數(shù)字化精密制造工程應(yīng)用 課件 項目5-7 復(fù)雜多軸結(jié)構(gòu)件-變速箱軸承端蓋、葉輪類產(chǎn)品-多級葉輪、復(fù)雜形態(tài)復(fù)合加工類零件-玉米銑刀刀體

《數(shù)字化精密制造工程應(yīng)用》，本書緊密對接制造業(yè)的高端化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢，全面講授數(shù)字化精密制造技術(shù)及其在SurfMill軟件端的應(yīng)用，內(nèi)容包括產(chǎn)品構(gòu)型、工藝路線制定、加工、在線測量等過程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用。項目5

復(fù)雜多軸結(jié)構(gòu)件-變速箱軸承端蓋項目概述工藝分析編程仿真上機加工章節(jié)目錄5.1項目背景介紹5.2工藝分析與編程仿真5.3加工準(zhǔn)備與上機加工5.4項目小結(jié)5.1項目背景介紹5.1.1復(fù)雜多軸結(jié)構(gòu)件1.復(fù)雜多軸結(jié)構(gòu)件介紹結(jié)構(gòu)件是從應(yīng)用的角度定義的工件類別，其可以理解為支撐某種裝置的骨骼，是產(chǎn)品安全的第一道保障，例如機器的底座、電器產(chǎn)品的外殼及內(nèi)部的支架、飛機內(nèi)部的骨架、家具的框架、電子元器件安裝的安裝座等。復(fù)雜多軸結(jié)構(gòu)件是隨著制造技術(shù)的不斷進(jìn)步而衍生出來的結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜、加工精度要求較高、需采用多軸設(shè)備加工的結(jié)構(gòu)件。2.復(fù)雜多軸結(jié)構(gòu)件特點（1）具有一定形狀結(jié)構(gòu)，并能夠承受載荷的作用的構(gòu)件，如支架、框架等。（2）通常具有形位精度高、壁薄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，許多結(jié)構(gòu)件裝在主體結(jié)構(gòu)的節(jié)點上，并與其他構(gòu)件連接形成抗變形的高強度框架。（3）此類產(chǎn)品的整體需求量一般較大。3.行業(yè)發(fā)展近年來，隨著汽車產(chǎn)業(yè)、航空航天產(chǎn)業(yè)、智能夾具產(chǎn)業(yè)等快速發(fā)展，作為產(chǎn)品重要組成部分的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件行業(yè)也取得較快的發(fā)展。關(guān)鍵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件作為相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了良好的機遇。5.1項目背景介紹5.1.2變速箱軸承端蓋應(yīng)用簡介變速箱軸承端蓋主要應(yīng)用于汽車變速箱的軸承支撐和防護(hù)，實際產(chǎn)品多為鑄件。本節(jié)案例的產(chǎn)品為研發(fā)部門的實驗用產(chǎn)品，單此生產(chǎn)為小批量加工（每批次數(shù)量為10套+），不適合采取鑄造方式（單批次數(shù)量不夠，會導(dǎo)致單件鑄造成本過高，且無法滿足實驗快速響應(yīng)需求）。所以，此產(chǎn)品采取五軸精密加工方式進(jìn)行整體化加工，降低單件的生產(chǎn)成本，提升實驗響應(yīng)速度。本節(jié)案例講解變速箱軸承端蓋的加工工藝流程和方法，如圖5-5-1所示。章節(jié)目錄5.1項目背景介紹5.2工藝分析與編程仿真5.3加工準(zhǔn)備與上機加工5.4項目小結(jié)5.2工藝分析與編程仿真5.2.1工藝分析1.特征分析工件尺寸為184.938×188.166×81.2mm，模型較為復(fù)雜，特征多。本案例的加工區(qū)域為產(chǎn)品的所有特征面，如圖5-2-1所示，該產(chǎn)品包含孔、螺紋孔、曲面、油溝槽、加強筋以及平面等多個特征，且存在多個負(fù)角曲面，三軸加工需要進(jìn)行多次裝夾才能加工到位，而且需要準(zhǔn)備多套專用夾具，周期長，且成本高，因此選擇五軸進(jìn)行加工（規(guī)定正面、背面便于區(qū)分）。2.毛坯分析本節(jié)產(chǎn)品為結(jié)構(gòu)件，根據(jù)模型特點選擇使用圓柱粗棒料，如圖5-2-2所示，尺寸規(guī)格為?210mm×81.2mm。3.材料分析加工使用材料為2A12鋁合金，2A12鋁合金為一種高強度硬鋁，可以進(jìn)行熱處理強化，在冷作硬化后可切削性能尚好，抗蝕性不高，用途主要用于制作各種高負(fù)荷的零件和構(gòu)件（但不包括沖壓件鍛件）。5.2工藝分析與編程仿真4.加工要求分析根據(jù)本案例的外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的工藝分析，如圖5-2-3所示。（1）要求基準(zhǔn)圓?142mm的公差為-0.083mm到-0.043mm。（2）側(cè)壁孔?17的公差要求為0mm到+0.027mm。（3）內(nèi)圓?136.30—0.1mm與基準(zhǔn)圓?142-0.043-0.083的徑向跳動公差為0.06mm。（4）內(nèi)圓?120+0.0570mm與基準(zhǔn)圓?142-0.043-0.083的徑向跳動公差為0.051mm。（5）外圓?132±0.025mm與基準(zhǔn)圓?142-0.043-0.083的徑向跳動公差為0.051mm。（6）未注倒角R2-R5,未注倒角1*45°。（7）表面不允許有飛邊毛刺。（8）未注粗糙度按照Ra12.5。5.加工難點分析（1）零件特征復(fù)雜。（2）產(chǎn)品尺寸、形位精度要求較高。（3）根據(jù)需求定加工產(chǎn)量。5.2工藝分析與編程仿真5.2.2編程準(zhǔn)備1.選擇加工方式棒料毛坯尺寸：直徑?220mm，高度87mm，如圖5-2-4a所示。零件特征較為復(fù)雜，通用夾具無法滿足加工需求，故設(shè)計專用夾具進(jìn)行裝夾加工，如圖5-2-4b所示。二夾使用零點快換轉(zhuǎn)接板，配上二夾預(yù)先打的螺紋孔和吊裝孔進(jìn)行鎖緊定位，如圖5-2-5所示。三夾夾具使用專用夾具裝夾，夾具上端面預(yù)留仿形，便于分辨三夾裝夾方向與位置。專用夾具上有預(yù)留的平面，便于確定基準(zhǔn)平面，使用二夾中預(yù)先加工兩個?6定位孔和四個M6螺紋孔用于鎖緊定位，夾具上有預(yù)留平面便于拉平找正，槽子直徑大于工件直徑，避免劃傷夾具體，如圖5-2-6所示。四夾使用專用夾具裝夾，特征基本加工完成。專用夾具底部設(shè)置仿形，底部夾具預(yù)加工螺紋孔，配合上板上的螺釘與進(jìn)行裝夾工件，了預(yù)留孔確定裝夾方向，實現(xiàn)四夾裝夾，如圖5-2-7所示。