PAGE27第1PAGE27第1章型腔的加工PAGE28CATIAPAGE28CATIAV5數(shù)控加工應(yīng)用實(shí)例第1章 型腔的加工1-1CATIA2.5軸數(shù)控銑削加工的編2.5用到的加工方法有：平面銑削粗加工輪廓銑削型腔銑削圖1-1設(shè)置加工參數(shù)打開附帶光盤中的“Ch1/EX1.CATPart”，零件如圖1-1所示。（1）選擇ToolsOptions命令，彈出Options對(duì)話框，選擇Machining1-2所示。然后可以在進(jìn)入數(shù)控加工模塊后，/在本書的敘述中，默認(rèn)選中該復(fù)選框。選擇Start→Machining命令，進(jìn)入數(shù)控加工的曲面加工模塊。首先如1-3所示。特征樹主要含3個(gè)結(jié)點(diǎn)，加工過程結(jié)包括加工零設(shè)置、加工方法和刀路等；加工產(chǎn)品結(jié)點(diǎn)輔助幾何元素等；加工資源結(jié)點(diǎn)圖1-3結(jié)點(diǎn)。

包括用于加工的數(shù)控機(jī)床和加工刀具等。在復(fù)選框后所生成的輔助幾何在曲面加工模塊中，單擊“建立毛坯零件Rough按鈕 ，彈1-4RoughStockCreationZmax數(shù)值框中設(shè)置毛坯零件的高度為55mm，其他參數(shù)不變，單擊按鈕完成。這樣就建立了目標(biāo)零件的1-5見，毛坯零件是存放在輔助幾何結(jié)點(diǎn)中，并由曲面構(gòu)成的。命令，進(jìn)2.5軸加工模塊。圖1-2 圖 1-3圖1-4在特征樹的加工過程結(jié)中雙擊零件加工操，彈出如圖1-6PartOperation標(biāo)零件、毛坯零件和安全平面等內(nèi)容。在對(duì)話框中單擊“數(shù)控機(jī)床”按鈕，彈出如圖1-7所示的對(duì)話框。單擊按鈕，選都滿足要求。單按鈕，返回PartOperation對(duì)話框中，單按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。圖1-5圖1-6 圖1-7下面在毛坯零件的上表面中心建立一個(gè)點(diǎn)作為加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)在輔助幾何結(jié)點(diǎn)中雙結(jié)點(diǎn)這樣就進(jìn)入零件設(shè)計(jì)模塊在工具欄中單“直線功能按Point1文本框中單擊鼠標(biāo)右鍵，選命令，如所示。接著選擇毛坯零件上表面的一條棱線，如1-9所示。按照同樣的方法，Point文本框中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇 命令，并且選擇相對(duì)的一條棱線，建立如圖1-10所示的直線。調(diào)用點(diǎn)功能 ，在Pointtype下拉列表框中選擇Oncurve類型，并選擇前面建立的直線，選中數(shù)值框中輸0.5，如1-11所示。單鈕，建立直線的中點(diǎn)。PartOperation對(duì)話框，單擊“加工坐標(biāo)系”按鈕，在對(duì)話框中的坐標(biāo)原點(diǎn)上單擊，接著選擇所建立的直線中點(diǎn)標(biāo)系的原點(diǎn)，如1-12所示。單按鈕，建立坐標(biāo)系，如1-13所示圖1-8圖1-9圖1-10圖1-11圖1-12PartOperation對(duì)話框中單“目標(biāo)加工零件按接著在特征樹中單擊結(jié)點(diǎn)，并雙擊鼠標(biāo)左鍵返回到對(duì)話框中，這樣就設(shè)定了目標(biāo)加工零件。單擊“加工毛坯零件”按鈕，接著在輔助幾何結(jié)點(diǎn)中單擊擊鼠標(biāo)左鍵返回到對(duì)話框中，這樣就設(shè)定了加工毛坯零件。

