數(shù)字化精密制造工程應用 課件 項目5 復雜多軸結(jié)構(gòu)件-變速箱軸承端蓋

《數(shù)字化精密制造工程應用》，本書緊密對接制造業(yè)的高端化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢，全面講授數(shù)字化精密制造技術及其在SurfMill軟件端的應用，內(nèi)容包括產(chǎn)品構(gòu)型、工藝路線制定、加工、在線測量等過程中的數(shù)字化技術應用。項目5

復雜多軸結(jié)構(gòu)件-變速箱軸承端蓋項目概述工藝分析編程仿真上機加工章節(jié)目錄5.1項目背景介紹5.2工藝分析與編程仿真5.3加工準備與上機加工5.4項目小結(jié)5.1項目背景介紹5.1.1復雜多軸結(jié)構(gòu)件1.復雜多軸結(jié)構(gòu)件介紹結(jié)構(gòu)件是從應用的角度定義的工件類別，其可以理解為支撐某種裝置的骨骼，是產(chǎn)品安全的第一道保障，例如機器的底座、電器產(chǎn)品的外殼及內(nèi)部的支架、飛機內(nèi)部的骨架、家具的框架、電子元器件安裝的安裝座等。復雜多軸結(jié)構(gòu)件是隨著制造技術的不斷進步而衍生出來的結(jié)構(gòu)特征復雜、加工精度要求較高、需采用多軸設備加工的結(jié)構(gòu)件。2.復雜多軸結(jié)構(gòu)件特點（1）具有一定形狀結(jié)構(gòu)，并能夠承受載荷的作用的構(gòu)件，如支架、框架等。（2）通常具有形位精度高、壁薄、結(jié)構(gòu)復雜等特點，許多結(jié)構(gòu)件裝在主體結(jié)構(gòu)的節(jié)點上，并與其他構(gòu)件連接形成抗變形的高強度框架。（3）此類產(chǎn)品的整體需求量一般較大。3.行業(yè)發(fā)展近年來，隨著汽車產(chǎn)業(yè)、航空航天產(chǎn)業(yè)、智能夾具產(chǎn)業(yè)等快速發(fā)展，作為產(chǎn)品重要組成部分的關鍵結(jié)構(gòu)件行業(yè)也取得較快的發(fā)展。關鍵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件作為相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎，為相關領域的發(fā)展提供了良好的機遇。5.1項目背景介紹5.1.2變速箱軸承端蓋應用簡介變速箱軸承端蓋主要應用于汽車變速箱的軸承支撐和防護，實際產(chǎn)品多為鑄件。本節(jié)案例的產(chǎn)品為研發(fā)部門的實驗用產(chǎn)品，單此生產(chǎn)為小批量加工（每批次數(shù)量為10套+），不適合采取鑄造方式（單批次數(shù)量不夠，會導致單件鑄造成本過高，且無法滿足實驗快速響應需求）。所以，此產(chǎn)品采取五軸精密加工方式進行整體化加工，降低單件的生產(chǎn)成本，提升實驗響應速度。本節(jié)案例講解變速箱軸承端蓋的加工工藝流程和方法，如圖5-5-1所示。章節(jié)目錄5.1項目背景介紹5.2工藝分析與編程仿真5.3加工準備與上機加工5.4項目小結(jié)5.2工藝分析與編程仿真5.2.1工藝分析1.特征分析工件尺寸為184.938×188.166×81.2mm，模型較為復雜，特征多。本案例的加工區(qū)域為產(chǎn)品的所有特征面，如圖5-2-1所示，該產(chǎn)品包含孔、螺紋孔、曲面、油溝槽、加強筋以及平面等多個特征，且存在多個負角曲面，三軸加工需要進行多次裝夾才能加工到位，而且需要準備多套專用夾具，周期長，且成本高，因此選擇五軸進行加工（規(guī)定正面、背面便于區(qū)分）。2.