1、第十章 数控加工数控机床介绍数控机床是采用数字技术形式控制的机床，它主要由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体和检测装置5部分组成数控机床根据运动轨迹主要分为点位控制数控机床，点位控制又称为点到点的控制，是指数控系统只控制刀具或工作台从一点移到另一点的准确定位，然后进行定点加工，而点与点之间的路径不需控制。采用这类控制的主要有数控钻床，数控镗床，数控坐标镗床等，多用于钻孔、镗孔、点焊等点位加工件。连续轨迹控制数控机床连续轨迹控制能够同时对两个或两个以上的轴进行插补，具有各种轮廓切削功能。它控制机床移动起点和终点坐标，而且能够控制整个加工轮廓中每一点的速度和位移，将工件加工成一定的轮廓形状。在
2、这类控制系统中，要进行插补运算。插补就是在线段的起点和终点之间进行数据点的密化，求出一系列中间点的坐标值，向坐标轴输出脉冲信号以联动坐标数分类，通常分为3坐标，4坐标，5坐标机床，所谓数控机床的联动坐标数目，就是指用几个伺服电机同时驱动机床移动部件的运动坐标数目3坐标联动的轮廓控制机床：同时控制X，Y，Z三个坐标，即三轴同时移动，能够使刀具在空间的任意方向移动，进行三维立体加工。4坐标可以比三坐标有更好的工艺范围和加工效果5坐标联动的数控机床：5坐标联动轮廓控制机床除了有三个直线坐标以外再加上两个旋转坐标同时驱动。相对与工件来说，其运动合成可使刀具轴线方向在一定空间内任意控制，从而保持最佳切削
3、状态和避免刀具干涉，可以根据加工零件需要，使刀具与工件表面成一定的角度。机床坐标系与加工坐标系机床坐标系是机床固有的坐标系，是机床加工运动的基本坐标系，是考察刀具在机床上的实际加工位置的基准坐标系。机床原点就是机床坐标系的坐标原点或零点，其位置在机床上是固定不变的。加工坐标系（MCS）是零件加工的所有刀轨输出点的定位基准。有了加工坐标系，在编程时无需考虑工件在机床上的安装位置，只要根据工件的特点及尺寸来编程即可。加工坐标系的原点在机床坐标系中称为“调整点”。加工时，工件用夹具安装在机床上以后，测量加工原点与机床原点之间的距离，这个距离称为加工原点偏置距离。这个值设置非常重要，否则找不到正确的加
4、工位置，从而导致错切、过切、欠切工件。加工时，加工原点偏置值能自动附加到加工坐标系上，使数控系统可以按机床坐标系确定加工时的坐标值。因此编程人员不用考虑工件在机床上的安装位置和安装精度。工件加工零点加工坐标系的原点即为工件加工零点。工件加工零点的位置是任意的，由编程人员在编制程序时根据零件的特点选定。注意事项为对称工件加工零点尽量设置在对称中心上加工零点尽量设置在上表面工件加工零点尽量选在零件的设计基准或工艺基准上加工零点尽量选在精度高的表面对刀点程序执行开始之前，必须确定刀具在加工坐标系中的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，此起始点一般通过对刀来确定，习惯上该点又称为“对
5、刀点”。实际操作机床时，把刀具的刀位点放到对刀点上，即刀位点与对刀点重合。一般都采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。数控编程特点及过程普通机床加工中是操作者根据零件图或者工序卡的要求，自行安排工步顺序，走刀路线、机床运动动作的先后，调整运动参数，最终获得零件数控机床加工，需要把以上普通机床中加工的操作内容及运作，按规定的形式编制程序（G代码），输入机床中。机床自动按程序动作，加工零件。手工编程，人手工输入代码，定制程序自动编程，用UG等软件根据刀轨自动生成代码。数控编程工艺流程分析图纸，确定加工所用机床及刀具，确定装夹装置、加工方法、加工顺序及切削用量大小。根
6、据以上内容进行数控编程，可以手工编程，也可以利用UG等软件自动编程。将程序输入到数控机床中，进行空运行试验，进行程序检验。进行试切，根据结果调整程序代码。确定加工程序，进行零件加工UG编程简介UG CAM是UG系统的一部分，它以三维模型为基础，具有强大可靠的刀具轨迹生成方法，可以完成铣削、车削、线切割等的编程。UG CAM的特点是生成的刀具轨迹合理、切削负载均匀、适合高速加工，编程效率高。UG CAM主要组成UG CAM主要由5个模块组成：交互工艺参数输入模块。通过人机交互的方式，用对话框和过程向导的形式输入刀具、夹具、编程原点、毛坯和零件等工艺参数。刀具轨迹生成模块。具有非常丰富的刀具轨迹生