2.選擇裝夾方式5.2工藝分析與編程仿真3.選擇關(guān)鍵刀具例中?17的孔的公差要求為0mm到+0.027mm，精度要求較高。另外，需要保證加工效率，因此需使用鏜刀進(jìn)行加工。刀具結(jié)構(gòu)如圖5-2-8所示，選擇的刀桿型號為BJ1616-68，其加工范圍為φ16mm-φ21mm。本節(jié)選擇五軸加工方式，選擇北京精雕GR400T五軸高速加工中心，如圖5-2-9所示。4.選擇機床型號5.工步規(guī)劃經(jīng)過分析，本案來料毛坯為2A12的圓柱棒料，加工面為所有特征面，該產(chǎn)品通過四道工序可完成加工，使用三軸機床與五軸機床進(jìn)行加工，具體加工如下：一夾：使用三軸機床JDVT600T，使用四爪卡盤裝夾，進(jìn)行毛坯圓柱面粗加工、半精加工、精加工，具體的加工特征有平面、定位孔、螺紋孔等。二夾：使用JDGR400T五軸機床，使用零點快換轉(zhuǎn)接板裝夾，進(jìn)行整體開粗、正面半精加工、精加工，加工特征有曲面、油溝槽、密封圈、孔、內(nèi)腔、外圓、平面等。三夾：使用JDGR400T五軸機床，使用專用夾具裝夾，進(jìn)行背面半精加工與精加工，具體的加工特征有曲面、外圓、內(nèi)圓、平面等特征。四夾：使用JDGR400T五軸機床，使用專用夾具裝夾，進(jìn)行正面孔半精、精加工。5.2工藝分析與編程仿真6.管控方法分析保證結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量，提高小批量生產(chǎn)的一致性，需要對結(jié)構(gòu)件加工過程進(jìn)行管控。通過具體的管控方案，融入落實到加工流程中，來提高生產(chǎn)加工的效率與質(zhì)量，具體的流程如圖5-2-10所示：（1）加工前1）管控工件位置：工件位置補償。2）管控機床狀態(tài)：采取機床狀態(tài)檢測。3）管控環(huán)境溫度：采用車間溫度監(jiān)測（2）加工中1）管控關(guān)鍵工步：采取工件余量測量。2）管控刀具狀態(tài)：采用刀具磨損檢測。（3）加工后1）管控材料特性：采用時效處理。2）管控關(guān)鍵工步：采取工件余量測量。5.2工藝分析與編程仿真7.管控技術(shù)（1）在機檢測在機檢測技術(shù)是以機床硬件為載體，輔以相應(yīng)的測量工具（硬件包括機床測頭、機床對刀儀等），在工件加工過程中，對工件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集工作，可以用于加工輔助、數(shù)據(jù)分析計算等方面。通過科學(xué)的方案幫助并指導(dǎo)工程人員提高產(chǎn)品良率。該技術(shù)是工藝改進(jìn)的一種測量方式，同時也是過程控制的重要環(huán)節(jié)。加工前，需要人工拉表找正位置花費大量時間；加工中，無法及時預(yù)知刀具和工件狀態(tài)導(dǎo)致工件報廢；加工后，多環(huán)節(jié)流轉(zhuǎn)易造成工件三傷，排隊測量易造成機床停機，以上現(xiàn)象嚴(yán)重影響了加工過程的順暢性和產(chǎn)品良率，造成企業(yè)績效和盈利能力降低。（2）工步設(shè)計在將毛坯加工為成品的過程中，數(shù)控機床除了完成切削加工，還完成一些輔助的工作，如在機測量、刀具壽命管理、安全防呆等。目前，切削加工的NC程序由軟件端自動輸出，輔助NC程序由編程人員在設(shè)備端手工編寫，這就導(dǎo)致了軟件端每輸出一個新的切削NC程序，都需要手工加入輔助NC程序段。軟件提供了工步設(shè)計功能，通過圖形化的方式操作，將輔助指令融入到切削NC程序中，這樣設(shè)備端就無需再修改NC，可直接用于加工；除此之外，工步設(shè)計還提供了邏輯功能，支持測量后補加工，保證加工連續(xù)性，并且在輸出NC時，對整個NC流程進(jìn)行管控，實現(xiàn)了軟件端的防呆，保證加工過程的安全，在軟件端將加工風(fēng)險降到最低。5.2工藝分析與編程仿真5.2.3仿真設(shè)置與編程1.搭建數(shù)字化制造系統(tǒng)（1）導(dǎo)入模型打開JDSoft-SurfMill軟件，新建空白曲面加工文檔。在導(dǎo)航工具條中選擇3D造型模塊，然后選擇“文件－輸入－三維曲線曲面”，在圖層列表中將相應(yīng)的圖層重新命名為“工件”“毛坯”，如圖5-2-11所示。圖層顯示工件，其余顯示關(guān)閉，利用【圖形聚中】命令調(diào)整工裝的圖形位置，如圖5-2-12所示。最終設(shè)置為工裝朝上，X軸方向與Y方向中心聚中、Z軸方向頂部聚中。工件與毛坯利用【變換】菜單下的【圖形翻轉(zhuǎn)】命令和【圖形聚中】命令調(diào)整的圖形位置。使得相對關(guān)系明確，毛坯底部與治具的頂面對齊，毛坯完全包裹工件，如圖5-2-13所示。5.2工藝分析與編程仿真（2）設(shè)置機床選擇機床、機床文件選擇機床輸入文件格式選擇JDG4000T（一夾選擇vt600），如圖5-2-14所示。（3）設(shè)置幾何體在導(dǎo)航工具條中設(shè)置名稱為“正面”，然后根據(jù)圖層“工件”、“毛坯”、“夾具”，依次設(shè)置“工件”、“毛坯”、“夾具”，如圖5-2-15所示。5.2工藝分析與編程仿真（4）創(chuàng)建刀具表根據(jù)工藝分析原理，以相同的方式建立需要用到的刀具，如圖5-2-16所示。（5）設(shè)置安裝幾何體選擇【項目設(shè)置】菜單欄下的【幾何體安裝】指令，在導(dǎo)航工具條中“幾何體”的安裝設(shè)置選擇【幾何體定位坐標(biāo)系】，安裝正面于JDHR400T(P15SHA)機床上，如圖5-2-17所示。（6）完成數(shù)字平臺搭建完成數(shù)字化平臺搭建，如圖5-2-18所示。5.2工藝分析與編程仿真2.編寫數(shù)字化程序（1）第一工序加工1）光面結(jié)合現(xiàn)場可提供盤刀D80，在加工之前需要創(chuàng)建輔助線，畫一個300×220矩形包裹毛坯，如圖5-2-20所示。使用區(qū)域加工命令，選擇D80盤刀進(jìn)行加工，吃刀深度0mm、路徑間距40mm、主軸轉(zhuǎn)速2000rmp、進(jìn)給速度600mm/min。2）槽加工槽的目的是去除材料余量，消除零件后端（三夾加工）的部分內(nèi)應(yīng)力，避開需要后續(xù)加工的螺紋孔與定位孔，以原點為中心畫一個35×35的圓作為加工輔助線，如圖5-2-21所示。5.2工藝分析與編程仿真3）孔加工孔的類型有兩種，一種是螺紋孔，一種是定位孔，需要螺紋與銷軸配合實現(xiàn)二夾夾緊定位，螺紋孔是M5，定位孔是6mm。根據(jù)現(xiàn)場使用的吊裝板型號來確定中心孔與螺紋孔的位置，根據(jù)吊裝板的數(shù)據(jù)值創(chuàng)建螺紋孔與定位孔的輔助線與中心點，如圖5-2-22所示。使用的是鉆孔和輪廓切割命令，以鉆中心孔為例，使用D6中心鉆，吃刀深度0.5mm、主軸轉(zhuǎn)速1200rmp、進(jìn)給速度100mm/min。