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        基于UG NX的獎(jiǎng)杯零件多軸數(shù)控加工

        2020-07-04 02:41:00曹旺萍
        機(jī)電信息 2020年5期

        摘要:介紹了獎(jiǎng)杯零件的數(shù)控加工工藝,基于UG NX軟件的獎(jiǎng)杯零件多軸數(shù)控加工方法,可消除定位加工曲面時(shí)機(jī)床產(chǎn)生的接刀誤差,使所加工的曲面連續(xù)且光滑。

        關(guān)鍵詞:獎(jiǎng)杯零件;多軸數(shù)控加工;UG NX

        0 引言

        UG NX軟件給用戶提供了豐富的變軸編程功能,其中可變軸曲面輪廓銑是指加工過(guò)程中刀軸的方向線可以連續(xù)變化,以實(shí)現(xiàn)連續(xù)多軸聯(lián)動(dòng)加工,這種加工方法可以克服定位加工曲面時(shí)機(jī)床產(chǎn)生的接刀誤差,使所加工的曲面連續(xù)且光滑。在實(shí)際加工過(guò)程中,要根據(jù)具體加工零件,恰當(dāng)選取驅(qū)動(dòng)方法及軸向控制方法,使刀位點(diǎn)在零件上分布均勻,旋轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)角度在機(jī)床的允許行程內(nèi),并且傾斜軸的擺動(dòng)角度盡可能小。

        1 獎(jiǎng)杯零件工藝分析

        某獎(jiǎng)杯模型如圖1所示,該零件是工藝品,零件尺寸公差為±0.05 ?mm。零件的毛坯材料為?準(zhǔn)60 mm×175 mm的鋁合金實(shí)心圓棒料,為減少在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的開粗加工時(shí)間,可以先把毛坯料用車床切削去除盡可能多的余料,保證直徑尺寸為53.9 mm×169 mm,然后上五軸機(jī)床數(shù)控銑,裝夾方案采用三爪自定心卡盤裝夾。先對(duì)左右兩半部分進(jìn)行型腔銑粗加工,半精加工,再進(jìn)行變軸輪廓曲面銑精加工,再斜面光刀精加工,接著用小刀具刻字,最后線切割,切除多余的夾持料。

        2 獎(jiǎng)杯零件加工編程過(guò)程

        2.1 ? ?零件開粗

        經(jīng)過(guò)車削后的毛坯還有較大的余料需要去除,粗加工采用型腔銑定位粗銑加工。毛坯設(shè)置為包容圓柱體,先創(chuàng)建軸線方向?yàn)?X的型腔銑粗加工刀路,設(shè)置?準(zhǔn)10 mm的平底刀,余量為0.3 mm,層深為0.5 mm。主軸轉(zhuǎn)速2 000 r/min,進(jìn)給率500 mm/min,創(chuàng)建型腔銑粗加工刀路,再?gòu)?fù)制刀路,創(chuàng)建軸線方向?yàn)?X的型腔銑刀路,注意切削層要超過(guò)最大外徑處,保證兩次刀路的銜接。圖2為獎(jiǎng)杯零件粗加工刀路。

        2.2 ? ?外形曲面半精加工

        外形曲面半精加工采用區(qū)域輪廓銑,使用刀具為R3 mm的球頭刀,余量為0.1 mm,步距為0.15 mm。主軸轉(zhuǎn)速3 000 r/min,進(jìn)給率1 000 mm/min,圖3為外形曲面半精加工刀路。

        2.3 ? ?外形曲面精加工

        外形曲面精加工采用多軸加工中的可變輪廓銑,設(shè)置驅(qū)動(dòng)體為曲面(包容圓柱體的最大外徑片體),使用刀具為R2 mm的球頭刀,余量為0 mm,曲面區(qū)域驅(qū)動(dòng)參數(shù)按步距的殘留高度0.01 mm計(jì)算得到。主軸轉(zhuǎn)速4 500 r/min,進(jìn)給率1 500 mm/min。圖4為外形曲面精加工刀路。

        2.4 ? ?斜面光刀

        斜面光刀采用定向平面銑。創(chuàng)建平面銑加工刀路,刀軸為垂直于斜面,使用刀具?準(zhǔn)10 mm的平底刀,余量為0 mm。主軸轉(zhuǎn)速2 000 r/min,進(jìn)給率500 mm/min。創(chuàng)建一個(gè)平面的刀路,然后旋轉(zhuǎn)刀路,得到其他5個(gè)斜面刀路。圖5為斜面光刀刀路。

        2.5 ? ?底座刻字精加工

        底座刻字精加工也采用多軸加工中的可變輪廓銑,設(shè)置驅(qū)動(dòng)體為曲線,選取字體為驅(qū)動(dòng)體,注意每一個(gè)獨(dú)立的筆畫線條選取完成以后,單擊鼠標(biāo)中鍵,再選下一個(gè)封閉線條,使用刀具?準(zhǔn)1 mm的鍵槽銑刀,余量為0 mm,刻字深度為-0.2 mm,主軸轉(zhuǎn)速4 500 r/min,進(jìn)給率500 mm/min。圖6為刻字刀路。

        2.6 ? ?生成后處理程序

        選取開粗刀路,選取五軸后處理器,生成粗加工后處理程序,再依次生成外形曲面半精加工后處理程序、外形曲面精加工后處理程序、斜面光刀后處理程序以及底座刻字精加工后處理程序。

        3 獎(jiǎng)杯零件Vericut仿真驗(yàn)證

        程序的正確與否需要用Vericut仿真軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果分析了零件有無(wú)干涉情況,有無(wú)過(guò)切、欠切等情況。若切削模型不理想,需要調(diào)整和更換NC程序,再次仿真加工,直至切削模型與設(shè)計(jì)原型一致,然后對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化。圖7為Vericut軟件機(jī)床仿真驗(yàn)證結(jié)果。

        4 結(jié)語(yǔ)

        本文以某獎(jiǎng)杯零件數(shù)控加工為例,介紹了零件的工藝工裝、UG NX軟件編程過(guò)程和Vericut軟件仿真加工過(guò)程,經(jīng)Vericut軟件仿真加工驗(yàn)證,該加工刀路合理可行。

        [參考文獻(xiàn)]

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        [2] 劉學(xué)航,廖璘志.基于Powermill的大力神杯零件數(shù)控編程與仿真[J].機(jī)械工程師,2015(7):22-25.

        收稿日期:2020-02-06

        作者簡(jiǎn)介:曹旺萍(1973—),女,江蘇南京人,實(shí)驗(yàn)師,研究方向:數(shù)控編程及加工。

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