7、成方法，主要包括铣削、车削、线切割等加工方法。刀具轨迹编辑模块。刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹，并提供延伸、缩短和修改刀具轨迹功能。三维加工动态仿真模块。可以检验刀具于零件和夹具是否发生碰撞、是否过切以及加工余量分布等情况，以便在编程过程中及时解决。后处理模块。包括一个通用的后置处理器,用户可以方便的建立用户定制的后置处理。通过使用加工数据文件生成器，一系列交互选项提示用户选择定义特定机床和控制器特性的参数，包括控制器和机床规格与类型、插补方式、标准循环。UG编程主要步骤使用UG进行数控编程主要包括以下几个步骤获得CAD数据模型。有两种方式：一是UG直接造型的实体模型；二是数据转换的C
8、AD模型文件。进入加工模块，进行加工环境初始化。包括选择创建刀具，设定坐标系等。创建操作并设置加工参数。这是UG编程中最主要的工作内容，包括加工对象的定义：选择加工几何体，检查几何体等。加工参数的设置：走刀方式的设定、切削行距、切深的设置、加工余量、进退刀设置等。工艺参数设置:角控制、避让控制、机床控制、进给率和主轴转速设定等。生成刀具路径。在完成所有必需的操作参数设置后，就可以生成刀具路径了。刀具路径检验。通过刀具路径回放，从不同角度对刀轨进行观察，并使用UG的切削仿真来检查刀轨。后置处理。检查后的刀具路径经过后置处理后生成数控机床可以识别的数控加工程序。UG加工环境加载文件模型后，单击起始
9、，选择加工，进入加工模块在弹出加工环境对话框中，进行加工环境初始化加工类型 mill-planer 平面铣 mill-contour 轮廓铣 mill-multi-axis 多轴铣 drill 钻孔 hole-making 群钻 turning 车削 wire-edm 线切割加工环境的工具条操作导航器中可以对生成程序进行操作，并显示程序关系在操作导航器内单击右键，可以选择导航器里显示的视图类型。列里可设置显示的工具。单击MCS-MILL，编辑，可以对加工坐标系进行编辑单击动态CYCS按钮，进行加工坐标系设置注意加工坐标系各坐标轴标注为XM,YM,ZM。间隙用于设置安全平面下限用于限制加工下限创
10、建刀具单击创建刀具命令，进入创建刀具对话框，选择刀具类型及刀具名字弹出刀具参数设置对话框，可以对刀具进行参数设置平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。缺点是刀尖容易磨损，影响加工精度。圆鼻刀：主要用于毛坯的粗加工、平面精加工和侧面精加工，特别适用于材料硬度高的工件开粗加工球刀：主要用于非平面的半精加工和精加工创建几何体几何体包括机床坐标、部件和毛坯。单击加工创建工具条中的“创建几何体”按钮，即可弹出创建几何体对话框，但这种方法容易混淆，所以采用以下方法。首先导入文件10-1.prt，在操作导航器空白处单击右键，选择几何视图。双击MCS_MILL图标，进入机床坐标设置对话框通
11、过不同方式可以移动机床坐标到需要地点，一般来说，机床坐标设置在工件顶面的中心位置。一般在建模时将设置好坐标。双击WORKPIECE图标，进入工件和毛坯设置选项分别指定部件几何体和毛坯几何体实例单击创建刀具命令，进入创建刀具对话框，选择刀具类型为铣刀，刀具名字为MILL，参数设置为直径6，下半径0.5，其余默认打开文件10-1.prt，单击开始进入加工环境。单击MCS按钮，设置加工坐标系到工件上表面。在WORKPIECE中设置工件和毛坯。单击创建操作按钮，设置加工类型为平面铣，刀具为MILL，几何体为WORKPIECE。选中部件部件边界图标，单击选择，选择“面边界”，“材料侧”选择“内部”，在图