毛坯分析本節(jié)產(chǎn)品為結(jié)構(gòu)件，根據(jù)模型特點選擇使用圓柱粗棒料，如圖5-2-2所示，尺寸規(guī)格為?210mm×81.2mm。3.材料分析加工使用材料為2A12鋁合金，2A12鋁合金為一種高強度硬鋁，可以進行熱處理強化，在冷作硬化后可切削性能尚好，抗蝕性不高，用途主要用于制作各種高負荷的零件和構(gòu)件（但不包括沖壓件鍛件）。5.2工藝分析與編程仿真4.加工要求分析根據(jù)本案例的外形結(jié)構(gòu)進行相應的工藝分析，如圖5-2-3所示。（1）要求基準圓?142mm的公差為-0.083mm到-0.043mm。（2）側(cè)壁孔?17的公差要求為0mm到+0.027mm。（3）內(nèi)圓?136.30—0.1mm與基準圓?142-0.043-0.083的徑向跳動公差為0.06mm。（4）內(nèi)圓?120+0.0570mm與基準圓?142-0.043-0.083的徑向跳動公差為0.051mm。（5）外圓?132±0.025mm與基準圓?142-0.043-0.083的徑向跳動公差為0.051mm。（6）未注倒角R2-R5,未注倒角1*45°。（7）表面不允許有飛邊毛刺。（8）未注粗糙度按照Ra12.5。5.加工難點分析（1）零件特征復雜。（2）產(chǎn)品尺寸、形位精度要求較高。（3）根據(jù)需求定加工產(chǎn)量。5.2工藝分析與編程仿真5.2.2編程準備1.選擇加工方式棒料毛坯尺寸：直徑?220mm，高度87mm，如圖5-2-4a所示。零件特征較為復雜，通用夾具無法滿足加工需求，故設計專用夾具進行裝夾加工，如圖5-2-4b所示。二夾使用零點快換轉(zhuǎn)接板，配上二夾預先打的螺紋孔和吊裝孔進行鎖緊定位，如圖5-2-5所示。三夾夾具使用專用夾具裝夾，夾具上端面預留仿形，便于分辨三夾裝夾方向與位置。專用夾具上有預留的平面，便于確定基準平面，使用二夾中預先加工兩個?6定位孔和四個M6螺紋孔用于鎖緊定位，夾具上有預留平面便于拉平找正，槽子直徑大于工件直徑，避免劃傷夾具體，如圖5-2-6所示。四夾使用專用夾具裝夾，特征基本加工完成。專用夾具底部設置仿形，底部夾具預加工螺紋孔，配合上板上的螺釘與進行裝夾工件，了預留孔確定裝夾方向，實現(xiàn)四夾裝夾，如圖5-2-7所示。2.選擇裝夾方式5.2工藝分析與編程仿真3.選擇關鍵刀具例中?17的孔的公差要求為0mm到+0.027mm，精度要求較高。另外，需要保證加工效率，因此需使用鏜刀進行加工。刀具結(jié)構(gòu)如圖5-2-8所示，選擇的刀桿型號為BJ1616-68，其加工范圍為φ16mm-φ21mm。本節(jié)選擇五軸加工方式，選擇北京精雕GR400T五軸高速加工中心，如圖5-2-9所示。4.選擇機床型號5.工步規(guī)劃經(jīng)過分析，本案來料毛坯為2A12的圓柱棒料，加工面為所有特征面，該產(chǎn)品通過四道工序可完成加工，使用三軸機床與五軸機床進行加工，具體加工如下：一夾：使用三軸機床JDVT600T，使用四爪卡盤裝夾，進行毛坯圓柱面粗加工、半精加工、精加工，具體的加工特征有平面、定位孔、螺紋孔等。二夾：使用JDGR400T五軸機床，使用零點快換轉(zhuǎn)接板裝夾，進行整體開粗、正面半精加工、精加工，加工特征有曲面、油溝槽、密封圈、孔、內(nèi)腔、外圓、平面等。三夾：使用JDGR400T五軸機床，使用專用夾具裝夾，進行背面半精加工與精加工，具體的加工特征有曲面、外圓、內(nèi)圓、平面等特征。四夾：使用JDGR400T五軸機床，使用專用夾具裝夾，進行正面孔半精、精加工。5.2工藝分析與編程仿真6.管控方法分析保證結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量，提高小批量生產(chǎn)的一致性，需要對結(jié)構(gòu)件加工過程進行管控。