結(jié)點(diǎn)，并雙單擊“安全平面”按鈕，選擇毛坯零件的上表面，接著在Safetyplane字樣上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Offset命令，如圖1-14所示。彈出Editparameter對(duì)話框，在Thickness文本框中輸入20mm，這樣就設(shè)定了以毛坯上表面向上偏置20mm作為安全平面。圖1-13 圖1-14單按鈕，完成零件加工操作參數(shù)的設(shè)置。端面加工由于毛坯的厚度比目標(biāo)零件大，因此首先用端銑刀將端面削平。將1.1節(jié)建立的毛坯以及輔助幾何元素隱藏。在工具欄中單擊“平面銑削”按鈕 ，接著在特征樹中單擊結(jié)點(diǎn)作為平面銑削的插入位置，彈出如圖1-15所示的對(duì)話框。圖1-15如圖1-16所示，在對(duì)話框的“底面”感應(yīng)區(qū)上單擊，則對(duì)話框消失，接著在加工零件的上表面單擊，這樣就確定了平面銑削的加工面及銑削邊界，如圖1-17所示。但是，由于Remove1-1841-19所示，最后單按鈕，完成加工邊界的設(shè)定。OffsetonCheckOffsetonOffseton和OffsetonBottom個(gè)參數(shù)，將也（紅燈）變（綠燈）。圖1-16（1）單擊“刀具參數(shù)”標(biāo)簽，如圖1-20所示，默認(rèn)狀態(tài)是選用了一把立銑刀，而這里需要使用一把端銑刀來進(jìn)行端面加工。單擊“端銑刀”按鈕，在Name文本框中將刀具的名稱設(shè)置T1FaceMillD50R6，接著單按鈕，展開刀具參數(shù)設(shè)置的NominaldiameterCorner1-21所示。圖1-17 圖1-18圖1-19圖1-20 圖1-21（2）在對(duì)話框中單擊“進(jìn)給率”標(biāo)簽。在Feedrate選項(xiàng)組中，取消選中復(fù)選框，在Approach數(shù)值框中輸入刀具的進(jìn)刀速率為100mm_mn，在Machining數(shù)值框中輸入刀具的切削速率為1000mm_mn，在Retract數(shù)值框中輸入刀具的退刀速率為3000mm_mn。在Spindle Speed選項(xiàng)組中，取消選復(fù)選框，然后在Machining數(shù)值框中設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為1200turn_mn，設(shè)置如圖1-22所示。“進(jìn)刀/退刀”標(biāo)，在MacroManagement列表框中選，并Activate1-23在ModeRamping，雙擊其中的尺寸數(shù)值，在彈出的對(duì)話框的數(shù)值框中輸20mm1-24所示。按同樣的方法，在上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Activate命令，接著在Mode下拉列表框中選擇Axial，同樣將退刀距離修改為20mm，如圖1-25所示。由于端面銑削的刀路是連續(xù)的，因此無須設(shè)置其他的刀路運(yùn)動(dòng)方式。在對(duì)話框中單“刀具路徑標(biāo)Toolpath下拉列表框中選Backandforth（往復(fù)切削）。選擇Machining選項(xiàng)卡，在Machiningtolerance（加工精度）數(shù)值框中設(shè)置加工精度為0.01mm，如圖1-26所示。選擇Radial選項(xiàng)卡，在Endofpath下拉列表框中選擇Out，參數(shù)設(shè)置如圖1-27所示。圖1-22 圖 1-23 圖 1-24 圖 1-25圖1-26 圖 1-27選擇Axial選項(xiàng)卡，在Mode下拉列表框中選擇Numberoflevels，并在Numberoflevels數(shù)值框中輸入3，對(duì)話框設(shè)置如圖1-28所示。選擇Finishing選項(xiàng)卡，在ModeFinishbottomonly，并設(shè)置Bottomfinishthickness為0.2mm0.2mm1-29所示。 圖1-28 圖1-29這樣就完成了參數(shù)的設(shè)置在對(duì)話框中單“刀路計(jì)算和仿真按顯示如CATIA數(shù)控加工》一書所述。圖1-30何參數(shù)時(shí)沒有設(shè)定一個(gè)加工頂面。因此，再次單擊“幾何參數(shù)”標(biāo)簽，在“頂面”感1-31所示。圖1-311-32所示。刀路仿真”對(duì)話框中單擊“拍照仿真”按鈕，單擊“分析”按，對(duì)端面加工結(jié)果進(jìn)行剩余材料 和過切 分析。圖1-32輪廓粗加工完成端面加工后，用一把較粗的立銑刀進(jìn)行快速粗加工，切除毛坯上大部分余量。在工具欄中單擊“輪廓粗加工Roughing）”按，接著在特征樹中單節(jié)完成的端面加工，在其后面插入一個(gè)輪廓粗加工步驟，彈出圖1-33所示的對(duì)話框。PartRoughstock1.1節(jié)所建立的毛坯，同樣雙擊返回1.2節(jié)已經(jīng)將毛坯的端面銑平了，因此用于粗加工的毛坯實(shí)際上要去除TopOffseton作為粗加工的余量。這樣就完成了輪廓粗加工的幾個(gè)參數(shù)設(shè)置。完成幾何參數(shù)設(shè)置后，單擊“刀具參數(shù)”標(biāo)簽，設(shè)置一把粗加工刀具，如圖1-34NameT2EndMill刀設(shè)置2，單按鈕，將刀具參數(shù)隱藏的對(duì)話框展開，設(shè)置如1-35所示。MachiningToolpathstyle（刀具路徑形式）Helical（螺旋銑削）Machiningtolerance（加工精度）為加工精度。選復(fù)選框，減少刀具的抬刀次數(shù)對(duì)話框設(shè)置如圖1-36所示，對(duì)話框中標(biāo)出的數(shù)字表示建議的操作順序，后面的表示方法與這里相同。選擇Radial（刀具徑向參數(shù)）選項(xiàng)卡，在Stepover下拉列表框中選擇Stepoverratio（刀具步進(jìn)與刀具直徑的比值），并在Tooldiameterratio數(shù)值框中輸入65，也就是刀具的步進(jìn)間距是刀具直徑的65%，由于這里使用的刀具直徑是12mm，因此，兩條刀路之間的間距是7.8mm。其對(duì)話框設(shè)置如圖1-37所示。圖1-33圖1-35