12、形区域选择三个平面在部件导航器中将长方体选为显示，单击“指定边界”按钮，进入毛坯边界选择，选择毛坯上表面为毛坯边界单击“底平面”图标，单击选择，选择图示平面为底面，用于定义刀具加工的最低位置双击操作导航器中的WORKPIECE，出现如图对话框，单击隐藏，选择毛坯打开刀轨设置下拉菜单，单击切削层按钮，设置切削层为固定深度，最大值为5。单击确认按钮生成刀路仿真，选择2D动态播放仿真切削过程。模拟前必须设置加工工件和毛坯。平面铣平面铣用来对侧面与底面垂直的平面零件进行加工，此类零件可以有岛屿活腔槽，但岛屿顶面与腔槽底面必须是平面。平面铣常用概念岛屿 平面铣的加工对象由平面和与平面垂直的面构成，因此可
13、以认为模型由若干基本的柱体（圆柱、矩形截面柱）等组合而成，这些柱体统称为岛屿。图示工件可以视为5个岛屿。切削层 平面铣的切削刀轨是在垂直于刀具轴的平面内的二轴刀轨，通过多层二轴刀轨逐层切削材料。每一层导轨称为“一个切削层”，图示工件具有5个切削层。加工区域 加工区域指每一个切削层中，刀具能够切除零件材料且不发生过切的区域，它指定了走刀范围。平面铣中加工区域是通过边界指定的，即通过曲线和点来指定切削范围。材料侧 材料侧即需要保留材料的那一侧。当指定边界类型为“封闭的”时，则材料侧有“内部”“外部”两个选项，若为内部，则切削时保留内部材料，否则保留外部材料，边界类型为“打开”时，则有左、右两个选项
14、。底平面 底平面即加工的最底面，是垂直于刀具轴的平面，用来定义刀具的最大切削深度。“创建操作”中类型下拉 菜单中选择mill_planar 即为平面铣。其中平面铣的子类型主要有八种“平面区域铣”，通过选择平面或平面上的边界作为加工对象 “平面铣”，用于切削实体表面上余量“手动平面铣”，系统默认的切削方法为手动设置“表面铣”，通过指定加工平面和最低加工底面确定加工范围“表面轮廓铣”，系统默认的加工方式为表面轮廓铣 “跟随零件粗铣”，系统默认的加工方式为跟随零件粗铣“往复式轮廓粗铣”，系统默认的加工方式为往复式轮廓粗铣“单向粗铣”，系统默认的加工方式为单向粗铣“平面清角”，清除上一步平面加工未清除
15、的余量 “侧壁精铣”，主要用与精加工工件的侧壁“底部精铣”，主要用于精加工工件转角处的底部“螺纹铣削”，建立加工螺纹的操作“文本雕刻”，用于对工件平面中的文字进行雕刻 “机床控制”，通过机床面板进行控制“用户定义”，用户自定义参数建立操作平面铣实例讲解在操作导航器空白处单击鼠标右键，进入几何视图。打开文件10-2.prt，单击开始进入加工环境。初始化设置为CAM_GENERALMILL_planar双击MCS_MILL图标，进入机床坐标设置对话框选用原点方式设置机床坐标系，单击原点图标，在弹出点对话框中选择自动判断，选取圆柱顶面中心为新机床坐标系原点。选取间隙复选框，单击指定进入平面构造器。设
16、置安全平面。在弹出平面构造器中选取XC-YC平面，设置平面的偏置值为25，安全平面显示如图 双击WORKPIECE，在弹出对话框中分别选取部件和毛坯。指定检查体按钮是通过选择体或面的方式把这些体或者面保护起来，从而避免撞刀或者过切单击创建几何体按钮，弹出对话框中如图设置。单击确定，首先选取零件边界。勾选忽略孔复选项，可以保证刀具不会在孔的位置切入。边界选取方式主要有两种，平面和曲线单击底平面按钮，选取底平面，单击确定单击创建操作按钮，在弹出对话框中设置参数，单击确定，弹出对话框中保持默认参数，单击生成刀轨。单击“确认刀轨”按钮，仿真切削过程，检查刀轨。粗铣及精铣实际加工中，一个工件往往要经过粗
17、加工，半精加工，精加工多道工序，通过对程序的编辑，可以减少工作量。打开文件10-3.prt在操作导航器中可以看到已经有粗加工程序，选择后单击右键复制，然后粘贴。在新程序上右键选择编辑。在弹出对话框中选择组，分别选取刀具和方法进行重新选择，选取刀具为MILL_D6，方法为MILL_FINISH，单击确定单击“创建刀轨”生成导轨，然后单击“确认刀轨”，用仿真验证刀轨。往复切削 往复切削方法创建往复平行的切削刀轨，在步距运动期间保持连续的运动，没有抬刀能够最大化的对材料进行切除，是最经济、最省事的切削运动。这种切削方法顺铣、逆袭并存，如果启用操作的壁面清理，则会影响壁面清理的刀轨方向，以维持壁面清理
