大力神杯零件的五轴加工解析.docx

大力神杯零件的五轴加工解析 图样技术要求及毛坯 大力神杯的3D图，如图3－38所示。 图3－38 大力神杯的造型 大力神杯的毛坯图如图3－39所示。毛坯采用直径为Ф96mmX180mm的2A12 T4状态的硬铝，在工件的底面Ф43mm分度圆上加工4个M8螺纹孔深15mm，保证4个M8螺纹孔分度圆与毛坯外圆同轴。毛坯表面粗糙度为Ra1.6μm。 图3－39大力神杯的毛坯 图样分析 大力神杯显然是三轴数控加工所不能完成的，所以必须在五轴联动机床上进行加工效果最好。大力神杯造型由若干个片体构成，表面粗糙度直接影响到加工零件的美观性，所以表面粗糙度要求全部达到Ra3.2μm以上。底部空间曲面上有“L、T、T”刻字装饰，用雕刻的方法加工来完成。 工艺分析 大力神杯是一个相当复杂的加工任务，我们可以初步规划加工过程，将其分为四大步：粗加工、初加工、半精加工、精加工和雕刻。 确定定位基准 工件坐标系我们选择在大力神杯的顶部中心，即X、Y选择在工件的回转中心、Z在毛坯上端面上。 加工难点 CAM软件的编程； 大力神杯属于细长类工件，顶端加工时刚性较差，容易引起振动，所以减少加工时的振动是提高表面粗糙度的方法之一； 选用合理的加工工艺提高工件的表面粗糙度。 刀具干涉检查 定义刀具时，设计好安装时刀柄形状，用仿真的方法来检查刀柄的干涉。 重点编程功能的掌握 模型区域清除； 刀具路径裁剪； 直线投影精加工； 刻字； 模拟仿真。 工艺方案 通过对3D模型的分析，在工艺分析的基础上，从实际出发，制定工艺方案。从工件的几何形状分析，五道工序完成工件的全部加工内容。加工顺序为： 第一道工序：将工件沿X轴倾斜正90°，利用3+2轴开粗，深度大于最大侧母线2mm； 第二道工序：将工件沿X轴倾斜负90°，利用3+2轴开粗，深度大于最大侧母线2mm； 第三道工序：初加工，去除3+2轴开粗，去除剩余的余量，为半精加工做准备； 第四道工序：半精加工，为精加工留有0.2mm余量，保证精加工加工的余量均匀； 第五道工序：利用小直径的刀具精加工，提高工件表面的粗糙度，切削速度避开机床共振点。 第六道工序：利用雕刻刀具刻字。 确定程序设计思路 第一道工序：利用模型区域清除方式去除1/2部分余量，采用小切深、快走刀方式加工； 第二道工序：利用模型区域清除方式去除另外1/2部分余量，也采用小切深、快走刀方式加工； 第三道工序：利用大直径硬质合金加工铝材的球头铣刀直线投影精加工的方式，去除粗加工剩余的不均匀留量； 第四道工序：利用小于上述直径的加工铝材的球头铣刀用直线投影精加工的方式，去除留量为精加工提供均匀的留量； 第五道工序：利用小直径的刀具进行精加工，提高工件表面的质量。 第六道工序：利用雕刻刀具刻字，文字需清晰可见。 加工工艺卡片 表3-3 加工工艺参数表 序号 工步 刀具名称 规格 转速 进给 切宽 切深 坐标系 1 开粗 牛鼻刀 5R30*20*110 3500 2500 20 1 2 2 开粗 牛鼻刀 5R30*20*110 3500 2500 20 1 3 3 初加工 球头铣刀 D10R5 7000 3000 1 1 4 半精加工 球头铣刀 D6R3 8000 4000 0.5 1 5 精加工 锥形球头铣刀 D6R1.5 12000 5000 0.2 1 6 刻字 雕刻刀 D6R0.2 12000 300 编写加工程序步骤 这个加工任务比较复杂，其复杂性最主要就体现在加工程序的编制上，因此应当首先明确在利用CAM软件生成加工程序这项工作中我们需要做什么，然后再一步一步地实施。 首先确定用什么CAM软件来编程：我们用Powermill 2017软件来编程，因为此软件在多轴编程过程中具有独到的优势，其优势见第一篇的Powermill 2017软件介绍。编程的步骤为：先导入3D模型、建立坐标系、选择加工刀具、选择加工方法，再创建加工操作，设定好加工参数，最后生成加工刀具路径。 导入几何体 导入大力神杯3D实体到编程软件，如图3-40所示。 图3-40 导入大力神杯几何体 创建毛坯 建立加工所用毛坯，直径96mm，长160mm,锁定世界坐标系。如图3-41所示。 图3-41 建立毛坯 建立编程用坐标系 根据加工方法建立加工所用坐标系。第一步开粗，建立一个坐标系“2”；第二次开粗，建立“3”；其余3个加工方式，建立坐标系“ZBX”。如图3-42 所示。 图3-42 建立坐标系 创建加工用刀具 加工大力神杯需要用到五把刀具：直径Ф30mm的牛鼻刀D30R5、直径Ф10mm的球头铣刀D10R5、直径Ф6mm的球头铣刀D6R3、直径Ф6mm的锥形球头铣刀D6R1.5、直径Ф6mm的雕刻铣刀D6R0.2，雕刻刀具如图3-43所示。 图3-43 创建加工刀具 创建加工刀具路径 第一道工