廓零件有計算機輔助編程的需求，一些具有三維復雜曲面的零件往往也需要采用計算機輔助編程來加工其中的某些二維輪廓 二維輪廓加工中刀具軌跡的生成通常有三種情況 :1.點位加工刀具軌跡的生成 2.外形輪廓加工刀具軌跡的生成3.型腔數(shù)控加工刀具軌跡的生成 二、多坐標數(shù)控加工刀具軌跡生成可以實現(xiàn)多坐標點位，空間曲線、曲面等多種加工 1.多坐標點位數(shù)控加工刀具軌跡計算 多坐標點位加工刀具軌跡示意圖2.曲面加工的刀具軌跡生成方法 曲面加工刀具軌跡計算

5、過程為：給定一張或多張待加工曲面，按導動規(guī)則約束生成刀具與被加工零件曲面的切觸點曲線，由此切觸點曲線按某種刀具偏置計算方法生成刀具軌跡曲線切觸點曲線的生成方法參數(shù)線法:特點是切削行沿曲面的參數(shù)線分布,適用于網(wǎng)格比較規(guī)整的參數(shù)曲面的加工 截面線法:用一組截面去截取加工表面，截得一系列交線。刀具與加工表面的切觸點就沿這些交線運動，完成曲面的加工三坐標球形刀多面體曲面加工方法 3.曲面交線加工刀具軌跡生成曲面交線加工的典型情況是，刀具沿零件面和導動面的交線，以一定的步長控制方式走到檢查面 在三坐標數(shù)控加工中，曲面交線加工時刀具軸線不受其它臨界線或邊界約束面的影響。但對多坐標(主要指五坐標) 數(shù)控加工

6、來說，曲面交線加工中除了上述三個控制面外，還可能有其它臨界線或邊界約束面的約束 曲面交線三坐標數(shù)控加工處理過程 曲面交線五坐標數(shù)控加工處理過程4.曲面間過渡區(qū)域加工刀具軌跡生成 曲面間過渡區(qū)域加工是一種較為獨特的區(qū)域加工方法，通常采用截平面法進行加工，亦可定義為過渡曲面后，再用參數(shù)線法進行加工.兩曲面之間要求有過渡曲面，一方面是出于造型設計要求，另一方面來自加工工藝的要求 半徑遞減法加工過渡區(qū)域5.裁剪曲面加工刀具軌跡生成曲面的裁剪通常分為兩種情況：孔邊界裁剪和島嶼邊界裁剪 裁剪曲面的加工區(qū)域6.曲面型腔加工刀具軌跡生成曲面型腔歸納起來有兩大類：普通曲面型腔和帶島曲面型腔 曲面型腔粗加工曲面型

7、腔精加工7.葉輪通道加工刀具軌跡生成 葉輪氣流通道的開槽加工8.多坐標加工刀位計算原理 (1)多坐標端銑:加工所選用的刀具包括球形刀、環(huán)形刀和端銑刀，前者可用于三坐標、四坐標及五坐標的加工，后兩者只適用于五坐標數(shù)控加工球形刀與加工表面的關系: a 三坐標加工 b 三坐標加工(刀尖接觸) c 五坐標加工 環(huán)形刀端銑數(shù)控加工基本原理圖中R為環(huán)形刀的刀具半徑，R1為環(huán)形刀的刀刃半徑，Re = RR1(1-sin) 為環(huán)形刀端銑加工的有效切削刀具半徑。 (2)多坐標側(cè)銑數(shù)控加工原理 側(cè)銑加工就是利用回轉(zhuǎn)刀具(棒銑刀)的側(cè)刃切削零件加工表面，所用的棒銑刀可為平底(圓柱形或錐形)、環(huán)形及球形鼓形刀與加工表面的微分幾何擬合關系 第四節(jié) 刀具軌跡編輯與驗證一、刀具軌跡編輯 刀具軌跡編輯系統(tǒng)除了具有一般編輯器的圖形顯示、刪除、復制、粘貼、插入、加載及存儲等功能外，還有以下幾個主要的刀具軌跡編輯功能： 修剪(TRIM) 幾何變換 轉(zhuǎn)置處理 反向處理 刀位點的勻化處理 編排處理 二、刀具軌跡驗證1.顯示法驗證刀具軌跡顯示驗證 加工表面與刀具軌跡的組合顯示驗證 組合模擬顯示驗證2.截面法驗證 橫截面驗證 縱截面驗證 曲截面驗證 3. 加工過程動態(tài)仿真驗證第五節(jié) 后置處理一、概述 將刀位文件轉(zhuǎn)換成指定的數(shù)控