18、是纯粹的顺铣或者逆铣。单向切削 单向切削方法产生平行且单向的切削刀轨，回程是快速横越运动，因为在回程时不产生切削，所以会影响加工效率。单向切削能始终维持一致的顺铣或逆铣切削，通常用于岛屿的表面加工和不适用往复切削方法的场合，如一些陡壁的筋板，一般用与表面的精加工。沿轮廓的单向切削用于创建平行的、单向的、沿轮廓的刀轨、始终维持着顺铣或者逆铣切削。加工的壁面质量比往复式切削及单向切削要好，并且切削比较平稳，对刀具没有冲击，所以通常用于加工侧壁要求比较高的零件或薄壁零件。沿轮廓的单向切削 跟随周边切削方法主要用于创建沿着轮廓顺序的、同心的刀轨，它是通过对外围轮廓的偏置得到的，所有的轨迹在加工区域中都
19、以封闭形式呈现。跟随周边切削的刀轨是连续切削的刀轨，没有空切，基本能够维持单纯的顺铣或者逆铣，因此既有较高的切削效率也能维持切削稳定和保证加工质量，通常用于带有岛屿和内腔零件的粗加工。跟随周边切削 跟随工件切削方法产生一系列仿形被加工零件所有指定轮廓的刀轨，既仿形切削区的外周壁面也仿形切削区中的岛屿，这些刀轨形状是通过偏置切削区的外轮廓和岛屿轮廓获得的。跟随工件切削的刀轨是连续切削的刀轨，没有空切，能维持单纯的顺铣或者逆铣，因此既有较高的切削效率也能维持切削稳定和保证加工质量，通常用于有岛屿的型腔加工区域。跟随工件切削 摆线切削方式用于在轮廓周边产生一个个小圆圈，从而避免在切削时发生全刀切入导
20、致切削的材料量太大。摆线切削适用于高速加工，以比较均匀的切削负荷进行加工。摆线切削 轮廓走刀切削方式用来产生一条或指定数量的绕切削区域轮廓的刀轨，以完成对零件侧壁或轮廓的切削。它既可以加工封闭的轮廓，也能够加工打开的轮廓，该方式生成的刀轨不允许刀轨间相交，以防止产生过切。轮廓走刀通常用于侧壁或外形轮廓的精加工、半精加工。如内壁和外形的加工、拐角的补加工，陡壁的分层加工等。轮廓走刀（配置文件）标准驱动切削方式和轮廓走刀切削方式类似，它严格地沿指定的边界驱动刀具行动。这种方法可以指定刀轨相交或不相交。用于一些外形要求较高的零件加工中，如雕花，刻字等刀轨重叠或者相交的场合。标准驱动切削角，指定切削方
21、向，对单向走刀和往复式走刀有效岛清根，在仿形周边铣和轮廓走刀铣操作中，为了保证岛屿附近没有残留的材料，需要打开岛清根选项。岛清根主要用于粗加工。清壁，当采取往复切削，单向切削和仿形外周边切削时，由于会在壁面出现脊形材料残留，因此需要在各切削层中对壁面进行进一步加工，通常用与粗加工和半精加工切削步距切削步距是相邻两次走刀之间的间隔距离。切削步距越大，刀轨越稀疏，反之步距越小，刀轨越稠密；步距越大，切削负荷越大，加工效率越高；步距越大，表面粗糙度值越大，加工精度越低。切削步距分别为50%刀具直径和30%刀具直径刀轨对比切削步距设置方式恒定的：以常量方式输入固定的间隔距离残余波峰高度：通过设置工件表
22、面余料高度值，由系统根据此值计算其间距切削步距设置方式主要有：恒定的，残余波峰高度，刀具直径，可变的四种方式刀具直径：通过刀具直径的百分比来设置切削间距可变的：切削方法为往复式走刀、单向走刀及轮廓单走刀时输入方式为指定最大、最小间距。切削方法为其他事指定多个步距值及应用每个刀具值的刀路数非切削运动设置一个完整刀轨中，存在着非切削运动和切削运动，单击非切削运动按钮，弹出设置对话框进刀螺旋：进刀线是一种螺旋式下刀，这种下刀方式较多采用，但在采用时它螺旋：进刀线是一种螺旋式下刀，这种下刀方式较多采用，但在采用时它的螺旋直径不要过小，过小时如果采用的是飞刀，那么中间无刀片的区域的螺旋直径不要过小，过小
23、时如果采用的是飞刀，那么中间无刀片的区域把残留毛坯切削不完全，就会把刀具给顶住，往往把刀柄给顶弯，从而引把残留毛坯切削不完全，就会把刀具给顶住，往往把刀柄给顶弯，从而引起刀具废掉！在直径栏中系统默认它的旋转直径为刀具的百分之九十、一起刀具废掉！在直径栏中系统默认它的旋转直径为刀具的百分之九十、一般我们多采用其默认值。在倾斜角度中设定倾斜的度数，其度数越小时对般我们多采用其默认值。在倾斜角度中设定倾斜的度数，其度数越小时对刀具的撞击越小，一般度数为（刀具的撞击越小，一般度数为（37）度。高度：设定从工件每一层的）度。高度：设定从工件每一层的上表面开始下刀的距离，此距离过大会在下刀时较浪费时间，过