通過具體的管控方案，融入落實到加工流程中，來提高生產(chǎn)加工的效率與質(zhì)量，具體的流程如圖5-2-10所示：（1）加工前1）管控工件位置：工件位置補償。2）管控機床狀態(tài)：采取機床狀態(tài)檢測。3）管控環(huán)境溫度：采用車間溫度監(jiān)測（2）加工中1）管控關鍵工步：采取工件余量測量。2）管控刀具狀態(tài)：采用刀具磨損檢測。（3）加工后1）管控材料特性：采用時效處理。2）管控關鍵工步：采取工件余量測量。5.2工藝分析與編程仿真7.管控技術（1）在機檢測在機檢測技術是以機床硬件為載體，輔以相應的測量工具（硬件包括機床測頭、機床對刀儀等），在工件加工過程中，對工件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集工作，可以用于加工輔助、數(shù)據(jù)分析計算等方面。通過科學的方案幫助并指導工程人員提高產(chǎn)品良率。該技術是工藝改進的一種測量方式，同時也是過程控制的重要環(huán)節(jié)。加工前，需要人工拉表找正位置花費大量時間；加工中，無法及時預知刀具和工件狀態(tài)導致工件報廢；加工后，多環(huán)節(jié)流轉(zhuǎn)易造成工件三傷，排隊測量易造成機床停機，以上現(xiàn)象嚴重影響了加工過程的順暢性和產(chǎn)品良率，造成企業(yè)績效和盈利能力降低。（2）工步設計在將毛坯加工為成品的過程中，數(shù)控機床除了完成切削加工，還完成一些輔助的工作，如在機測量、刀具壽命管理、安全防呆等。目前，切削加工的NC程序由軟件端自動輸出，輔助NC程序由編程人員在設備端手工編寫，這就導致了軟件端每輸出一個新的切削NC程序，都需要手工加入輔助NC程序段。軟件提供了工步設計功能，通過圖形化的方式操作，將輔助指令融入到切削NC程序中，這樣設備端就無需再修改NC，可直接用于加工；除此之外，工步設計還提供了邏輯功能，支持測量后補加工，保證加工連續(xù)性，并且在輸出NC時，對整個NC流程進行管控，實現(xiàn)了軟件端的防呆，保證加工過程的安全，在軟件端將加工風險降到最低。5.2工藝分析與編程仿真5.2.3仿真設置與編程1.搭建數(shù)字化制造系統(tǒng)（1）導入模型打開JDSoft-SurfMill軟件，新建空白曲面加工文檔。在導航工具條中選擇3D造型模塊，然后選擇“文件－輸入－三維曲線曲面”，在圖層列表中將相應的圖層重新命名為“工件”“毛坯”，如圖5-2-11所示。圖層顯示工件，其余顯示關閉，利用【圖形聚中】命令調(diào)整工裝的圖形位置，如圖5-2-12所示。最終設置為工裝朝上，X軸方向與Y方向中心聚中、Z軸方向頂部聚中。工件與毛坯利用【變換】菜單下的【圖形翻轉(zhuǎn)】命令和【圖形聚中】命令調(diào)整的圖形位置。使得相對關系明確，毛坯底部與治具的頂面對齊，毛坯完全包裹工件，如圖5-2-13所示。5.2工藝分析與編程仿真（2）設置機床選擇機床、機床文件選擇機床輸入文件格式選擇JDG4000T（一夾選擇vt600），如圖5-2-14所示。（3）設置幾何體在導航工具條中設置名稱為“正面”，然后根據(jù)圖層“工件”、“毛坯”、“夾具”，依次設置“工件”、“毛坯”、“夾具”，如圖5-2-15所示。5.2工藝分析與編程仿真（4）創(chuàng)建刀具表根據(jù)工藝分析原理，以相同的方式建立需要用到的刀具，如圖5-2-16所示。（5）設置安裝幾何體選擇【項目設置】菜單欄下的【幾何體安裝】指令，在導航工具條中“幾何體”的安裝設置選擇【幾何體定位坐標系】，安裝正面于JDHR400T(P15SHA)機床上，如圖5-2-17所示。（6）完成數(shù)字平臺搭建完成數(shù)字化平臺搭建，如圖5-2-18所示。5.2工藝分析與編程仿真2.編寫數(shù)字化程序（1）第一工序加工1）光面結(jié)合現(xiàn)場可提供盤刀D80，在加工之前需要創(chuàng)建輔助線，畫一個300×220矩形包裹毛坯，如圖5-2-20所示。