1、第4章 型腔铣,4.1 型腔铣概述 4.2 型腔铣工序子类型 4.3 创建型腔铣工序步骤 4.4 切削范围及其定义 4.5 拐角与残料加工,4.1 型 腔 铣 概 述,型腔铣(CAVITY MILL)用于零件粗加工，主要特点如下：(1) 型腔铣用于零件的粗加工，切除大量的毛坯材料，为后续加工做准备。(2) 型腔铣刀轨为水平层状，切削层垂直于刀具轴线，每一切削层切削到零件轮廓，最终加工结果接近零件形状。图4-1和图4-2、图4-3和图4-4分别为型腔铣粗加工切削过程示意图。,图 4-1,(a) (b) (c) (d) 图 4-2,图 4-3,(a) (b) (c) (d) 图 4-4,(3) 型
2、腔铣通常使用实体模型定义加工几何如零件几何、毛坯几何和检查几何，同时也可使用边界、表面和曲线定义切削区域。,4.2 型腔铣工序子类型,型腔铣工序子类型如图4-5所示，每一种工序子类型都有其特点和用法，用户可根据以下的介绍和零件的加工要求，选择一种较为合适的工序子类型创建工序。若这些工序子类型不能满足要求，用户还可以根据零件的加工特点，创建新的工序子类型。,图 4-5,CAVITY_MILL：型腔铣工序基本子类型，用于粗加工。PLUNGE_MILL：插削加工，用于粗加工。CORNER_ROUGH：拐角粗加工，可使用较小尺寸的刀具加工前一工序中因刀具尺寸较大而在拐角处留下的材料。REST_MILL
3、ING：残料加工，用于切削粗加工中未切削到的材料，其用法与拐角粗加工相同。,4.3 创建型腔铣工序步骤,创建型腔铣工序的步骤如图4-6所示，内容包括创建/编辑父节点、创建工序(选择工序子类型和指定父节点)以及设置工序参数。,图 4-6,【练习4.1】 创建型腔铣工序，体会易学、易用的特点。本练习可参考视频文件x:nxcam_videocavitycavity_milling_1_v.exe或按以下步骤完成。(1) 打开零件：Openx:nxcam_partscavitycavity_milling_1.prt。(2) 运行加工模块：StartManufacturing。(3) 创建加工几何：
4、在工序导航器工具条中，单击几何按钮，切换到几何视图，如图4-7所示。,图 4-7, 双击MCS_MILL，定义MCS与WCS重合，如图4-8所示。 在MCS对话框中，安全设置选为平面，指定ZC=10的平面为安全平面，如图4-8所示，单击确定。 双击WORKPIECE，打开如图4-9所示的铣削几何定义对话框，单击 ，指定如图4-8所示的零件模型作为部件；单击 ，选择自动块指定毛坯；单击 选择零件材料，单击确定结束加工几何定义。,图 4-8 图 49,(4) 创建刀具：创建B16R0.8立铣刀，具体过程请参考加工创建一章中的相关内容。(5) 创建型腔铣操作：单击 ，打开创建工序对话框，选择如图4-
5、10所示的工序子类型和父节点，单击确定打开如图4-11所示的工序对话框。(6) 设置工序参数：设置如图4-11所示的工序参数，其它参数使用默认值。,图 4-10 图 411,(7) 设置切削参数：单击 ，设置如图4-12所示的余量，其余参数使用默认值，单击确认。图 4-12,(8) 设置非切削运动参数：单击，设置如图4-13所示的非切削运动参数，单击确定。图 4-13,(9) 刀轨生成及验证： 单击 ，生成如图4-14所示的刀轨，单击确定。 单击 验证刀轨，单击比较按钮 ，显示如图4-15所示的加工结果。 单击 ，保存工序。,图 4-14 图 4-15,4.4 切削范围及其定义,型腔铣刀轨为水
6、平层状，通过切削范围和切削层厚度定义。在型腔铣工序对话框中，单击 (Cut Levels)，系统自动根据零件几何和毛坯几何产生一个或多个使用较大的直角三角形符号表示的切削范围，总的切削范围为零件或毛坯几何上的最高点到最低点，每一范围内使用较小的三角形符号表示每一切削层。例如，在图4-16中，系统自动定义了3个切削范围，且默认的每个切削范围内的切削层厚度相等。,型腔铣必须有一个或一个以上的切削范围。在实际应用中，可根据被加工零件的特点，按需要定义切削范围，并且在每一个切削范围内使用不同的切削层厚度，以使被加工零件的余量较为均匀，以便于后续加工。理论上，每一切削范围内的切削层厚度应这样确定：被加工