24、小时会感上表面开始下刀的距离，此距离过大会在下刀时较浪费时间，过小时会感到不安全。一般为（到不安全。一般为（13）mm。最小安全距离：是指螺旋下刀沿外形斜。最小安全距离：是指螺旋下刀沿外形斜进刀的进刀线离工件壁的安全距离，一般多采用默认值。进刀的进刀线离工件壁的安全距离，一般多采用默认值。长度：此长度是指刀具圆心到侧壁的长度旋转角度：进刀线按所指的角度长度：此长度是指刀具圆心到侧壁的长度旋转角度：进刀线按所指的角度旋转角度：看此角度时应看旋转角度：看此角度时应看xy平面，也就是指俯视图，按右手法则旋转，平面，也就是指俯视图，按右手法则旋转，可输入正、负值，一般不用可输入正、负值，一般不用斜角：
25、此斜角是指刀具从所指定的高度起倾斜进刀。可用，可不用。斜角：此斜角是指刀具从所指定的高度起倾斜进刀。可用，可不用。高度：此高可以理解为，由快速转变为慢速的安全距离，和封闭区域的高高度：此高可以理解为，由快速转变为慢速的安全距离，和封闭区域的高度相等度相等最小安全距离：刀具在侧壁进刀时，刀具的圆心点和实体的距离，多采用最小安全距离：刀具在侧壁进刀时，刀具的圆心点和实体的距离，多采用大于刀具直径（百分之六十）大于刀具直径（百分之六十）修剪至最小安全距：默认修剪至最小安全距：默认自动 由系统自动设置进刀 矢量 以向量及距离方式指定进刀方式。所设置的向量方向即为进刀时的参考方向；设置距离，即为进刀时的
26、距离。设置矢量为-ZC，设置距离为40mm。矢量平面矢量平面矢量平面 指定向量及平面作为进刀时参考的距离和角度。所设置的向量方向，即为进刀时的参考方向，所设置的平面，即为进刀的起始点。角度、角度、平面角度、角度、平面 设置两组进刀角度（X-Y平面夹角及与Z轴夹角）及一个平面高度来定义进刀方式。所设置角度决定进刀时的参考方向，所设置平面为进刀时的开始点。设置参考平面为X-Y平面偏置80mm，角度1为60，角度2为-60角度、角度、距离角度、角度、距离 类似于“角度、角度、平面”，只是此处不是定义平面，而是给定一个相对X-Y平面的距离。刀轴刀轴 由刀轴方向和距离决定初始进刀方向。刀轴方向决定进刀的
27、参考方向，设置距离为进刀时的开始点。点点 以“点构造器”定义点作为进刀点 无无开始/钻点距离：刀具在切削时为把壁加工完全距离：刀具在切削时为把壁加工完全,或把壁的接刀痕，铣掉。我们在真正应或把壁的接刀痕，铣掉。我们在真正应用时都要把重叠距离的值给设定用时都要把重叠距离的值给设定.。此。此值无须过大，只要把壁铣的光滑为主。值无须过大，只要把壁铣的光滑为主。区域起点：定义区域的下刀点，困为本区域起点：定义区域的下刀点，困为本点针对的是区域，所以所定义的点不是点针对的是区域，所以所定义的点不是一个绝对下刀点，系统一般要采用在靠一个绝对下刀点，系统一般要采用在靠点比较近的位置，而且是最适当下刀位点比较
28、近的位置，而且是最适当下刀位置下刀（可一次性定义多个点）起到优置下刀（可一次性定义多个点）起到优化刀路的作用。化刀路的作用。预钻孔点：加工过程中为了刀具的使寿预钻孔点：加工过程中为了刀具的使寿命，我们多在一些凹腔上先作出一个孔，命，我们多在一些凹腔上先作出一个孔，然后选择此孔的圆心点作为下刀点，这然后选择此孔的圆心点作为下刀点，这样就叫钻孔下刀点，它定义的值为绝对样就叫钻孔下刀点，它定义的值为绝对值，每一次下刀都会回到所定义的点上值，每一次下刀都会回到所定义的点上下刀（可一次性定义多个点）下刀（可一次性定义多个点）传递 快速传送方式是指在单节铣削完毕后，欲行至下一切削区域或下一等高切削循环之前
29、，要把刀提到安全高度的设置方式。安全平面安全平面 用设定的安全平面高度作为行进到下一切削区域或等高切削循环前需把刀提到的安全平面高度。先前的平面先前的平面 安全高度与上一节安全平面设置相同。因此一定要注意是否会过切工件。毛坯平面毛坯平面 以毛坯的最高平面为切削循环间需把刀提到的安全高度平面 直接的直接的 以当前位置直接移动至开始铣削点，直接带有间隙在同一切削区域直接移动，不同区域用安全平面传递 快速传送方式是指在单节铣削完毕后，欲行至下一切削区域或下一等高切削循环之前，要把刀提到安全高度的设置方式。安全平面安全平面 用设定的安全平面高度作为行进到下一切削区域或等高切削循环前需把刀提到的安全平面