使用區(qū)域加工命令，選擇D80盤刀進行加工，吃刀深度0mm、路徑間距40mm、主軸轉(zhuǎn)速2000rmp、進給速度600mm/min。2）槽加工槽的目的是去除材料余量，消除零件后端（三夾加工）的部分內(nèi)應力，避開需要后續(xù)加工的螺紋孔與定位孔，以原點為中心畫一個35×35的圓作為加工輔助線，如圖5-2-21所示。5.2工藝分析與編程仿真3）孔加工孔的類型有兩種，一種是螺紋孔，一種是定位孔，需要螺紋與銷軸配合實現(xiàn)二夾夾緊定位，螺紋孔是M5，定位孔是6mm。根據(jù)現(xiàn)場使用的吊裝板型號來確定中心孔與螺紋孔的位置，根據(jù)吊裝板的數(shù)據(jù)值創(chuàng)建螺紋孔與定位孔的輔助線與中心點，如圖5-2-22所示。使用的是鉆孔和輪廓切割命令，以鉆中心孔為例，使用D6中心鉆，吃刀深度0.5mm、主軸轉(zhuǎn)速1200rmp、進給速度100mm/min。5.2工藝分析與編程仿真（2）第二工序加工1）編寫開粗程序①頂部、內(nèi)腔開粗通過模型分析，頂部以及內(nèi)腔的區(qū)域開粗使用區(qū)域加工命令，使用D16平底刀，吃刀深度1mm、路徑間距0.5mm、主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進給速度2000mm/min，如圖5-2-23所示。②四周開粗選擇“分層區(qū)域粗加工”命令通過五軸定位的方式進行開粗，使用D16平底刀，吃刀深度1、路徑間距8mm、主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進給速度2000mm/min，如圖5-2-24所示5.2工藝分析與編程仿真③油溝槽觀察模型可知存油溝槽需要使用小刀具開粗，使用分層行且切粗加工命令，選擇D4平底刀加工，設置路徑間距2mm、吃刀深度0.08mm、主軸轉(zhuǎn)速10000rmp、進給速度2000mm/min，如圖5-2-25所示。④孔開粗觀察模型可知存在多處孔，且大小不宜，優(yōu)先使用鉆頭進行粗加工，將工件中Ф10的通孔預先打M6螺紋孔與定位孔用于三夾縮進定位。以端面M6螺紋底孔為例，使用鉆孔命令，使用D4.2鉆頭加工，設置吃刀深度1mm、主軸轉(zhuǎn)速2000rmp、進給速度100mm/min，如圖5-2-26所示。其它程序參考當前程序進行編寫，如圖5-2-27所示。5.2工藝分析與編程仿真2）編寫半精加工程序①封槽結(jié)合圖紙與模型可知槽距端面深度單邊2.85mm，高度5mm，距離上端面高度4.8mm，距離下端面距離3.2mm，現(xiàn)場的槽銑刀底直徑8mm，刀頸直徑4mm，則單邊可加工最大深度為2mm，遠遠小于加工深度3.35mm。為解決這個問題有兩種解決辦法，更換或者修磨刀具，要么改變加工方法，如圖5-2-28所示。如果更換走刀方式則從槽的徑向方向加工，根據(jù)槽寬度選用平底刀D4加工。為保證加工不干涉，刀具最短伸長約35mm，裝刀長徑比8.75:1，裝刀長徑比遠遠超過7:1。經(jīng)過思考，我們決定更換裝夾刀柄，改用熱縮刀柄裝夾刀具，以減少裝刀長度，減少裝刀過程的干涉，如圖5-2-29所示。使用五軸曲線加工命令加工，使用D4平底刀進行加工，吃刀深度0.08mm、主軸轉(zhuǎn)速10000rmp、進給速度1000mm/min，如圖5-2-30所示。5.2工藝分析與編程仿真②Ф128內(nèi)腔加工內(nèi)腔加工使用的命令是輪廓切割，使用D16平底刀，吃刀深度3mm、主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進給速度2000mm/min，如圖5-2-32所示。