7、区域越陡峭，切削层厚度就越大(当然还必须考虑切削条件的限制)，反之，被加工表面越平坦，切削层厚度就越小。这样才能保证零件被加工后的余量比较均匀。然而，实际上，在加工时经常设置所有的切削层厚度相等，且厚度值较小，这样也能获得比较均匀的加工余量。在型腔铣工序对话框中，单击 ，打开如图4-17所示的切削层的参数设置对话框。,图 4-16 图 4-17,1切削范围类型(Range Type)Auto Generate：自动定义切削范围，系统根据零件和毛坯几何的特点自动划分切削范围，且所有切削范围内的切削层厚度相同。User Defined：用户定义，用户可以根据零件几何等因素自定义切削范围及切削层厚度
8、。Single：只有一个切削范围，且每一切削层厚度相等，其厚度值在最大距离栏中输入。当选择只有一个切削范围时，临界深度顶面切削(Top Off Critical Depths)设置选项出现，若选择此项，可在零件的每一个水平面产生切削层，类似于平面铣中的Top Off Islands参数。,2切削层切削层用于定义切削层厚度，有如图4-17所示的恒定和残留高度两个选项。残留高度是指相邻两刀轨之间残留材料的高度，如图4-18所示。,图4-18 图4-19,3切削范围定义与编辑当前范围(Current Range)：如果只有一个切削范围，它必然是当前范围；如果有多个切削范围，也只有一个是当前范围。当前
9、范围可在如图4-19所示的范围列表框中选择。一个切削范围若成当前范围，则其参数如深度、顶或底以及每层切削厚度都可以编辑，同时该范围也可以被删除。图 4-204测量开始位置(Measured from)测量开始位置是指增加切削范围的参考位置，有顶层、当前范围顶、当前范围底以及WCS原点4个选项。WCS原点是以WCS的原点位置为参考，向下为正，向上为负，如图4-20所示。,图 4-20,Information：通过信息窗口显示切削范围总数以及各切削范围的切削层数量、切削层厚度、各范围的顶和底位置等信息。Display：如果因为刷新导致切削层符号不可见，单击此按钮重新显示。,【练习4.2】 学习切削
10、范围及切削层厚度的定义。本练习可参考视频文件x:nxcam_videocavitycavity_milling_2_v.exe或按以下步骤完成。(1) 打开零件：Openx:nxcam_partscavitycavity_milling_2.prt。(2) 运行加工模块：StartManufacturing。(3) 验证刀轨： 切换到刀具视图，单击 ，打开工序导航器对话框，如图4-21所示。,图 4-21, 双击CAVITY_MILL，打开工序对话框。 单击 验证刀轨，单击比较按钮，显示如图4-22所示的加工结果：余量不均匀。单击“确认”结束验证。(4) 定义切削范围及切削层厚度： 单击 ，系
11、统显示自动定义的切范围，如图4-23所示。,图4-22,图 423, 在范围列表对话框中，单击 删除最底部的切削范围，注意删除时先选定要删除的范围使其成为当前范围(高亮显示)。 在范围列表对话框中，单击 增加新范围，分别选择如图4-24所示的Point1、Point2，增加2个切削范围，并设置如图4-24所示的切削层厚度即局部每刀深度，单击确认，结束切削范围定义。,图4-24,(5) 刀轨生成及验证： 单击 重新生成刀轨。 单击 验证刀轨，单击比较按钮，显示如图4-25所示的加工结果：余量比较均匀。 单击 ，保存操作。,图 4-25,4.5 拐角与残料加工,为了提高加工效率，零件粗加工时通常使
12、用较大尺寸的刀具，但这样会在零件的凹角处留下较多材料，还需要进行二次粗加工以切除这些材料，这也就是通常所说的拐角粗加工或残料加工。拐角或残料加工是指使用较小尺寸的刀具切除粗加工后留在凹角处的余量，从而使工件获得比较均匀的加工余量，以利于后续工序的加工。拐角粗加工或残料加工均可使用如图4-26所示的三种方法之一完成，它们分别是使用3D过程工件法、使用基于层的过程工件法和参考刀具法。,图4-26,13D 过程工件法使用3D过程工件(In Process Workpiece，IPW)法是指使用前一工序加工后剩余的工件即剩余毛坯的3D模型作为当前工序的毛坯，以避免切削已加工过的区域，这种残料加工方法能
13、够最大限度地切除不均匀余量，但刀轨生成的时间较长，同时3D 过程工件法要在连续的Cavity Milling/Zlevel工序中产生和使用。,2使用基于层的过程工件法使用基于层(Use level Based)的过程工件法与使用3D过程工件法相似，只是在指定的切削层上切除未切削材料，生成刀轨速度快，同样基于层的过程工件法只能在连续的Cavity Milling/Zlevel工序中产生和使用。使用基于层的过程工件法时，先在加工首选项中设置启用基于层的IPW选项。,3参考刀具法参考刀具法(Tool Refrence)是指在粗/精加工拐角或残料时，选用一把较小尺寸的刀具，并在切削参数参考刀具选项中选