圖 1-34圖1-36選擇Axial（刀具軸向參數(shù)）選項(xiàng)卡，在Maximumcutdepth（最大切削深度）數(shù)值框中輸入0.3mm作為刀具切削的最大深度，如圖1-38所示。圖 1-37 圖 1-38單擊“進(jìn)給率”標(biāo)簽，在Feedrate（進(jìn)給率）選項(xiàng)組中，在Approach（進(jìn)刀100mm_mn切削速度）1600mm_mnRetract（退刀速度）3000mm_mn。在SpindleSpeed（主軸速度）在Machining（切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速）2000turn_mn所示。圖1-39進(jìn)/退刀”選項(xiàng)中，保持參數(shù)不變。，進(jìn)行刀路計(jì)算后，如1-40所示。在“仿真”對(duì)話框中單擊“拍照仿真”按鈕顯示輪廓粗加工的結(jié)果單按鈕進(jìn)行余量分析如1-41所示由分析結(jié)果可知1-41中箭頭所指的部位存在較大的余量，需要使用一把較小的刀具進(jìn)行再次粗加工。 圖1-40 圖1-41在特征樹中雙擊輔助幾何結(jié)點(diǎn)中，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)模塊中。單擊“圖繪制”按鈕，選擇目標(biāo)加工零件的上端面為草圖設(shè)計(jì)平面。單擊“矩形”按鈕，在加工余量較多的部位繪制一個(gè)矩形，如圖1-42的加工范圍。在特征樹中雙擊結(jié)點(diǎn)，返回到加工模塊中。再次單擊“輪廓粗加工（PrismaticRoughing）”按，并選擇前面建立的輪廓粗加工步驟結(jié)點(diǎn)，插入一個(gè)新的輪廓粗加工步驟。工零件（Part）和毛坯零件（Stock）。在對(duì)話框中單擊Limitingcontour，接著選擇前面建1-43中所指的平面作為頂面。圖1-42 圖 1-43單擊“刀具參數(shù)”標(biāo)簽 ，Name文本框中輸T3EndMill建立第三把刀，單擊