5.2工藝分析與編程仿真（2）第二工序加工1）編寫開粗程序①頂部、內(nèi)腔開粗通過模型分析，頂部以及內(nèi)腔的區(qū)域開粗使用區(qū)域加工命令，使用D16平底刀，吃刀深度1mm、路徑間距0.5mm、主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進(jìn)給速度2000mm/min，如圖5-2-23所示。②四周開粗選擇“分層區(qū)域粗加工”命令通過五軸定位的方式進(jìn)行開粗，使用D16平底刀，吃刀深度1、路徑間距8mm、主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進(jìn)給速度2000mm/min，如圖5-2-24所示5.2工藝分析與編程仿真③油溝槽觀察模型可知存油溝槽需要使用小刀具開粗，使用分層行且切粗加工命令，選擇D4平底刀加工，設(shè)置路徑間距2mm、吃刀深度0.08mm、主軸轉(zhuǎn)速10000rmp、進(jìn)給速度2000mm/min，如圖5-2-25所示。④孔開粗觀察模型可知存在多處孔，且大小不宜，優(yōu)先使用鉆頭進(jìn)行粗加工，將工件中Ф10的通孔預(yù)先打M6螺紋孔與定位孔用于三夾縮進(jìn)定位。以端面M6螺紋底孔為例，使用鉆孔命令，使用D4.2鉆頭加工，設(shè)置吃刀深度1mm、主軸轉(zhuǎn)速2000rmp、進(jìn)給速度100mm/min，如圖5-2-26所示。其它程序參考當(dāng)前程序進(jìn)行編寫，如圖5-2-27所示。5.2工藝分析與編程仿真2）編寫半精加工程序①封槽結(jié)合圖紙與模型可知槽距端面深度單邊2.85mm，高度5mm，距離上端面高度4.8mm，距離下端面距離3.2mm，現(xiàn)場的槽銑刀底直徑8mm，刀頸直徑4mm，則單邊可加工最大深度為2mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于加工深度3.35mm。為解決這個問題有兩種解決辦法，更換或者修磨刀具，要么改變加工方法，如圖5-2-28所示。如果更換走刀方式則從槽的徑向方向加工，根據(jù)槽寬度選用平底刀D4加工。為保證加工不干涉，刀具最短伸長約35mm，裝刀長徑比8.75:1，裝刀長徑比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過7:1。經(jīng)過思考，我們決定更換裝夾刀柄，改用熱縮刀柄裝夾刀具，以減少裝刀長度，減少裝刀過程的干涉，如圖5-2-29所示。使用五軸曲線加工命令加工，使用D4平底刀進(jìn)行加工，吃刀深度0.08mm、主軸轉(zhuǎn)速10000rmp、進(jìn)給速度1000mm/min，如圖5-2-30所示。5.2工藝分析與編程仿真②Ф128內(nèi)腔加工內(nèi)腔加工使用的命令是輪廓切割，使用D16平底刀，吃刀深度3mm、主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進(jìn)給速度2000mm/min，如圖5-2-32所示。③Ф17孔鏜削加工Ф17孔的精度較高且深度深，在加工過程中易產(chǎn)生變形，精度難以保證，使用鏜刀加工可避免這個情況發(fā)生。鏜Ф17孔所使用的命令是鉆孔命令，使用D16鏜刀進(jìn)行加工，吃刀深度主軸轉(zhuǎn)速1000rmp、進(jìn)給速度25mm/min，如圖5-2-33所示。5.2工藝分析與編程仿真④油溝槽油溝槽位于正面端面上，最小曲率半徑是2，且無負(fù)角，可使用傳統(tǒng)的三軸命令加工。由于距離表面有一定的高度，為減少刀具裝夾強度，提高刀具剛性，依然使用熱縮刀柄進(jìn)行加工。使用曲面精加工命令，使用R2的球刀進(jìn)行加工，路徑間距0.15mm、主軸轉(zhuǎn)速12000rmp、進(jìn)給速度600mm/min，如圖5-2-34所示。⑤孔加工觀察模型可知，模型上空的位置相對比較多，在進(jìn)行螺紋孔加工之前需要加工螺紋底孔，加工底孔程序不再贅述，這里重點講解螺紋加工。以M18螺紋孔為例，使用銑螺紋命令，選用M11.9螺紋銑刀，主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進(jìn)給速度1000mm/min，如圖5-2-35所示。5.2工藝分析與編程仿真⑥Ф5進(jìn)油口通過分析模型以及圖紙，加工進(jìn)油口的深度較深，但是精度要求不高。使用鉆孔命令，使用D4.2鉆頭進(jìn)行加工，吃刀深度0、路徑間距40、主軸轉(zhuǎn)速2000、進(jìn)給速度600，如圖5-2-36所示。注意事項：使用鉆頭加工孔之前需要先引孔來提高精度，然后再進(jìn)行進(jìn)油口的鉆銑加工。5.2工藝分析與編程仿真3）編寫精加工程序①內(nèi)腔觀察圖形可知，工件內(nèi)腔直徑為Ф128mm，高度是67.3mm，存在曲面，曲面的最小曲率為4，如果使用傳統(tǒng)的三軸命令定軸加工內(nèi)腔，最大加工刀具為Ф4的球頭刀最短伸長63.7mm，暫不考慮刀具總長因素，裝刀長徑比8.3：1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了極限長徑比7:1，刀具裝夾過長，刀具的剛性非常差，同時也會影響刀具壽命以及加工質(zhì)量，因此需要配合熱縮刀柄使用五軸聯(lián)動命令來加工內(nèi)腔。五軸加工中刀軸方向很重要，選用曲面投影命令可以實現(xiàn)控制刀軸實現(xiàn)加工。使用一般的三軸加工命令之前需要做輔助線，而使用曲面投影命令之前需要做導(dǎo)動面，導(dǎo)動面是一個常見的加工區(qū)域元素。是用來控制刀軸方向，用來輔助生成刀具路徑的面。下面為導(dǎo)動面的制作流程：第一步，根據(jù)內(nèi)腔提取輔助線（內(nèi)腔流線），如圖5-2-37所示。第二步，使用曲線組合命令組合該曲線，曲線延伸命令延伸曲線，然后使用轉(zhuǎn)為樣條曲線命令將曲線轉(zhuǎn)變?yōu)闃訔l曲線，如圖5-2-38所示。5.2工藝分析與編程仿真第三步，使用旋轉(zhuǎn)命旋轉(zhuǎn)樣條曲線，得到了導(dǎo)動面，具體操作如圖5-2-39所示。得到了導(dǎo)動面之后就可以進(jìn)行程序編制了，使用曲面投影命令，選擇R3球頭刀進(jìn)行加工，設(shè)置路徑間距0.15mm、主軸轉(zhuǎn)速10000rmp、進(jìn)給速度2000mm/min，如圖5-2-40所示。注意事項：第一條，內(nèi)腔精加工路徑使用梧州聯(lián)動命令加工，半精加工依然采用區(qū)域加工去除余量。第二條，注意刀軸的控制方式與控制點，避免加工過程中無干涉無碰撞。第三條，使用熱縮刀柄需要結(jié)合現(xiàn)場型號進(jìn)行確定，確保型號統(tǒng)一。第四條，在計算完成之后會有最小裝夾長度計算，調(diào)整裝刀長度可提高剛性。5.2工藝分析與編程仿真②紋孔加工在進(jìn)行螺紋孔加工之前需要加工螺紋底孔，加工底孔程序不再贅述，本節(jié)重點講解螺紋加工。