14、用前一工序中使用的刀具，这样在生成刀轨时，系统会自动计算出使用参考刀具加工时没有切除的材料并把它作为本次加工对象。在实际加工中，参考刀具的尺寸可以选择比前一工序中使用的刀具尺寸稍大一些，以增大切削范围，防止过切。,使用拐角粗加工工序子类型或残料加工工序子类型创建工序时，它们的工序参数设置相同，只是工序参数设置界面略有差异：图4-27和图4-28分别是拐角粗加工和残料加工工序参数设置对话框，其区别在于拐角粗加工工序参数设置对话框中有参考刀具选项，而残料加工工序参数设置对话框中虽没有此选项，但在切削参数对话框中不但有参考刀具方式，还有IPW方式，所以两种工序子类型均可完成拐角粗加工和残料加工。,图
15、4-27 图4-28,【练习4.3】 学习使用3D过程工件法，创建残料加工工序。本练习可参考视频文件x:nxcam_videocavitycavity_milling_3_v.exe或按以下步骤完成。(1) 打开零件：Openx:nxcam_partscavitycavity_milling_3.prt。(2) 运行加工模块：StartManufacturing。(3) 创建加工几何： 在工序导航器工具条中单击几何按钮，切换到几何视图，如图4-29所示。,图 4-29, 双击MCS_MILL，定义MCS与WCS重合，如图4-30所示。图 4-30, 在MCS对话框中，安全设置选为平面，指定ZC
16、=10的平面为安全平面，如图4-30所示，单击确定。 双击WORKPIECE，打开如图4-31所示的加工几何定义对话框，单击 ，指定如图4-30所示的零件模型作为部件；单击 ，选择自动块指定毛坯；单击 选择零件材料，单击确定结束加工几何定义。,图 4-31,(4) 创建刀具：创建B16R0.8立铣刀，具体过程请参考加工创建一章中的相关内容。(5) 创建型腔铣工序：单击 ，打开创建工序对话框，选择如图4-32所示的工序子类型和父节点，单击确定打开工序对话框，设置如图4-33所示的工序参数。,图 4-32 图 4-33,(6) 设置切削参数：单击 ，设置如图4-34、图4-35和图4-36所示的参
17、数，其余使用参数使用默认值，单击确认。图 4-34,图 4-35,图 4-36,(7) 设置非切削运动参数：单击 ，设置如图4-37和图4-38所示的非切削运动参数，单击确定。图 4-37,图 4-38,(8) 刀轨生成及验证： 单击 ，生成如图4-39所示的刀轨，单击确定。 单击 验证刀轨，单击比较按钮，显示如图4-40所示的加工结果：残料较多，需二次粗加工。,图 4-39 图 4-40, 单击，显示过程序工件(IPW)即经过粗加工后的毛坯，如图4-41所示。图4-41,(9) 创建残料加工工序： 创建D6立铣刀，具体过程请参考加工创建一章中的相关内容。 在工序导航器工具条中，单击 切换到刀
18、具视图，单击CAVITY_MILL工序，单击MB3，打开快捷菜单，选择COPY，复制此操作，单击刀具D6，单击MB3，打开快捷菜单，选择paste inside，粘贴此工序，结果如图4-42所示。 双击CAVITY_MILL_COPY操作，打开其对话框，设置如图4-43所示切深参数，单击确定。,图4-42 图4-43, 单击 ，生成如图4-44所示的刀轨，单击确定。 单击 验证刀轨，单击比较按钮，加工结果如图4-45所示，余量比较均匀。 单击 ，保存工序。,图4-44 图4-45,【练习4.4】 学习使用基于层的过程工件法，创建残料加工工序。本练习可参考视频文件x:nxcam_videocav
19、itycavity_milling_4_v.exe或按以下步骤完成.(1) 打开零件：Openx:nxcam_partscavitycavity_milling_4.prt。图 4-46(2) 运行加工模块：StartManufacturing。(3) 创建加工几何： 在工序导航器工具条中，单击几何按钮，切换到几何视图，如图4-46所示。,图 4-46, 双击MCS_MILL，定义MCS与WCS重合，如图4-47所示。 在MCS对话框中，安全设置选为平面，指定ZC=10的平面为安全平面，如图4-47所示，单击确定。 双击WORKPIECE，打开如图4-48所示的加工几何定义对话框，单击 ，指定