按鈕，設(shè)置刀具參數(shù)，如圖1-44所示。單擊“進(jìn)給率”標(biāo)簽

中，參數(shù)設(shè)置與前面的粗加工設(shè)置相同。，將進(jìn)給速度（Machining）改為1400mm_mn，將進(jìn)刀時(shí)主軸轉(zhuǎn)速改為2200turn_mn，對(duì)話框設(shè)置如圖1-45所示。通常對(duì)于不同半徑的刀具，切削進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速也不同。原則上，刀具半徑越小，轉(zhuǎn)速越高，進(jìn)給越慢；反之亦然。在對(duì)話框中單擊“刀路計(jì)算和仿真”按鈕 ，如1-46所示。 圖1-44圖1-45 圖 1-46側(cè)壁精加工前面的輪廓粗加工已經(jīng)將毛坯的大部分余量都切除了，下面將分側(cè)壁和底面對(duì)零件精加工。在工具欄中單“輪廓銑（Profile按選擇結(jié)點(diǎn)作為插入點(diǎn)，彈出如圖1-47所示的對(duì)話框。確認(rèn)在Mode下拉列表框中選擇了BetweenTwoPlanes（兩平面間輪廓銑削）。圖1-47在對(duì)話框的“底面如圖1-48左圖所示，選擇完成后返回到對(duì)話框中。同時(shí)，系統(tǒng)也自動(dòng)探測(cè)到了輪廓加工的邊界，如圖1-48右圖所示。如果系統(tǒng)沒有自動(dòng)探測(cè)到輪廓銑削的邊界，可以在對(duì)話框中單擊“側(cè)面輪廓”感應(yīng)區(qū)，接著選擇圖1-48中所示的輪廓線作為側(cè)面輪廓?；蛘撸梢栽谶x擇底面之前，在“底面”感應(yīng)區(qū)上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇命令，也就是輪廓自動(dòng)探測(cè)功能。在對(duì)話框中單擊“頂面”感應(yīng)區(qū)，并選擇零件的上端面作為輪廓銑削的頂面。需要注意的是，在輪廓線上的箭頭是表示切削相對(duì)于所選擇側(cè)面的位置，箭1-48可以單擊箭頭，改變其方向。圖1-48這樣就設(shè)置了相關(guān)的幾何要素。接著在對(duì)話框中雙擊OffsetonContour字樣，將其數(shù)值改為0，同樣也將OffsetonBottom數(shù)值改為0，也就是這里將切削余量設(shè)置為0。單擊“刀具路徑”標(biāo)，Toolpathstyle下拉列表框中選Oneway（單向加工策略）選項(xiàng)卡，選復(fù)選框，這樣可以1-49所示。選擇Stepover（步進(jìn)參數(shù)）選項(xiàng)卡，在Sequencing下拉列表框中選擇Radialfirst（徑向優(yōu)先RadialStrategyDistancebetweenNumberofpath2AxialStrategyModeMaximumdepthofcut（最大的切削深度），Maximumdepthofcut。參數(shù)設(shè)置如圖1-50所示。圖1-49 圖 1-50側(cè)壁精加工仍然使用T3EndMillD8R0刀具?！斑M(jìn)給率選項(xiàng)卡的設(shè)置1.3節(jié)中相同。單擊“進(jìn)刀/退刀”標(biāo)簽，首先在MacroManagement列表框中選擇Approach（進(jìn)刀），在ModeBuildbyuser（用戶自定義），最后在對(duì)話框下部的工具欄中單按鈕，增加一個(gè)軸線運(yùn)動(dòng)至安全平面的動(dòng)作。設(shè)置如1-51所示。按照同樣的方法，也設(shè)置Retract（退刀）路徑。圖1-51這樣完成了參數(shù)設(shè)置，可以進(jìn)行刀路計(jì)算及仿真。單擊“刀路計(jì)算和仿真”按鈕，如1-52所示。單擊“拍照仿真”按，結(jié)果如1-53所示。圖1-52 圖 1-53在對(duì)話框中單擊“分析”按鈕同的顏色代表不同的余量值，單擊

，首先選中復(fù)選框，并設(shè)置不按鈕進(jìn)行分析，如圖1-54所示。然后取消選中復(fù)選框，而選中 復(fù)選框，同樣設(shè)置不同的顏色來表示不同的過切深度，單按鈕進(jìn)行分析，結(jié)果如1-55所示。由于進(jìn)行精加工的部分已經(jīng)沒有余量并且沒有過切，因此這部分的側(cè)壁加工就完成了。圖1-54圖1-55在工具欄中單擊“輪廓銑削Contouring）”按鈕

，接著在特征樹中選擇上面完成的側(cè)壁加工步驟，插入一個(gè)新的輪廓銑削步驟。與前面一樣，在彈出的對(duì)話框中，首先設(shè)置輪廓銑削的幾何要素。在對(duì)話框中的“底面”感應(yīng)區(qū)上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中取消選擇

，如圖1-56所示。1-48左圖中所選擇的底面。單擊“側(cè)面輪廓”感應(yīng)區(qū)，選擇底面上封閉的內(nèi)輪廓，如圖1-57所示。選擇側(cè)面輪廓時(shí)，可以首先選擇輪廓上的一條邊線，接著EdgeSelection工具欄中單按鈕，可以圖1-56 圖 1-57在對(duì)話框中單擊選擇“頂面”感應(yīng)區(qū)，然后選擇如圖1-58所示的平面作為輪廓加工的頂面。這樣就完成了幾何要素的設(shè)置。而“刀具路徑”標(biāo)、“刀具參數(shù)”標(biāo)、“進(jìn)給率”標(biāo)和“進(jìn)退刀”標(biāo)簽 的參數(shù)設(shè)置方法與前面的側(cè)壁加工相同在對(duì)話框中單擊“刀路計(jì)算和仿真”按鈕 ，刀路顯示如1-59所示。圖1-58 圖 1-59進(jìn)行側(cè)面加工的頂面仍然有0.2mm的余量，因此，已經(jīng)加工了的側(cè)面和頂面顯示的情況是具有同樣的加工余量，如圖1-60所示，但實(shí)際上，側(cè)面所顯示出來的加工余量是頂面所剩下的加工余量。在工具欄中單擊“輪廓銑削（ProfileContouring）”按鈕