以M18螺紋孔為例，使用銑螺紋命令，使用M11.9螺紋銑刀，主軸轉(zhuǎn)速8000，進(jìn)給速度1000，如圖5-2-41所示。③定位孔加工定位孔的加工程序，請參考其它孔的加工程序。④油溝槽精加工油溝槽位于正面端面上，最小曲率半徑是2，且無負(fù)角，可使用傳統(tǒng)的三軸命令加工，但由于距離表面有一定的高度，為減少刀具裝夾強度，提高刀具剛性，使用熱縮刀柄進(jìn)行加工。使用曲面精加工命令，選擇R2的球刀進(jìn)行加工，設(shè)置路徑間距0.04mm、主軸轉(zhuǎn)速2000rmp、進(jìn)給速度600mm/min。其工藝參數(shù)設(shè)置和加工結(jié)果，如圖5-2-42所示。5.2工藝分析與編程仿真（3）第三工序加工三序加工，在GR400T型號的機床上加工，使用專用夾具進(jìn)行裝夾，進(jìn)行粗加工、半精加工以及精加工，主要加工特征分為曲面、平面、內(nèi)腔等特征，以下系統(tǒng)講解。1）編寫開粗程序工件背面部分開粗工作已經(jīng)在二夾中完成，只需要對內(nèi)腔以及外圓進(jìn)行開粗即可。內(nèi)腔開粗使用的命令是區(qū)域加工和輪廓切割命令，使用的是平底刀10吃刀深度1mm、路徑間距0.5mm、主軸轉(zhuǎn)速8000rmp、進(jìn)給速度2000mm/min，結(jié)果如圖5-2-43所示。其余加工部分，如銑上表面、銑外圓輪廓、銑內(nèi)圓輪廓等參考銑上表面程序，此處不再贅述。其它特征的加工路徑，如圖5-2-44所示。5.2工藝分析與編程仿真2）編寫半精程序三夾半精加工特征為其余所有特征，具體分為各個曲面輪廓、外圓、輪廓等。①曲面半精加工由于加工的曲面沿著工件轉(zhuǎn)一圈，使用五軸聯(lián)動加工方法要求刀具伸出長度長，加工周期長，加工效率低，因此我們使用五軸定位的加工方式加工曲面。在加工曲面之前需要提取各個面的輔助線，加工輔助線使用曲面邊界線提取，如圖5-2-45所示。新建坐標(biāo)系，z軸正方向繞著XOY平面向上偏移度數(shù)即可，新建的坐標(biāo)系需要根據(jù)加工路徑進(jìn)行調(diào)整，如圖5-2-46所示。使用曲面精加工命令，使用R4球頭刀進(jìn)行加工，設(shè)置路徑間距0.5mm、主軸轉(zhuǎn)速12000rmp、進(jìn)給速度4000mm/min，結(jié)果如圖5-2-47所示。5.2工藝分析與編程仿真其它特征的加工程序，參考本程序編寫，如圖5-2-48所示。②銑外圓、內(nèi)腔、平面銑外圓、內(nèi)腔、平面等特征的加工程序，參考其它特征的加工程序，仿真結(jié)果如圖5-2-49所示。5.2工藝分析與編程仿真3）編寫精加工程序①曲面精加工曲面精加工程序，參考半精加工程序，結(jié)果如圖5-2-50所示。②曲面清根由于加工的曲面曲率小，需要對曲面的根部進(jìn)行清根處理，加工前提取輔助線，仿真結(jié)果如圖5-2-51所示。使用曲面精加工命令，角度分區(qū)走刀方式，使用R2球頭刀進(jìn)行加工，設(shè)置路徑間距0.05、主軸轉(zhuǎn)速15000、進(jìn)給速度2000，分別編寫加工程序，結(jié)果如圖5-2-52所示。5.2工藝分析與編程仿真（4）第四工序加工二序加工，在GR400T型號的機床上加工，使用專用的夾具吊裝，加工用于三夾加緊與定位的孔，如圖5-2-53所示。有六個孔需要加工，且尺寸均為10.5，在二夾中加工的螺紋孔一定位孔皆去除一定的余量，因此只需要進(jìn)行半精加工與側(cè)加工即可。加工之前使用曲面邊界先命令提取輪廓線，使用D6平底刀進(jìn)行加工，設(shè)置吃刀深度、主軸轉(zhuǎn)速13000、進(jìn)給速度1000，結(jié)果如圖5-2-54所示。在進(jìn)行孔加工之前使用工件位置補償來確定工件的中心角度偏差，利用自定義法測量補點，結(jié)果如圖5-2-55所示。5.2工藝分析與編程仿真3.仿真驗證（1）線框模擬在加工環(huán)境下，點擊菜單【項目向?qū)А?【線框模擬】，導(dǎo)航工作條進(jìn)入實體模擬引導(dǎo)。點擊【選擇路徑】按鈕，彈出【選擇路徑】對話框，選擇要進(jìn)行線框模擬的路徑，點擊【確定】返回。單擊【開始】，軟件開始以線框方式顯示模擬路徑加工過程，如圖5-2-56所示。（2）實體模擬在加工環(huán)境下，點擊菜單欄中【項目向?qū)А?【實體模擬】，導(dǎo)航工作條進(jìn)入實體模擬引導(dǎo)。點擊【選擇路徑】按鈕，彈出【選擇路徑】對話框，將編輯好的路徑全部選擇，單擊【開始】，軟件開始通過模擬刀具切削材料的方式模擬加工過程。過程中編程人員檢查路徑是否合理，是否存在安全隱患，如圖5-2-57所示。5.2工藝分析與編程仿真（3）過切檢查在加工環(huán)境下，選擇需要模擬的路徑，點擊菜單【項目向?qū)А?【過切檢查】，在導(dǎo)航工作條中點選【檢查模型】-【幾何體】-【正面】-【開始檢查】，檢查路徑是否存在過切現(xiàn)象，并彈出檢查結(jié)果對話框，如圖5-2-58所示。（4）碰撞檢查與過切檢查操作類似，在加工環(huán)境下，點擊菜單【項目向?qū)А?【碰撞檢查】，在導(dǎo)航工作條中選擇加工路徑、加工模型等。檢查刀具、刀柄等在加工過程中是否與檢查模型發(fā)生碰撞，保證加工過程的安全，并在彈出的檢查結(jié)果中給出不發(fā)生碰撞的最短夾刀長度，最優(yōu)化備刀。（5）機床模擬在加工環(huán)境下，選擇需要模擬的路徑，點擊菜單【項目向?qū)А?【機床模擬】，在【模擬控制】菜單中點擊開始，進(jìn)入機床模擬狀態(tài)，檢查機床各部件與工件夾具之間是否存在干涉和各個運動軸是否有超程現(xiàn)象。當(dāng)路徑過切檢查、碰撞檢查和機床仿真都完成并正確時，導(dǎo)航工作條中的路徑安全狀態(tài)顯示為綠色，如圖5-2-59所示。5.2工藝分析與編程仿真（6）輸出路徑加工環(huán)境下，選擇【輸出路徑】命令，檢查需輸出的路徑?jīng)]有疏漏，輸出格式選擇JD650NC（AsEng650）格式，選擇輸出文件的名稱和地址，輸出所有路徑，如圖5-2-60所示。（7）輸出程序單加工環(huán)境下，選擇【路徑打印】命令，選擇所有加工路徑，選擇程序單以及豎向模式，輸出程序單文件，如圖5-2-61所示。章節(jié)目錄5.1項目背景介紹5.2工藝分析與編程仿真5.3加工準(zhǔn)備與上機加工5.4項目小結(jié)5.3加工準(zhǔn)備與上機加工5.3.1加工準(zhǔn)備1.毛坯準(zhǔn)備首先，對照工藝單，檢查毛坯材料是否為2A12鋁合金，如圖5-3-1所示。其次，檢查毛坯尺寸是否與軟件中所設(shè)理論模型尺寸一致。最后，檢查毛坯外形與熱處理情況，判斷是否影響后續(xù)加工。2.夾具準(zhǔn)備將四爪卡盤安裝在三軸機床JDVT600T型號的機床上，如圖5-3-2所示。將零點快換安裝至五軸機床GR400上，如圖5-3-3所示。做出與鉗口相對于的專用夾具用于工件的三夾，將安裝至五軸機床GR400上，如圖5-3-4所示。5.3加工準(zhǔn)備與上機加工3.