30、高度。先前的平面先前的平面 安全高度与上一节安全平面设置相同。因此一定要注意是否会过切工件。毛坯平面毛坯平面 以毛坯的最高平面为切削循环间需把刀提到的安全高度平面 直接的直接的 以当前位置直接移动至开始铣削点，直接带有间隙在同一切削区域直接移动，不同区域用安全平面传递 快速区域之间的传递类型：安全设置：该选项是指区域间传递使用定义的安全值进行横越。前一平面：每当刀具切削完成一层后，从现有的平面上，往上抬高所指定的安全距离反回到下刀点下刀，安全距离可根据情况定义，只要安全即可（1-3）mm直接：当刀具削完成后，刀具不会抬起一段距离，直接反回下刀点，一般不采用最小安全值Z：刀具切削完成每一层后，都
31、会反回到所指定安全Z值进行横越，其意思接近于使用安全平面毛坯平面：每切削完成一层后，刀具都会反回到毛坯的上表面加安全距离，进行横越直至切削完成。注意：使用安全设置比较安全，但相对来说比较浪费时间，使用先前平面可以有效提高加工效率，如果感到不安全时，可把安全距离设定稍大一些（1-3）mm切削参数关于切削参数的设置，单击进刀/退刀下的“切削“按钮，弹出切削参数设置对话框切削顺序切削顺序是当有多个切削区域时，定义刀未轨迹的处理方式，有层优先和深度优先两种。层优先指刀具在完成同一切削深度层的所有切削区域后，再切削下一个切削深度层，此种切削顺序通常适用于工件中有薄壁凹槽的情况。深度优先指刀具先完成某一切
32、削区域的所有深度上的切削，然后切削下一个特征区域。此功能可以减少提刀动作。切削方向切削方向主要有四种：顺铣切削、逆铣切削、跟随边界、边界反向。顺铣切削，指铣刀旋转产生切线方向与工件进给方向相同。顺铣功率消耗比逆铣小，也更加有利于排屑，一般均尽量采用顺铣加工。逆铣切削，指铣刀旋转产生切线方向与工件进给方向相反。在切削面上有硬质层、积渣或者工件表面凹凸不平较显著时，如加工锻造毛坯，应采用逆铣法。跟随边界，指切削行进的方向与边界选取时的顺序一致。边界反向，指切削行进的方向与边界选取时的顺序相反。跟随边界、边界反向只有在平面铣时有效。毛坯距离：用来指定形成毛坯的偏置距离。当利用零件边界或毛坯边界生成毛
33、坯几何体时，系统将偏置该指定距离生成毛坯几何体。余量设置在切削参数设置对话框中单击毛坯，进行余量设置部件余量：成品表面的整体余量最终底面余量：平面铣中底平面与各岛屿顶面余量毛坯余量：设定毛坯表面余量，使刀具边缘相切于此毛坯的边界进行第一刀切削检查余量：设置检查几何体的余量修剪余量：设定修剪边界的余量内公差：实际零件表面偏向CAD模型表面内部的允许误差。外公差：实际零件表面偏向CAD模型表面外部的允许误差。外公差值不仅决定表面精度，也影响粗糙度。公差值要根据实际要求选取。区域排序区域排序方式提供各种自动和人工的指定区域切削区加工顺序的方法，单击切削参数对话框中的连接选项，有四种方法。标准：系统根
34、据所选择边界的次序决定各切削区域的加工顺序优化：系统根据最有效的加工时间自动决定各切削区域的加工顺序。优化也是最常用的区域排序方法。跟随起点：各切削区域的加工顺序取决于在切削区中已指定的切削区域起点的选择顺序跟随预钻点：各切削区域的加工顺序取决于在切削区中已指定的切削区域预钻点的选择顺序未切割区域 在切削加工中可能有些区域刀具未加工到，则会出现未切削区域。这时，系统会自动将未切削区域生成边界类型为“封闭的”、刀具位置为“相切”进行输出。然后将这些边界作为毛坯几何体，在后续加工中完全切除。重叠距离：指未切削区域边界的偏置距离。自动保存边界：自动的对所有未切削到的区域输出永久性边界切削深度“切削深
35、度”选项用于定义平面铣中多重深度切削层的方式。深度由岛屿顶面，底面，平面或者输入的值来定义。只有当刀轴垂直于底平面或零件边界平行于工作平面时，切削深度参数才起作用，否则只在底平面上创建刀具路径。在平面铣操作对话框中单击“切削深度”选项，弹出“切削深度参数”对话框。深度类型有五种。用户定义允许用户定义多重切削的切削层深度，是系统默认的切削类型。此类型会启动最大值、最小值、初始的及最终，系统依据设定的最大最小值计算出最佳的切削深度，以完全切削至每一平面，且以最少切削层的方式完成多重切削加工。如零件切削总深度为20mm，最大值为10mm，最小值为0时，刀轨如图。仅底面仅有一层切削层，刀具直接深入刀底