③Ф17孔鏜削加工Ф17孔的精度較高且深度深，在加工過程中易產(chǎn)生變形，精度難以保證，使用鏜刀加工可避免這個情況發(fā)生。鏜Ф17孔所使用的命令是鉆孔命令，使用D16鏜刀進行加工，吃刀深度主軸轉(zhuǎn)速1000rmp、進給速度25mm/min，如圖5-2-33所示。5.2工藝分析與編程仿真④油溝槽油溝槽位于正面端面上，最小曲率半徑是2，且無負角，可使用傳統(tǒng)的三軸命令加工。由于距離表面有一定的高度，為減少刀具裝夾強度，提高刀具剛性，依然使用熱縮刀柄進行加工。使用曲面精加工命令，使用R2的球刀進行加工，路徑間距0.15mm、主軸轉(zhuǎn)速12000rmp、進給速度600mm/min，如圖5-2-34所示。⑤孔加工觀察模型可知，模型上空的位置相對比較多，在進行螺紋孔加工之前需要加工螺紋底孔，加工底孔程序不再贅述，這里重點講解螺紋加工。以M18螺紋孔為例，使用銑螺紋命令，選用M11.9螺紋銑刀，主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進給速度1000mm/min，如圖5-2-35所示。5.2工藝分析與編程仿真⑥Ф5進油口通過分析模型以及圖紙，加工進油口的深度較深，但是精度要求不高。使用鉆孔命令，使用D4.2鉆頭進行加工，吃刀深度0、路徑間距40、主軸轉(zhuǎn)速2000、進給速度600，如圖5-2-36所示。注意事項：使用鉆頭加工孔之前需要先引孔來提高精度，然后再進行進油口的鉆銑加工。5.2工藝分析與編程仿真3）編寫精加工程序①內(nèi)腔觀察圖形可知，工件內(nèi)腔直徑為Ф128mm，高度是67.3mm，存在曲面，曲面的最小曲率為4，如果使用傳統(tǒng)的三軸命令定軸加工內(nèi)腔，最大加工刀具為Ф4的球頭刀最短伸長63.7mm，暫不考慮刀具總長因素，裝刀長徑比8.3：1，遠遠超過了極限長徑比7:1，刀具裝夾過長，刀具的剛性非常差，同時也會影響刀具壽命以及加工質(zhì)量，因此需要配合熱縮刀柄使用五軸聯(lián)動命令來加工內(nèi)腔。五軸加工中刀軸方向很重要，選用曲面投影命令可以實現(xiàn)控制刀軸實現(xiàn)加工。使用一般的三軸加工命令之前需要做輔助線，而使用曲面投影命令之前需要做導動面，導動面是一個常見的加工區(qū)域元素。是用來控制刀軸方向，用來輔助生成刀具路徑的面。下面為導動面的制作流程：第一步，根據(jù)內(nèi)腔提取輔助線（內(nèi)腔流線），如圖5-2-37所示。第二步，使用曲線組合命令組合該曲線，曲線延伸命令延伸曲線，然后使用轉(zhuǎn)為樣條曲線命令將曲線轉(zhuǎn)變?yōu)闃訔l曲線，如圖5-2-38所示。5.2工藝分析與編程仿真第三步，使用旋轉(zhuǎn)命旋轉(zhuǎn)樣條曲線，得到了導動面，具體操作如圖5-2-39所示。得到了導動面之后就可以進行程序編制了，使用曲面投影命令，選擇R3球頭刀進行加工，設置路徑間距0.15mm、主軸轉(zhuǎn)速10000rmp、進給速度2000mm/min，如圖5-2-40所示。注意事項：第一條，內(nèi)腔精加工路徑使用梧州聯(lián)動命令加工，半精加工依然采用區(qū)域加工去除余量。第二條，注意刀軸的控制方式與控制點，避免加工過程中無干涉無碰撞。第三條，使用熱縮刀柄需要結(jié)合現(xiàn)場型號進行確定，確保型號統(tǒng)一。第四條，在計算完成之后會有最小裝夾長度計算，調(diào)整裝刀長度可提高剛性。5.2工藝分析與編程仿真②紋孔加工在進行螺紋孔加工之前需要加工螺紋底孔，加工底孔程序不再贅述，本節(jié)重點講解螺紋加工。以M18螺紋孔為例，使用銑螺紋命令，使用M11.9螺紋銑刀，主軸轉(zhuǎn)速8000，進給速度1000，如圖5-2-41所示。③定位孔加工定位孔的加工程序，請參考其它孔的加工程序。