機床準(zhǔn)備（1）檢查切削液濃度使用折光儀檢測切削液濃度是否在5%—8%之間，折光儀如圖5-3-5所示。（2）檢查箱液位觀察液位計示數(shù)，一般保證液位處于7~8格之間即可，液位計如圖5-3-6所示。（3）檢查排屑器濾網(wǎng)觀察刮板排屑器濾網(wǎng)是否發(fā)生堵塞，如若發(fā)生堵塞，需進(jìn)行清理或更換，排屑器濾網(wǎng)如圖5-3-7所示。5.3加工準(zhǔn)備與上機加工（4）檢查制冷機液位觀察主軸制冷機液位計，確保液位處于70~80之間即可，主軸制冷機液位如圖5-3-8所示。（5）檢查潤滑油箱液位觀察潤滑泵油箱液位計，保證液位處于7~8格即可，潤滑泵油箱液位如圖5-3-9所示。（6）檢查集屑車清理集屑車內(nèi)廢屑，確保集屑車有足夠的空間放置后續(xù)加工產(chǎn)生的廢屑；保證集屑車內(nèi)廢屑與加工材料一致，集屑車如圖5-3-10所示。（7）檢查機床工作臺檢查機床加工區(qū)域內(nèi)是否存留廢屑，保證在加工前機床加工區(qū)域的干凈整潔。5.3加工準(zhǔn)備與上機加工4.刀具準(zhǔn)備根據(jù)刀具表所示準(zhǔn)備刀具，如圖5-3-11所示為二夾所使用的刀具與刀柄。裝刀前檢查刀具是否滿足加工要求，檢查刀柄是否滿足要求，然后進(jìn)行裝刀，部分發(fā)票局使用的熱縮刀柄裝夾，如圖5-3-12所示。5.環(huán)境準(zhǔn)備通過中央空調(diào)調(diào)節(jié)車間溫度，使車間溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。5.3加工準(zhǔn)備與上機加工5.3.2上機加工1.加工前準(zhǔn)備（1）開啟機床機床上電，開啟JD50數(shù)控系統(tǒng)，依次開啟正壓吹氣、照明、刀庫回零、機械臂回零、主軸定向、回ALL參考點、油霧分離。（2）標(biāo)定激光對刀儀與接觸式對刀儀將標(biāo)準(zhǔn)刀安裝至主軸端面處，控制標(biāo)準(zhǔn)刀的刀跳為0.002mm以內(nèi)，調(diào)用激光對刀儀標(biāo)定程序進(jìn)行標(biāo)定，調(diào)用激光對刀儀測量程序?qū)?biāo)準(zhǔn)刀進(jìn)行復(fù)測，使用標(biāo)準(zhǔn)刀標(biāo)定接觸式對刀儀，保證激光對刀儀與接觸式對刀儀的基準(zhǔn)統(tǒng)一。（3）確定初始工件加工坐標(biāo)系根據(jù)軟件端設(shè)置的加工坐標(biāo)系，在機床端確定工件加工坐標(biāo)系，為確保加工程序空運行，可適當(dāng)將加工坐標(biāo)系Z坐標(biāo)加大。5.3加工準(zhǔn)備與上機加工（4）測頭標(biāo)定及校驗軸心1）測頭安裝將測頭安裝在主軸端面處，將測頭跳動控制在0.002mm以內(nèi)，使用激光對刀儀對測頭刀長，修改測頭刀長限制。2）標(biāo)定前暖機由于測頭標(biāo)定過程中機床運動會引起機床各個軸的熱伸長，會造成標(biāo)定結(jié)果不準(zhǔn)確，造成測頭測量不準(zhǔn)確，因此需要在測頭標(biāo)定之前，進(jìn)行暖機；由于測頭不能打轉(zhuǎn)速，所以在暖機過程中，主軸不能有轉(zhuǎn)速。將加工刀具安裝在主軸端面處，采用加工程序，將轉(zhuǎn)速設(shè)為0，進(jìn)行2個小時左右暖機。3）標(biāo)定測頭將標(biāo)準(zhǔn)球安裝在工作轉(zhuǎn)臺上，并使用酒精無塵布擦拭標(biāo)準(zhǔn)球與測頭紅寶石，修改宏程序參數(shù)，運行標(biāo)定程序。4）校驗軸心調(diào)用找軸心程序，根據(jù)提示完成校驗軸心操作，對比軸心坐標(biāo)的當(dāng)前值與實際值，若四個坐標(biāo)中任意一個坐標(biāo)的差值超出0.005mm，則需進(jìn)行參數(shù)更新，反之則無需進(jìn)行參數(shù)更新，拆除標(biāo)準(zhǔn)球。5.3加工準(zhǔn)備與上機加工（5）裝刀及刀跳管控對照工藝單將刀具裝在刀庫對應(yīng)刀號上，使用激光對刀儀完成所有刀具對刀工作。使用千分表（或激光對刀儀）檢查半精加工和精加工刀具的跳動，刀跳控制在0.002mm以內(nèi)，若刀跳不合格，則需將刀具退回刀具坊重新裝夾，重復(fù)上述過程。（6）安裝夾具與毛坯清潔工作臺表面與工裝治具表面，將零點快換安裝在轉(zhuǎn)臺軸心位置，誤差控制在0.1mm以內(nèi)，使用千分表通過轉(zhuǎn)動C軸，將夾具X、Y拉正。對照工藝單安裝毛坯。（7）程序暖機使用加工程序進(jìn)行暖機半小時以上（參數(shù)采用加工時參數(shù)）。（8）校驗加工坐標(biāo)系根據(jù)工件外形特征調(diào)用對應(yīng)分中程序，使用測頭重新分中。（9）校驗刀長使用激光對刀儀將所有刀長重新校驗一遍，消除由于主軸熱伸長引起的刀長誤差。5.3加工準(zhǔn)備與上機加工2.調(diào)入程序?qū)⒊绦蜉敵觯缓笙掳l(fā)至機床端，在機床端打開。程序打開完成后，首先檢查刀具編號、刀長補償編號和加工坐標(biāo)系等參數(shù)，然后點擊【CF7編譯】對程序進(jìn)行編譯。檢查程序中是否存在錯誤。在視圖中觀察編輯程序的加工路徑是否正確，如圖5-3-13所示。3.試切及自動運行確認(rèn)無誤后點擊程序運行、選擇停止、手輪試切、程序啟動。關(guān)閉自動冷卻功能，用手輪控制進(jìn)行加工。觀察剩余量坐標(biāo)值，與實際情況一致后打開自動冷卻，關(guān)閉手輪試切，程控加工。當(dāng)每把刀首次使用時打開手輪試切功能，判斷走刀路徑是否與程序走刀一致，無誤后關(guān)閉手輪試切，機床程控加工，在加工過程中可通過判斷刀具切削聲音以及振動情況使用主軸轉(zhuǎn)速旋鈕和進(jìn)給速度旋鈕調(diào)整加工的部分參數(shù)。加工完成之后使用氣槍將工件清潔干凈，調(diào)出測量程序，運行測量程序，得到測量結(jié)果。若測量結(jié)果合格，則直接可以下機，若測量結(jié)果不合格，則需視情況進(jìn)行處理。章節(jié)目錄5.1項目背景介紹5.2工藝分析與編程仿真5.3加工準(zhǔn)備與上機加工5.4項目小結(jié)5.4項目小結(jié)項目小結(jié)：1.本小節(jié)講述了結(jié)構(gòu)件的工藝思路和加工方法。2.經(jīng)過本節(jié)學(xué)習(xí)，應(yīng)能夠根據(jù)零件特點選擇設(shè)計合適的夾具，并且安排合適加工工藝，選擇合適的加工方法與走刀方式。3.簡單的五軸加工方法在日常加工中最常用，此處需要熟練掌握其使用方法，明確加工方法中各參數(shù)的具體含義。課后習(xí)題1．思考題（1）本文中五軸加工的優(yōu)勢有哪些？（2）本案例中使用了是什么方法消除材料內(nèi)應(yīng)力？（3）為什么需要對加工過程進(jìn)行管控？（4）切削液對加工的影響有哪些？課后習(xí)題2.單項選擇題（1）本案例中一共有（）次裝夾？A.1