36、面切削。此种深度设定通常用于单一平面的精加工。底面和岛的顶面在底面与岛屿顶面创建单一的切削层，但切削范围为每一个岛屿的外形边界内，边界外的区域则不加工。此种深度设定通常用于多平面的精加工切削。岛顶面的层分多层切削，切削层的位置在岛屿的顶部和底平面上分别创建切削层，该选项与“底面和岛的顶面”区别是所生成的切削层的刀轨将完全切除切削层平面上的毛坯材料。通常用于多平面，多岛屿层的粗加工切削。固定深度指定一个固定深度值来产生多个切削层。除最后一层深度可能小于最大深度值，其余层都等于最大深度值。固定深度切削方式容易在岛屿上方产生过多的余料，通过勾选顶面岛选项，系统会对岛屿面进行加工。最大值/最小值对介于
37、初始切削层与最终切削层间的每一个切削层，由最大深度与最小深度指定切削层的深度范围。对于固定深度方式，最大深度用来指定各切削层的切削深度。系统尽量用接近最大深度的数值来创建切削层。若岛屿顶面在指定范围内，则在其顶面创建一个切削层，否则不创建切削层，可选择“岛顶部的层”来切削岛屿顶部余量。当指定最大深度为0时，系统就只在底面创建一个切削层。初始的初始深度值用来设定多深度平面铣操作中第一个切削层的深度，该深度从毛坯几何体顶面开始测量，如果没有定义毛坯几何体，将从零件边界平面处测量。如材料深度为20mm，岛屿距毛坯平面10mm，初始深度设为2mm，加工刀轨如图。最终深度与顶面岛最终深度为多深度平面铣操
38、作定义的在底平面以上的最后一个切削层的深度，该深度从底面开始测量。如果最终深度值大于0，则系统至少创建两个切削层，一个层在底平面之上的“最终”深度上，另一个在底面上。采用用户定义、固定深度两种深度类型时，不能保证操作切削层恰好位于岛屿的顶面上，因此有可能导致岛屿顶面上有残余材料。勾选“顶面岛”选项，系统会在有残余材料的岛屿顶面上附加一层清理刀轨，将残余材料清除。测面余量增量侧面余量增量为多深度平面铣操作的每一个后续切削层增加一个侧面余量值。增加侧面余量值，可以保持刀具与侧面间的安全距离，减轻刀具深层切削的应力。实例操作打开文件10-4.prt，打开零件模型如图设置加工坐标系及选择工件和毛坯，毛
39、坯设置为自动块。单击创建操作按钮，弹出对话框中选择如图。单击图示四个平面，材料侧设为内部。单击底平面选项，选择图示平面设置切削方式为跟随周边，选择切削深度参数，设置最大值为0.5单击生成刀轨，切削层如图改变最大值为1mm，切削层如图改变最大值为3mm,切削层如图拐角控制“角”选项预防刀具在进入拐角处产生偏离或过切。通过这些选项在凹刀轨或凸刀轨处增加圆弧，并且能在切削轨迹和步距间形成圆角过渡。通常用于加工较硬的材料或高速切削。单击“角”按钮，弹出拐角和进给率控制对话框。凸角添加圆弧 添加圆弧用于设置刀具在铣削至外凸圆拐角时插入一段圆弧，其圆心为凸角的顶端，半径等于刀具半径，以便在拐角时，是刀具与
40、零件保持接触。扩展切线 扩展切线用于沿切线方向延伸刀轨，刀具超出边界形成尖锐的刀轨。这种方法有利于在零件上加工出尖锐的凸角，不适合高速加工圆周进给率补偿通常，进给率指刀具中心的进给速度。在切削凹拐角形成的圆弧刀轨上，刀具圆周上接触材料的切削刃的进给率大于中心进给率，导致切削负荷比直线切削时大，可能引起过切材料，表面质量变粗糙。选用圆周进给率补偿后，自动实现对凹角和凸角处的进给率调整，保证铣削拐角时刀具外侧切削速度不变。圆角圆角指定在刀轨的拐角部位添加一个圆角，使零件获得光滑的拐角表面。如果拐角在指定的角度范围内，将添加一段圆弧到刀轨中。其中“在测壁”指定尽在工件侧壁的拐角添加圆弧。“全部刀路”