④油溝槽精加工油溝槽位于正面端面上，最小曲率半徑是2，且無負角，可使用傳統(tǒng)的三軸命令加工，但由于距離表面有一定的高度，為減少刀具裝夾強度，提高刀具剛性，使用熱縮刀柄進行加工。使用曲面精加工命令，選擇R2的球刀進行加工，設置路徑間距0.04mm、主軸轉(zhuǎn)速2000rmp、進給速度600mm/min。其工藝參數(shù)設置和加工結(jié)果，如圖5-2-42所示。5.2工藝分析與編程仿真（3）第三工序加工三序加工，在GR400T型號的機床上加工，使用專用夾具進行裝夾，進行粗加工、半精加工以及精加工，主要加工特征分為曲面、平面、內(nèi)腔等特征，以下系統(tǒng)講解。1）編寫開粗程序工件背面部分開粗工作已經(jīng)在二夾中完成，只需要對內(nèi)腔以及外圓進行開粗即可。內(nèi)腔開粗使用的命令是區(qū)域加工和輪廓切割命令，使用的是平底刀10吃刀深度1mm、路徑間距0.5mm、主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進給速度2000mm/min，結(jié)果如圖5-2-43所示。其余加工部分，如銑上表面、銑外圓輪廓、銑內(nèi)圓輪廓等參考銑上表面程序，此處不再贅述。其它特征的加工路徑，如圖5-2-44所示。5.2工藝分析與編程仿真2）編寫半精程序三夾半精加工特征為其余所有特征，具體分為各個曲面輪廓、外圓、輪廓等。①曲面半精加工由于加工的曲面沿著工件轉(zhuǎn)一圈，使用五軸聯(lián)動加工方法要求刀具伸出長度長，加工周期長，加工效率低，因此我們使用五軸定位的加工方式加工曲面。在加工曲面之前需要提取各個面的輔助線，加工輔助線使用曲面邊界線提取，如圖5-2-45所示。新建坐標系，z軸正方向繞著XOY平面向上偏移度數(shù)即可，新建的坐標系需要根據(jù)加工路徑進行調(diào)整，如圖5-2-46所示。使用曲面精加工命令，使用R4球頭刀進行加工，設置路徑間距0.5mm、主軸轉(zhuǎn)速12000rmp、進給速度4000mm/min，結(jié)果如圖5-2-47所示。5.2工藝分析與編程仿真其它特征的加工程序，參考本程序編寫，如圖5-2-48所示。②銑外圓、內(nèi)腔、平面銑外圓、內(nèi)腔、平面等特征的加工程序，參考其它特征的加工程序，仿真結(jié)果如圖5-2-49所示。5.2工藝分析與編程仿真3）編寫精加工程序①曲面精加工曲面精加工程序，參考半精加工程序，結(jié)果如圖5-2-50所示。②曲面清根由于加工的曲面曲率小，需要對曲面的根部進行清根處理，加工前提取輔助線，仿真結(jié)果如圖5-2-51所示。使用曲面精加工命令，角度分區(qū)走刀方式，使用R2球頭刀進行加工，設置路徑間距0.05、主軸轉(zhuǎn)速15000、進給速度2000，分別編寫加工程序，結(jié)果如圖5-2-52所示。5.2工藝分析與編程仿真（4）第四工序加工二序加工，在GR400T型號的機床上加工，使用專用的夾具吊裝，加工用于三夾加緊與定位的孔，如圖5-2-53所示。有六個孔需要加工，且尺寸均為10.5，在二夾中加工的螺紋孔一定位孔皆去除一定的余量，因此只需要進行半精加工與側(cè)加工即可。加工之前使用曲面邊界先命令提取輪廓線，使用D6平底刀進行加工，設置吃刀深度、主軸轉(zhuǎn)速13000、進給速度1000，結(jié)果如圖5-2-54所示。在進行孔加工之前使用工件位置補償來確定工件的中心角度偏差，利用自定義法測量補點，結(jié)果如圖5-2-55所示。5.2工藝分析與編程仿真3.仿真驗證（1）線框模擬在加工環(huán)境下，點擊菜單【項目向?qū)А?【線框模擬】，導航工作條進入實體模擬引導。點擊【選擇路徑】按鈕，彈出【選擇路徑】對話框，選擇要進行線框模擬的路徑，點擊【確定】返回。單擊【開始】，軟件開始以線框方式顯示模擬路徑加工過程，如圖5-2-56所示。