B.2

C.3

D.4（2）本案例中使用加工φ17孔使用的是（）方法A.銑削

B.鏜削

C.鉆削

D.磨削（3）本案例中鏜刀加工φ17孔中，（）通過調(diào)節(jié)的鏜刀方式將孔到位。A.能

B.不能（4）本案例中，在二夾中，刀軸控制方式是（）。A.曲面法向B.指向曲線C.指向點D.固定方向（5）本案例中，在二夾中，加工內(nèi)腔刀軸控制方式是（）。A.曲面法向B.指向曲線C.指向點D.固定方（6）本案例中，在四夾中，加工的特征有（）。A.平面

B.曲面

C.螺紋孔D.孔課后習(xí)題3.判斷圖（1）由于GR400T機床加工精度高，因此可以不需要檢測。（）（2）在四夾的時候，加工前不需要進(jìn)行工件位置補償。

（）（3）由于四夾夾具是專用夾具，因此可以不使用工件位置補償。

（）（4）機床模擬功能不能模擬測量路徑。

（）（5）首次運行測量路徑時，不需要進(jìn)行手輪試切。

（）感謝聆聽！項目概述工藝分析編程仿真上機加工《數(shù)字化精密制造工程應(yīng)用》，本書緊密對接制造業(yè)的高端化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢，全面講授數(shù)字化精密制造技術(shù)及其在SurfMill軟件端的應(yīng)用，內(nèi)容包括產(chǎn)品構(gòu)型、工藝路線制定、加工、在線測量等過程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用。《數(shù)字化精密制造工程應(yīng)用》，本書緊密對接制造業(yè)的高端化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢，全面講授數(shù)字化精密制造技術(shù)及其在SurfMill軟件端的應(yīng)用，內(nèi)容包括產(chǎn)品構(gòu)型、工藝路線制定、加工、在線測量等過程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用。項目6葉輪類產(chǎn)品-多級葉輪項目概述工藝分析編程仿真上機加工章節(jié)目錄6.1項目背景介紹6.2工藝分析與編程仿真6.3加工準(zhǔn)備與上機加工6.4項目小結(jié)6.1項目背景介紹6.1.1葉輪產(chǎn)品1.葉輪介紹葉輪又稱工作輪，離心式壓縮機中唯一對氣體做功元件，而且是高速旋轉(zhuǎn)元件，轉(zhuǎn)子上的最主要部件。2.多級葉輪特點（1）多級葉輪制造質(zhì)量要求高，并且要求多級葉輪的使用壽命要長。（2）多級葉輪強度要求高。（3）多級葉輪制造加工難度高，精度也不容易保證。3.行業(yè)發(fā)展葉輪機械在國民經(jīng)濟尤其是整個重工業(yè)體系中占有十分重要的地位。其中燃?xì)廨啓C已廣泛用來作為航空、電站、艦船、導(dǎo)彈、坦克、重載機車等高端領(lǐng)域的核心動力以及冶金、勘探、化工、土木等一般工業(yè)領(lǐng)域的主要或輔助動力。6.1.2多級葉輪應(yīng)用簡介多級葉輪主要用于離心泵中，是唯一對氣體做功元件，而且是高速旋轉(zhuǎn)元件，轉(zhuǎn)子上的最主要部件。本節(jié)案例講解多級葉輪的工藝流程。章節(jié)目錄6.1項目背景介紹6.2工藝分析與編程仿真6.3加工準(zhǔn)備與上機加工6.4項目小結(jié)6.2工藝分析與編程仿真6.2.1工藝分析1.特征分析本節(jié)案例葉片分九級，共426個，整體尺寸φ200×168mm，要求高速工作時動平衡好，葉輪使用壽命高，如圖6-2-1所示。2.毛坯分析毛坯為車削的精毛坯，尺寸規(guī)格為φ200×168mm，如圖6-2-3所示。3.材料分析加工使用材料為7075鋁合金。4.加工要求分析根據(jù)本案例的外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的工藝分析。5.加工難點分析（1）葉輪加工效果，葉片易變形，表面效果差。（2）刀具的切削剛性差。6.2工藝分析與編程仿真6.2.2編程準(zhǔn)備1.選擇加工方式選擇采用五軸聯(lián)動的方式進(jìn)行加工，如圖6-2-5所示。本節(jié)案例中所選擇毛坯為φ200×168mm的精坯，除葉片特征外，其余特征均加工到位。選擇中心孔作為XY方向的分中基準(zhǔn)，中心孔底部為Z向基準(zhǔn)，采用螺釘壓的方式進(jìn)行裝夾，如圖6-2-6所示。2.選擇裝夾方式3.選擇關(guān)鍵刀具刀具結(jié)構(gòu)如圖6-2-8所示，用刀刃鋒利、摩擦系數(shù)低、剛性好的短刃錐球刀。4.選擇機床型號北京精雕JDGR200T五軸高速加工中心。6.2工藝分析與編程仿真5.工步規(guī)劃經(jīng)過分析，多級葉輪的葉片曲面為自由曲面，故采用點銑的加工方式進(jìn)行切削，采用兩側(cè)交錯分層銑削加工方式，通過左右交錯加工，提高銑削過程中薄壁葉片的支撐剛性，另外，按照逐層開粗、逐層精加工的方法進(jìn)行銑削，不能采用整體開粗留余再進(jìn)行精加工的方法，保持葉片剛性。其加工路線如圖6-2-9所示。6.管控方法分析保證結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量，提高小批量生產(chǎn)的一致性，需要對結(jié)構(gòu)件加工過程進(jìn)行管控，具體流程如圖6-2-10所示：（1）加工前（2）加工中（3）加工后7.管控技術(shù)（1）在機檢測（2）工步設(shè)計6.2工藝分析與編程仿真6.2.3仿真設(shè)置與編程1.搭建數(shù)字化制造系統(tǒng)（1）導(dǎo)入模型打開JDSoft-SurfMill軟件，新建空白曲面加工文檔。在導(dǎo)航工具條中選擇3D造型模塊，然后選擇“文件－輸入－三維曲線曲面”，分別導(dǎo)入模型、毛坯、夾具，如圖6-2-11所示。（2）設(shè)置機床選擇機床、機床文件選擇機床輸入文件格式選擇JDGR200T。（3）設(shè)置幾何體在導(dǎo)航工具條中設(shè)置名稱為“正面”，然后根據(jù)圖層“工件”、“毛坯”、“夾具”，依次設(shè)置“工件”、“毛坯”、“夾具”。（4）創(chuàng)建刀具表根據(jù)工藝分析原理，以相同的方式建立需要用到的刀具。（5）設(shè)置安裝幾何體選擇【項目設(shè)置】菜單欄下的【幾何體安裝】指令，在導(dǎo)航工具條中“幾何體”的安裝設(shè)置選擇【幾何體定位坐標(biāo)系】，安裝正面于JDGR200T（P15SHA）機床上。6.2工藝分析與編程仿真2.編寫數(shù)字化程序根據(jù)工藝方案，將葉片分成8層進(jìn)行加工，并且每層開粗完成后直接進(jìn)行半精加工和精加工。（1）編寫第一級葉片加工程序1）編寫第一層程序開粗選擇“五軸曲線”命令進(jìn)行加工，切削刀具為平底刀φ8，加工余量為1mm，吃刀深度為1mm，主軸轉(zhuǎn)速為16000rpm，進(jìn)給速度6000mm/min，開粗刀路如圖6-2-16所示。注：葉片曲面的曲率變換幅度不大，采用五軸曲線調(diào)整刀軸變換較為方便。6.2工藝分析與編程仿真半精選擇“多軸側(cè)銑”命令進(jìn)行加工，切削刀具為平底刀φ8，加工余量為0.2mm，吃刀深度為一層，主軸轉(zhuǎn)速為14000rpm，進(jìn)給速度2000mm/min。精加工需將半精刀路復(fù)制，將余量修改為0mm即可。半精與精加工刀路如圖6-2-17所示。由于葉片較薄，剛性不足，若半精和精加工采用分層進(jìn)行加工，則加工效率低下以及葉片表面效果無法保證，使用多軸側(cè)銑命令可以更好的實現(xiàn)一刀流加工，保證加工效果。第二層、第三層及第四層刀路依次復(fù)制第一層刀路，修改加工深度即可。6.2工藝分析與編程仿真2）編寫第五層程序開粗選擇“五軸曲線”命令進(jìn)行加工，切削刀具為錐度平底刀φ10-6°-4，加工余量為1mm，吃刀深度為0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速為16000rpm，進(jìn)給速度6000mm/min，開粗刀路如圖6-2-18所示。