41、则在所有路径拐角均采用拐角控制。尖角角度用于设置拐角范围，在角度范围外的不认为是拐角，直接采用正常切削速度进行切削。减速减速可以通过指定“减速”选项，在零件的拐角处设置刀具进给减速。长度通过指定先前的刀具或刀具百分比选项决定一个距离，进给速度将在刀具距凹角长度等于此距离时下降。减速%定义拐角减速时最慢的进给速度，它是当前正常进给速度的百分比。步数设置刀具进给速度变化的快慢程度。刀具在开始拐角时减速，步数设置越大，减速就越平缓。进给率进给率用于设置各种刀具运动类型的移动速度。单击“进给率”按钮，打开“进给和速度”对话框速度表面速度 表面速度为刀具旋转时与零件的相对速度，即刀具切削的线速度。（根据
42、手册选取）每齿进给 用来指定刀具的每一齿切削的材料量主轴速度 用来指定主轴的转速。进给用来指定各种运动类型的进给速度及单位。进给速度直接关系到加工质量和加工效率。同一刀具同样转速下，进给速度越高，所得到的加工表面质量会越差。实际加工中，要根据经验选取。各选项设置若为零，并不代表速度为0，而是使用其默认模式，如非切削运动的快速、逼近、横越将采用快进方式，即G00方式移动。切削运动的进刀、第一刀切削、步进等将使用切削进给中的进给率。避让几何避让几何用于定义刀具在非切削状态下，向着工件运动、远离工件运动或快速位移至下一切削区域时，如何避免与夹具或工件发生碰撞。避让几何须视加工工件与夹具状况而定。可以
43、通过点构造器定义点和用平面构造器定义平面点FROM点指刀轨开始时刀具的最初位置，从指定点没有刀具运动Start Point起始点用于定义刀具连续动作开始时的刀具位置，用来避开某些几何体或者夹具。如果指定了指定点，刀具将从指定点快速运动到起始点Return Point用于定义在切削运动结束时的刀具位置，位于退刀运动之后Gohome点指定刀具的最终位置安全平面指定：通过专门的平面构造器指定安全平面确认：如果安全平面平行于WCS的某个坐标平面，将显示其高度坐标，还显示平面法向矢量。忽略和恢复，忽略按钮可以抑制已指定的安全设置，使其不起作用，恢复按钮可以使其重新起作用显示可以显示设置的点及平面Use
44、at 决定安全平面对刀轨的影响方式FromStart进刀点或进刀距离进刀点或进刀距离退刀点退刀点Go HomeReturn安全平面安全平面快速快速快速快速逼近逼近进刀进刀第一刀第一刀步进步进剪切剪切横越横越退刀退刀返回返回返回返回快速快速起点和终点：在切削前后，系统在安全平面上各生成一个刀位点仅起点：只在切削前，系统在安全平面上生成一个刀位点。在切削后利用退刀点退刀，如果没有指定退刀点，刀具保持在工件表面仅终点：只在切削后，系统在安全平面上生成一个刀位点。在切削前利用进刀点进刀，如果没有指定进刀点，直接开始切削运动仅起点，终点的最小切除：只在切削前，系统在安全平面上生成一个刀位点，切削后，以最
45、小安全距离沿刀轴方向退刀。仅终点，起点的最小切除：只在切削后，系统在安全平面上生成一个刀位点，切削前，以最小安全距离沿刀轴方向进刀。机床控制机床控制用来定义刀轴方向，输出方式、使用刀具补偿、换刀参数等相关选项。单击“机床”按钮，打开对话框。刀轴刀轴用来设定刀轴方向，有三种指定方法+ZM轴 默认选择，表示刀轴与+ZM轴方向一致指定矢量 指定刀具方向为用户自定义的某一矢量方向，只有刀具倾斜加工零件时才选取，也即是具有刀轴控制能力的5轴机床垂直于底面 指定刀轴方向垂直于底面运动输出运动输出用于指定刀轨的生成方法仅线性的：整个刀轨使用线性插补，即不论直线、圆弧、曲线运动都通过直线走刀实现圆弧输出-垂直
46、于刀轴：垂直于刀轴的圆弧运动尽可能由圆弧走都组成。圆弧-垂直/平行于刀轴：垂直或平行于刀轴的平面内，系统可将一系列走刀尽可能地用圆弧运动代替Nurbs：刀轨输出形式尽可能是非均匀B样条平面铣实例打开文件10-5.prt进入加工模块单击创建刀具，生成直径8的平铣刀，命名为END8。再创建直径4的平铣刀。单击创建操作，设置如图，进入平面铣设置对话框设置零件边界选择毛坯边界，刀位设置为上选择底平面设置切削方式为跟随工件，自动进刀/退刀设置如图设置切削顺序为深度优先，余量设置如图。切削深度参数设置和进给率设置安全平面设置生成安全平面单击创建生成刀轨复制粘贴生成新程序更改组选项如图切削方式改为配置文件，部件余量均设置为0单击创建生成刀轨复制粘贴生成新程序切削方式改为跟随工件，刀具直径百分比改为40切削深度改为仅底面单击创建生成刀轨