，接著在特征樹中選擇上面完成的側(cè)壁加工步驟工步驟。

，再次插入一個(gè)新的側(cè)面輪廓加圖1-60在“幾何參數(shù)”標(biāo)中，分別選擇底面、側(cè)面輪廓和頂面，如1-61所示。而其同樣需要進(jìn)行分析，驗(yàn)證是否過切或者是否存在加工余量。圖1-61圖1-62在工具欄中單擊“輪廓銑削Contouring）”按，接著在特征樹中選擇上面完成的側(cè)壁加工步插入第四個(gè)側(cè)面輪廓加工步驟。在“幾何參數(shù)”標(biāo)簽 中，分別選擇底面、側(cè)面輪廓和頂面，如1-63所示，而其他標(biāo)簽的參數(shù)設(shè)置與前面的相同。單擊“刀路計(jì)算和仿真”按鈕，刀路如圖1-64所示。同樣需要進(jìn)行分析，驗(yàn)證是否過切或者是否存在加工余量。在工具欄中單擊“輪廓銑削Contouring）”按鈕 ，接著在特征樹中選擇上面完成的側(cè)壁加工步驟步驟。

，插入第五個(gè)側(cè)面輪廓加工在“幾何參數(shù)”標(biāo)簽中，分別選擇底面、側(cè)面輪廓和頂面，如圖1-65所示，而其他標(biāo)簽的參數(shù)設(shè)置與前面的相同。單擊“刀路計(jì)算和仿真”按鈕，刀路如圖1-66所示。同樣需要進(jìn)行分析，驗(yàn)證是否過切或者是否存在加工余量。圖1-63圖1-64 圖 1-65圖1-66在工具欄中單擊“輪廓銑削Contouring）”按鈕

，接著在特征樹中選擇上面完成的側(cè)壁加工步驟插入第六個(gè)側(cè)面輪廓加工步驟。在“幾何參數(shù)”標(biāo)中，分別選擇底面、側(cè)面輪廓和頂面，如1-67所示，而其同樣需要進(jìn)行分析，驗(yàn)證是否過切或者是否存在加工余量。圖1-67圖1-68在工具欄中單擊“輪廓銑削Contouring）”按鈕

，接著在特征樹中選擇上面完成的側(cè)壁加工步驟步驟。

，插入第七個(gè)側(cè)面輪廓加工在“幾何參數(shù)標(biāo)簽 中，分別選擇底面?zhèn)让孑喞晚斆妫?-69所示“刀具路徑”標(biāo)中，設(shè)Toolpathstyle為Zigzag（往復(fù)切削），而其他標(biāo)簽的參數(shù)設(shè)置與前面的相同。單擊“刀路計(jì)算和仿真”按鈕，刀路如1-70所示。同樣需要進(jìn)行分析驗(yàn)證是否過切或者是否存在加工余量。在工具欄中單擊“輪廓銑削Contouring）”按，接著在特征樹中選擇上面完成的側(cè)壁加工步插入第八個(gè)側(cè)面輪廓加工步驟。在“幾何參數(shù)”標(biāo)簽 中，分別選擇底面、側(cè)面輪廓和頂面，如1-71所示。在“刀具路徑”標(biāo)中，設(shè)Toolpathstyle為One單向切削），而其他標(biāo)簽的參數(shù)設(shè)置與前面的相同。單擊“刀路計(jì)算和仿真”按鈕 ，刀路如1-72所示。同樣需要進(jìn)行析，驗(yàn)證是否過切或者是否存在加工余量。 圖 1-69 圖1-70圖1-71圖1-72在工具欄中單擊“輪廓銑削Contouring）”按，接著在特征樹中選擇上面完成的側(cè)壁加工步驟，插入第九個(gè)側(cè)面輪廓加工步驟。在“幾何參數(shù)”標(biāo)簽

中，首先在Bottom：Hard字樣上單擊，將其變?yōu)锽ottom：Soft，也就是要加工的側(cè)面輪廓沒有底面，其對(duì)話框如圖1-73所示。選擇上面的輪廓加工步驟中1-74所示。所示。同樣需要進(jìn)行分析，驗(yàn)證是否過切或者是否存在加工余量。

，刀路如圖1-75 圖1-73 圖 1-74圖1-75底面精加工上面完成了零件側(cè)壁的加工，通過仿真分