半精選擇“多軸側(cè)銑”命令進(jìn)行加工，切削刀具為錐度平底刀φ10-6°-4，加工余量為0.2mm，吃刀深度為一層，主軸轉(zhuǎn)速為14000rpm，進(jìn)給速度2000mm/min。精加工需將半精刀路復(fù)制，將余量修改為0mm即可。半精與精加工刀路如圖6-2-19所示。第六層與第七層刀路依次復(fù)制第五層刀路，修改加工深度即可6.2工藝分析與編程仿真3）編寫底層程序開粗選擇“五軸曲線”命令進(jìn)行加工，切削刀具為錐度平底刀φ10-6°-4，加工余量為1mm，吃刀深度為0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速為16000rpm，進(jìn)給速度6000mm/min，開粗刀路如圖6-1-20所示。精加工選擇“曲面投影”命令進(jìn)行加工，切削刀具為錐度球頭刀刀φ12-8°-R3，加工余量為0mm，吃刀深度為一層，主軸轉(zhuǎn)速為14000rpm，進(jìn)給速度2000mm/min，加工刀路如圖6-1-21所示。（2）編寫其他級的葉片程序第二級至第九級葉片加工程序編寫方式一致，復(fù)制第一級葉片加工程序，修改參數(shù)即可。6.2工藝分析與編程仿真3.仿真驗證（1）線框模擬（2）實體模擬加工環(huán)境，點擊【項目向?qū)А?【實體模擬】進(jìn)入實體模擬引導(dǎo)。點擊【選擇路徑】按鈕，選擇路徑。（3）過切檢查檢查路徑是否存在過切現(xiàn)象。（4）碰撞檢查檢查刀具、刀柄等在加工過程中是否與檢查模型發(fā)生碰撞，保證加工過程的安全。（5）機床模擬檢查機床各部件與工件夾具之間是否存在干涉和各個運動軸是否有超程現(xiàn)象。（6）輸出路徑選擇【輸出路徑】命令，輸出格式選擇JD650NC（AsEng650）格式，選擇輸出文件的名稱和地址，輸出所有路徑。（7）輸出程序單選擇【路徑打印】命令，選擇所有加工路徑，選擇程序單以及豎向模式，輸出程序單文件。章節(jié)目錄6.1項目背景介紹6.2工藝分析與編程仿真6.3加工準(zhǔn)備與上機加工6.4項目小結(jié)6.3加工準(zhǔn)備與上機加工6.3.1加工準(zhǔn)備1.毛坯準(zhǔn)備檢查毛坯材料是否為7075鋁合金。2.夾具準(zhǔn)備對照工藝單，選擇對應(yīng)的夾具進(jìn)行裝夾。本章案例選用零件快換夾持系統(tǒng)配合吊裝板進(jìn)行裝夾。3.機床準(zhǔn)備（1）檢查切削液濃度（2）檢查箱液位（3）檢查排屑器濾網(wǎng)（4）檢查制冷機液位（5）檢查潤滑油箱液位（6）檢查集屑車（7）檢查機床工作臺6.3加工準(zhǔn)備與上機加工4.刀具準(zhǔn)備根據(jù)刀具表所示準(zhǔn)備刀具。5.環(huán)境準(zhǔn)備通過中央空調(diào)調(diào)節(jié)車間溫度，使車間溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。6.3.2上機加工1.加工前準(zhǔn)備（1）開啟機床（2）標(biāo)定激光對刀儀與接觸式對刀儀（3）確定初始工件加工坐標(biāo)系（4）測頭標(biāo)定及校驗軸心1）測頭安裝2）標(biāo)定前暖機3）標(biāo)定測頭4）校驗軸心（5）裝刀及刀跳管控（6）安裝夾具與毛坯（7）程序暖機（8）校驗加工坐標(biāo)系（9）校驗刀長6.3加工準(zhǔn)備與上機加工2.調(diào)入程序?qū)⒊绦蜉敵觯缓笙掳l(fā)至機床端，在機床端打開。導(dǎo)入NC程序，對照工藝單，檢查并修改刀具編號、刀長補償編號和加工坐標(biāo)系等參數(shù)，然后點擊【CF7編譯】對程序進(jìn)行編譯，檢查程序中是否存在錯誤，如程序出現(xiàn)編輯錯誤，進(jìn)行【編譯】時將會出現(xiàn)提示。。3.試切及自動運行確認(rèn)無誤后點擊程序運行、選擇停止、手輪試切、程序啟動。關(guān)閉自動冷卻功能，用手輪控制進(jìn)行加工。觀察剩余量坐標(biāo)值，與實際情況一致后打開自動冷卻，關(guān)閉手輪試切，程控加工。當(dāng)每把刀首次使用時打開手輪試切功能，判斷走刀路徑是否與程序走刀一致，無誤后關(guān)閉手輪試切，機床程控加工，在加工過程中可通過判斷刀具切削聲音以及振動情況使用主軸轉(zhuǎn)速旋鈕和進(jìn)給速度旋鈕調(diào)整加工的部分參數(shù)。加工完成之后使用氣槍將工件清潔干凈，調(diào)出測量程序，運行測量程序，得到測量結(jié)果。若測量結(jié)果合格，則直接可以下機，若測量結(jié)果不合格，則需視情況進(jìn)行處理。章節(jié)目錄6.1項目背景介紹6.2工藝分析與編程仿真6.3加工準(zhǔn)備與上機加工6.4項目小結(jié)6.4項目小結(jié)項目小結(jié)：1.本小節(jié)講述葉輪的工藝思路和加工方法。2.經(jīng)過本節(jié)學(xué)習(xí)，應(yīng)能夠根據(jù)零件特點選擇設(shè)計合適的夾具，并且安排合適加工工藝，選擇合適的加工方法與走刀方式。3.簡單的五軸加工方法在日常加工中最常用，此處需要熟練掌握其使用方法，明確加工方法中各參數(shù)的具體含義。感謝聆聽！項目概述工藝分析編程仿真上機加工《數(shù)字化精密制造工程應(yīng)用》，本書緊密對接制造業(yè)的高端化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢，全面講授數(shù)字化精密制造技術(shù)及其在SurfMill軟件端的應(yīng)用，內(nèi)容包括產(chǎn)品構(gòu)型、工藝路線制定、加工、在線測量等過程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用。《數(shù)字化精密制造工程應(yīng)用》，本書緊密對接制造業(yè)的高端化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢，全面講授數(shù)字化精密制造技術(shù)及其在SurfMill軟件端的應(yīng)用，內(nèi)容包括產(chǎn)品構(gòu)型、工藝路線制定、加工、在線測量等過程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用。項目7復(fù)雜形態(tài)復(fù)合加工類零件-玉米銑刀刀體項目概述工藝分析編程仿真上機加工章節(jié)目錄7.1項目背景介紹7.2工藝分析與編程仿真7.3加工準(zhǔn)備與上機加工7.4項目小結(jié)7.1項目背景介紹7.1.1復(fù)雜形態(tài)復(fù)合加工類零件1.零件介紹所謂復(fù)雜形態(tài)復(fù)合加工類零件指零件本身特征數(shù)量多、形態(tài)復(fù)雜、加工精度要求高，需要借助鉆、銑、鏜、鉸、磨等復(fù)合加工工藝，且加工制作工藝需耗資巨大、耗時長所加工制作出來的零件。2結(jié)構(gòu)件特點（1）交付周期——通常情況下零件越復(fù)雜，加工時間就越長。（2）成本——高度復(fù)雜零件的成本比低復(fù)雜度的零件高出2到10倍。（3）質(zhì)量——當(dāng)增加設(shè)計的復(fù)雜性時，更有可能出現(xiàn)質(zhì)量問題，而質(zhì)量問題會增加成本和交付周期。此外，實現(xiàn)更密集的質(zhì)量要求的成本也更高。（4）可制造性——如果零件更復(fù)雜，通常不容易制造，降低復(fù)雜性都意味著提高可制造性。7.1.2玉米銑刀刀體簡介玉米銑刀是CNC加工刀具中的一種，主要由刀體和刀粒兩部分組成。由于其自身加工精度高，抗震性強，耐高溫，工藝性能好的特點，常用于大型工件、模具粗加工以及不銹鋼和高溫合金材料加工。本案例主要講解玉米銑刀刀體的加工工藝，以及機械加工方法。7.2工藝分析與編程仿真7.2.1工藝分析1.特征分析玉米銑刀尺寸Φ130*169mm，材料是H13(HRC48)，工件由刀片槽定位面、刀片槽、排屑槽、螺紋和避空面等特征組成。。2.毛坯分析本案例的來料毛坯為精車毛坯，其尺寸規(guī)格為Φ130mm*170mm。如圖7-2-2所示，外圓和中心孔尺寸已加工到位。3.材料分析本案例的材料為7075鋁合金。4.加工要求分析