（2）實體模擬在加工環(huán)境下，點擊菜單欄中【項目向?qū)А?【實體模擬】，導航工作條進入實體模擬引導。點擊【選擇路徑】按鈕，彈出【選擇路徑】對話框，將編輯好的路徑全部選擇，單擊【開始】，軟件開始通過模擬刀具切削材料的方式模擬加工過程。過程中編程人員檢查路徑是否合理，是否存在安全隱患，如圖5-2-57所示。5.2工藝分析與編程仿真（3）過切檢查在加工環(huán)境下，選擇需要模擬的路徑，點擊菜單【項目向?qū)А?【過切檢查】，在導航工作條中點選【檢查模型】-【幾何體】-【正面】-【開始檢查】，檢查路徑是否存在過切現(xiàn)象，并彈出檢查結(jié)果對話框，如圖5-2-58所示。（4）碰撞檢查與過切檢查操作類似，在加工環(huán)境下，點擊菜單【項目向?qū)А?【碰撞檢查】，在導航工作條中選擇加工路徑、加工模型等。檢查刀具、刀柄等在加工過程中是否與檢查模型發(fā)生碰撞，保證加工過程的安全，并在彈出的檢查結(jié)果中給出不發(fā)生碰撞的最短夾刀長度，最優(yōu)化備刀。（5）機床模擬在加工環(huán)境下，選擇需要模擬的路徑，點擊菜單【項目向?qū)А?【機床模擬】，在【模擬控制】菜單中點擊開始，進入機床模擬狀態(tài)，檢查機床各部件與工件夾具之間是否存在干涉和各個運動軸是否有超程現(xiàn)象。當路徑過切檢查、碰撞檢查和機床仿真都完成并正確時，導航工作條中的路徑安全狀態(tài)顯示為綠色，如圖5-2-59所示。5.2工藝分析與編程仿真（6）輸出路徑加工環(huán)境下，選擇【輸出路徑】命令，檢查需輸出的路徑?jīng)]有疏漏，輸出格式選擇JD650NC（AsEng650）格式，選擇輸出文件的名稱和地址，輸出所有路徑，如圖5-2-60所示。（7）輸出程序單加工環(huán)境下，選擇【路徑打印】命令，選擇所有加工路徑，選擇程序單以及豎向模式，輸出程序單文件，如圖5-2-61所示。章節(jié)目錄5.1項目背景介紹5.2工藝分析與編程仿真5.3加工準備與上機加工5.4項目小結(jié)5.3加工準備與上機加工5.3.1加工準備1.毛坯準備首先，對照工藝單，檢查毛坯材料是否為2A12鋁合金，如圖5-3-1所示。其次，檢查毛坯尺寸是否與軟件中所設理論模型尺寸一致。最后，檢查毛坯外形與熱處理情況，判斷是否影響后續(xù)加工。2.夾具準備將四爪卡盤安裝在三軸機床JDVT600T型號的機床上，如圖5-3-2所示。將零點快換安裝至五軸機床GR400上，如圖5-3-3所示。做出與鉗口相對于的專用夾具用于工件的三夾，將安裝至五軸機床GR400上，如圖5-3-4所示。5.3加工準備與上機加工3.機床準備（1）檢查切削液濃度使用折光儀檢測切削液濃度是否在5%—8%之間，折光儀如圖5-3-5所示。（2）檢查箱液位觀察液位計示數(shù)，一般保證液位處于7~8格之間即可，液位計如圖5-3-6所示。（3）檢查排屑器濾網(wǎng)觀察刮板排屑器濾網(wǎng)是否發(fā)生堵塞，如若發(fā)生堵塞，需進行清理或更換，排屑器濾網(wǎng)如圖5-3-7所示。5.3加工準備與上機加工（4）檢查制冷機液位觀察主軸制冷機液位計，確保液位處于70~80之間即可，主軸制冷機液位如圖5-3-8所示。（5）檢查潤滑油箱液位觀察潤滑泵油箱液位計，保證液位處于7~8格即可，潤滑泵油箱液位如圖5-3-9所示。（6）檢查集屑車清理集屑車內(nèi)廢屑，確保集屑車有足夠的空間放置后續(xù)加工產(chǎn)生的廢屑；保證集屑車內(nèi)廢屑與加工材料一致，集屑車如圖5-3-10所示。（7）檢查機床工作臺檢查機床加工區(qū)域內(nèi)是否存留廢屑，保證在加工前機床加工區(qū)域的干凈整潔。5.3加工準備與上機加工4.刀具準備根據(jù)刀具表所示準備刀具，如圖5-3-11所示為二夾所使用的刀具與刀柄。