20、如图4-47所示的零件模型作为部件；单击 ，选择自动块指定毛坯；单击 ，为零件指定一种材料，单击确定结束加工几何定义。,图 4-47 图 4-48,(4) 创建刀具：创建B16R0.8立铣刀，具体过程请参考加工创建一章中的相关内容。(5) 创建型腔铣工序：单击 ，打开创建工序对话框，选择如图4-49所示的工序子类型和父节点，单击确定，打开工序对话框，设置如图4-50所示的参数。,图 4-49 图 4-50,(6) 设置切削参数：单击 ，设置如图4-51、图4-52和图4-51所示的参数，其余使用参数使用默认值，单击确认。图 4-51,图 4-52,图4-53,(7) 设置非切削运动参数：单击，
21、设置如图4-54和图4-55所示的非切削运动参数，单击确定。,图4-54,图4-55,(8) 刀轨生成及验证 单击 ，生成刀轨。 单击 验证刀轨，单击比较按钮，显示如图4-56所示的加工结果：小拐角有残料，需二次粗加工。,图 4-56,(9) 创建残料加工工序： 创建D5立铣刀，具体过程请参考加工创建一章中的相关内容。 在操作导航器工具条中，单击 切换到刀具视图，单击CAVITY_MILL工序，单击MB3，打开快捷菜单，选择COPY，复制此工序，单击刀具D5，单击MB3，打开快捷菜单，选择paste inside，粘贴此工序，结果如图4-57所示。 双击CAVITY_MILL_COPY操作，打
22、开其对话框，设置如图4-58所示切深参数。,图4-57 图4-58, 单击 ，设置如图4-59所示的参数，其余使用参数使用默认值，单击确认。图4-59, 单击 ，生成如图4-60所示的刀轨，单击确定。 单击 验证刀轨，单击比较按钮 ，加工结果如图4-61所示。 单击 ，保存操作。,图4-60 图4-61,【练习4.5】 学习使用参考刀具法，创建残料加工工序。本练习可参考视频文件x:nxcam_videocavitycavity_milling_5_v.exe或按以下步骤完成.(1) 打开零件：Openx:nxcam_partscavitycavity_milling_5.prt。(2) 运行加
23、工模块：StartManufacturing。(3) 创建加工几何： 在工序导航器工具条中，单击几何按钮，切换到几何视图，如图4-62所示。,图 4-62, 双击MCS_MILL，定义MCS与WCS重合，如图4-63所示。 在MCS对话框中，安全设置选为平面，指定ZC=10的平面为安全平面，单击确定。 双击WORKPIECE，打开加工几何定义对话框，单击 ，指定如图4-63所示的零件模型作为部件；单击 ，选择包容的圆柱体作为毛坯几何；偏置尺寸如图4-64所示；单击 选择零件材料，单击确定结束加工几何定义。,图 4-63 图4-64,(4) 创建刀具：创建B16R0.8和D3立铣刀，具体过程请参
24、考加工创建一章中的相关内容。(5) 创建型腔铣工序：单击 ，打开创建工序对话框，选择如图4-65所示的工序子类型和父节点，单击确定，打开工序对话框，设置如图4-66所示的参数。,图 4-65 图 4-66,(6) 设置切削参数：单击 ，设置如图4-67、图4-68和图4-69所示的参数，其余使用参数使用默认值，单击确认。图4-67,图 4-68,图 4-69,(7) 设置非切削运动参数：单击 ，设置如图4-70和图4-71所示的非切削运动参数，单击确定。图 4-70,图 4-71,(8) 刀轨生成及验证： 单击 ，生成刀轨。 单击 验证刀轨，单击比较按钮，显示如图4-72所示的加工结果：凹槽没
25、有切削到，需进行二次粗加工。,图 4-72,(9) 创建残料加工工序： 在工序导航器工具条中，单击 切换到刀具视图，单击CAVITY_MILL工序，单击MB3，打开快捷菜单，选择COPY，复制此工序，单击刀具D3，单击MB3，打开快捷菜单，选择paste inside，粘贴此工序，结果如图4-73所示。,图4-73, 双击CAVITY_MILL工序，打开其对话框，设置如图4-74所示切深参数，单击确定。 单击 ，设置如图4-75所示的余量参数，其余参数使用默认值，单击确认。,图4-74 图4-75, 单击 ，生成如图4-76所示的刀轨，单击确定。 单击 验证刀轨，单击比较按钮 ，加工结果如图4-77所示。 单击 ，保存工序。,图4-76 图4-77,