該工件加工區(qū)域是頂斜面、刀片槽、排屑槽等，加工特征共計680處，這些特征分布在不同區(qū)域各個角度上。。5.加工難點分析（1）刀片偏心角。（2）加工基準(zhǔn)。章節(jié)目錄7.1項目背景介紹7.2工藝分析與編程仿真7.3加工準(zhǔn)備與上機加工7.4項目小結(jié)7.2工藝分析與編程仿真7.2.2編程準(zhǔn)備1.選擇加工方式采用五軸加工夾具由工裝底座，刀柄定位面基準(zhǔn)和緊固螺釘組成，如圖所示。工裝底座為錐形結(jié)構(gòu)，既保證了工裝的強度也避免后續(xù)加工過程中刀柄與工裝產(chǎn)生干涉。毛坯與工裝采用螺栓固定且接觸部位設(shè)有定位面，保證加工過程中基準(zhǔn)統(tǒng)一，工件緊固。2.選擇裝夾方式3.選擇關(guān)鍵刀具玉米銑刀中最小R角為1.5mm，故最大需使用Φ1mm的球頭刀進(jìn)行加工；玉米銑刀刀體存在多個M3.5螺紋孔，沉頭孔，所以需要2.9的鉆頭與M3.5的螺紋銑刀。4.選擇機床型號北京精雕GR400T五軸高速加工中心。7.2工藝分析與編程仿真5.工步規(guī)劃經(jīng)過分析，本案例產(chǎn)品通過一道工序可完成加工，其加工路線如圖。6.管控方法分析1管控環(huán)境溫度3管控刀具狀態(tài)2管控機床狀態(tài)4管控關(guān)鍵工步7.管控技術(shù)（1）在機檢測（2）工步設(shè)計7.2工藝分析與編程仿真7.2.3仿真設(shè)置與編程1.搭建數(shù)字化制造系統(tǒng)（1）導(dǎo)入模型將模型的圖層根據(jù)模型不同部分進(jìn)行管理，便于后續(xù)操作的高效拾取，如圖a所示。

（2）設(shè)置機床單擊“機床設(shè)置”按鈕，在“機床類型”選項區(qū)域中選中“5軸”，選擇“JDGR400T_P15SHA”，。（3）設(shè)置幾何體依次創(chuàng)建工件面，毛坯面以及夾具面。（4）創(chuàng)建刀具表在“當(dāng)前刀具表”對話框中依次添加加工玉米銑刀所需要的刀具。（5）設(shè)置安裝幾何體若自動擺放后安裝狀態(tài)不正確，可以通過軟件提供的點對點平移、動態(tài)坐標(biāo)系等其他方式完成幾何體安裝。7.2工藝分析與編程仿真2.編寫數(shù)字化程序（1）開粗程序1）排屑槽開粗玉米銑刀的排屑槽為螺旋流道槽，由于流道槽為螺旋形，為保證流道槽表面效果和加工效率，需選擇“曲面投影粗加工”命令通過多軸聯(lián)動加工方式進(jìn)行開粗。第一步：導(dǎo)動面的創(chuàng)建第二步：曲面投影選擇“曲面投影加工”命令，加工方式為分層粗加工，依次設(shè)定加工面和導(dǎo)動面，最后，得到玉米銑刀流道槽開粗的結(jié)果.7.2工藝分析與編程仿真2）刀片槽開粗①工輔助線的創(chuàng)建使用“曲面邊界線”命令，提取刀片槽輪廓線，延長輪廓線形成一個封閉的線條，需保證輪廓線框選區(qū)域大于加工區(qū)域.②軸定位加工使用定義法平面的方式創(chuàng)建加工坐標(biāo)系，以建立的加工坐標(biāo)系編寫區(qū)域加工程序。7.2工藝分析與編程仿真3）頂面開粗由于頂面剩余余量較大，直接使用球刀進(jìn)行加工，使得球刀吃刀量過大，刀具磨損過大，容易造成斷刀，所以選擇“分層區(qū)域粗加工”命令通過五軸定位的方式進(jìn)行開粗，使用D10平底刀，刀具剛性更好，切削效率更高7.2工藝分析與編程仿真（2）半精加工1）排屑槽半精加工復(fù)制排屑槽粗加工程序，修改參數(shù)工步工步名稱刀具規(guī)格（mm）加工留余量（mm）吃刀深度（mm）主軸轉(zhuǎn)速（rpm）進(jìn)給速度（mm/min）預(yù)估加工時間4排屑槽半精球頭刀?40.10.1100001000100min經(jīng)仿真后，生成加工刀路7.2工藝分析與編程仿真2）刀片定位面加工復(fù)制刀片槽粗加工程序，修改參數(shù)經(jīng)仿真后，生成加工刀路3）孔加工分析模型加工區(qū)域，其加工區(qū)域為?2.9圓柱槽，使用銑刀銑削極易造成斷刀情況。其底部為錐形，故選用?2.9的鉆頭進(jìn)行加工。鉆孔位置在圓柱面上，需先進(jìn)行引孔加工，再開始鉆孔加工。加工前需設(shè)立加工坐標(biāo)系與加工輔助點。4）線切割加工分析模型加工區(qū)域，其加工區(qū)域小且厚度小，使用區(qū)域加工會出現(xiàn)大部分空走程序，故選用單單線切割程序。使用單線切割程序需創(chuàng)建一條輪廓線以輔助加工7.2工藝分析與編程仿真5)廓切割其中2組沉頭孔分布在坡度較大的斜面上，使用鉆孔方式加工，容易出現(xiàn)跑偏，讓刀的情況，故需用輪廓切割完成該類型沉頭孔的加工。同理，沉頭孔2的工藝參數(shù)，