裝刀前檢查刀具是否滿足加工要求，檢查刀柄是否滿足要求，然后進行裝刀，部分發(fā)票局使用的熱縮刀柄裝夾，如圖5-3-12所示。5.環(huán)境準備通過中央空調(diào)調(diào)節(jié)車間溫度，使車間溫度達到穩(wěn)定狀態(tài)。5.3加工準備與上機加工5.3.2上機加工1.加工前準備（1）開啟機床機床上電，開啟JD50數(shù)控系統(tǒng)，依次開啟正壓吹氣、照明、刀庫回零、機械臂回零、主軸定向、回ALL參考點、油霧分離。（2）標定激光對刀儀與接觸式對刀儀將標準刀安裝至主軸端面處，控制標準刀的刀跳為0.002mm以內(nèi)，調(diào)用激光對刀儀標定程序進行標定，調(diào)用激光對刀儀測量程序?qū)藴实哆M行復測，使用標準刀標定接觸式對刀儀，保證激光對刀儀與接觸式對刀儀的基準統(tǒng)一。（3）確定初始工件加工坐標系根據(jù)軟件端設置的加工坐標系，在機床端確定工件加工坐標系，為確保加工程序空運行，可適當將加工坐標系Z坐標加大。5.3加工準備與上機加工（4）測頭標定及校驗軸心1）測頭安裝將測頭安裝在主軸端面處，將測頭跳動控制在0.002mm以內(nèi)，使用激光對刀儀對測頭刀長，修改測頭刀長限制。2）標定前暖機由于測頭標定過程中機床運動會引起機床各個軸的熱伸長，會造成標定結(jié)果不準確，造成測頭測量不準確，因此需要在測頭標定之前，進行暖機；由于測頭不能打轉(zhuǎn)速，所以在暖機過程中，主軸不能有轉(zhuǎn)速。將加工刀具安裝在主軸端面處，采用加工程序，將轉(zhuǎn)速設為0，進行2個小時左右暖機。3）標定測頭將標準球安裝在工作轉(zhuǎn)臺上，并使用酒精無塵布擦拭標準球與測頭紅寶石，修改宏程序參數(shù)，運行標定程序。4）校驗軸心調(diào)用找軸心程序，根據(jù)提示完成校驗軸心操作，對比軸心坐標的當前值與實際值，若四個坐標中任意一個坐標的差值超出0.005mm，則需進行參數(shù)更新，反之則無需進行參數(shù)更新，拆除標準球。5.3加工準備與上機加工（5）裝刀及刀跳管控對照工藝單將刀具裝在刀庫對應刀號上，使用激光對刀儀完成所有刀具對刀工作。使用千分表（或激光對刀儀）檢查半精加工和精加工刀具的跳動，刀跳控制在0.002mm以內(nèi)，若刀跳不合格，則需將刀具退回刀具坊重新裝夾，重復上述過程。（6）安裝夾具與毛坯清潔工作臺表面與工裝治具表面，將零點快換安裝在轉(zhuǎn)臺軸心位置，誤差控制在0.1mm以內(nèi)，使用千分表通過轉(zhuǎn)動C軸，將夾具X、Y拉正。對照工藝單安裝毛坯。（7）程序暖機使用加工程序進行暖機半小時以上（參數(shù)采用加工時參數(shù)）。（8）校驗加工坐標系根據(jù)工件外形特征調(diào)用對應分中程序，使用測頭重新分中。（9）校驗刀長使用激光對刀儀將所有刀長重新校驗一遍，消除由于主軸熱伸長引起的刀長誤差。5.3加工準備與上機加工2.調(diào)入程序?qū)⒊绦蜉敵?，然后下發(fā)至機床端，在機床端打開。程序打開完成后，首先檢查刀具編號、刀長補償編號和加工坐標系等參數(shù)，然后點擊【CF7編譯】對程序進行編譯。檢查程序中是否存在錯誤。在視圖中觀察編輯程序的加工路徑是否正確，如圖5-3-13所示。3.試切及自動運行確認無誤后點擊程序運行、選擇停止、手輪試切、程序啟動。關閉自動冷卻功能，用手輪控制進行加工。觀察剩余量坐標值，與實際情況一致后打開自動冷卻，關閉手輪試切，程控加工。當每把刀首次使用時打開手輪試切功能，判斷走刀路徑是否與程序走刀一致，無誤后關閉手輪試切，機床程控加工，在加工過程中可通過判斷刀具切削聲音以及振動情況使用主軸轉(zhuǎn)速旋鈕和進給速度旋鈕調(diào)整加工的部分參數(shù)。加工完成之后使用氣槍將工件清潔干凈，調(diào)出測量程序，運行測量程序，得到測量結(jié)果。若測量結(jié)果合格，則直接可以下機，若測量