1.1開關盒中框的加工工藝規程

1.2打開模型文件進入加工模塊

1.3建立父節點組

1.4開關盒中框的第一序加工

1.5開關盒中框的第二序加工

1.6生成G代碼文件案例說明本項目以開關盒中框加工編程為案例，講解開關盒中框的加工工藝、加工方法的選擇、同一加工工序使用不同加工方法的對比、切削刀具的選擇以及平面加工編程的注意事項等。學習目標通過學習開關盒中框零件的加工編程，讀者應了解和掌握UGNX12.0軟件三軸平面零件的加工編程方法，并且能夠舉一反三，觸類旁通。學習任務平面輪廓類零件是機械加工中常見的零件，其品種比較多，且大多是批量加工，多應用于電子、醫療、機械、航空等工業領域中。本項目以開關盒中框加工編程為案例講解UGNX12.0軟件三軸平面編程，重點是應學會并理解軟件各種平面輪廓程序的加工方法和應用，并可以按照不同的方法和工藝生成加工程序。圖1-1是UGNX12.0軟件加工過程的流程圖，它表明了創建和處理程序的過程和步驟。本書將以這個流程圖作為引導進行講解。1.1開關盒中框的加工工藝規程加工工藝規程描述了每步加工過程，一般包括加工區域、加工類型(平面銑、曲面銑、孔加工等)、工序內容、零件裝夾方式、所需刀具及完成加工所必需的其他信息。開關盒中框的外形尺寸為80mm?×?40mm?×?40mm，材料為鋁合金6061。為便于批量加工并且降低加工成本，購買原材料時，一般選用外形尺寸稍大一點的毛料自行加工外形尺寸，不需要定制尺寸正好的六面精加工毛坯材料。因此，此次選用雙邊余量為5mm，尺寸為85mm?×?45mm?×?45mm的矩形鋁合金型材。下面的工藝過程簡單描述了開關盒中框的加工過程，描述的內容包括工序號、順序號、加工機床、工序內容、工序名和刀具名稱。其定義如下：工序號——工藝分布的順序號。順序號——其中一個工藝下的加工順序號。加工機床——工序使用機床的選擇。工序內容——工序的詳細內容描述。工序名——工序加工特定的特征或任務的實際名稱。刀具名稱——加工使用刀具的類型和材質。1.1.1案例工藝分析圖1-2所示為開關盒中框模型，此工件需要上下兩方向加工，且裝夾兩次才能完成工件的制作。為保證加工后零件的尺寸精度和形位公差，在編程前首先要確定好工件的加工工序方案。方案一：先使用虎鉗裝夾加工零件正面深度范圍為0～14.5mm的部分，然后夾住銑出來的兩個凸起部分，再裝夾下半部分，如圖1-3所示。加工底部時由于裝夾面較小，且加工材料為鋁合金，材質較軟，裝夾力度過小加工時工件容易飛出，如果力度過大，那么工件很容易裝夾變形，而且加工時肯定會產生很大的顫動，導致工件尺寸超差，且加工難度大、廢品率高，不宜使用。方案二：先使用虎鉗裝夾加工零件底面虎鉗裝夾深度為10mm的部分，隨后加工底部外形、型腔、孔等除正面兩個凸臺以外能加工的所有部分，然后夾住銑出來的矩形部分，再加工零件正面兩凸臺和型腔部分，如圖1-4所示。使用這種加工方案在加工第二序時工件的裝夾面積較大，而且需要加工的毛坯余量較小，且對零件的裝夾力度沒有太大的要求，從而能提高零件的裝夾速度和加工零件的合格率，因此在本次加工中選用方案二。1.1.2案例加工刀具的選擇本例開關盒中框零件的加工材料為鋁合金6061，外形尺寸為80?mm?×?40?mm?×?40mm，最小凹圓角如圖1-5所示，圓角半徑為2mm。型腔內外輪廓均由平面構成。首先對其進行粗加工，粗加工時要去除大量的材料，加工時刀具承受的力會很大，所以要選取直徑比較大的D16R0.4的鑲片鉆銑刀。這樣加工時不容易發生振刀、斷刀、崩刃的現象。使用φ4的鋁用硬質合金刀對其進行二次開粗，清理粗加工后殘余的圓角部分余量，然后使用φ10鋁用硬質合金刀精銑零件的輪廓和底面，最后按照零件孔位直徑的大小選擇合適的中心鉆和鉆頭加工零件上所有的孔。按照上述零件加工工藝方案和切削刀具的選擇方式，合理安排零件的加工工藝過程。按照先粗后精、先面后孔、基準統一的原則設計本案例的加工工藝過程單。1.2打開模型文件進入加工模塊打開隨書配套光盤，在例題文件夾中打開模型文件，并且進入加工模塊。(1)啟動NX12.0，單擊左上角【打開】按鈕，在【打開】對話框中選擇光盤“例題”文件夾中1.prt文件，單擊【OK】按鈕，如圖1-6所示。(2)單擊【應用模塊】按鈕，再單擊【加工】圖標(也可以直接使用鍵盤快捷鍵Ctrl+Alt+M)啟動NX12.0“加工”模塊，如圖1-7所示。(3)打開【加工環境】對話框，默認選擇【CAM會話配置】中【cam_general】，在【要創建的CAM組裝】選項中選擇【mill_planar】平面銑，單擊【確定】按鈕進入平面銑加工界面，如圖1-8所示。1.3建立父節點組父節點組包括幾何視圖、機床視圖、程序順序視圖和加工方法視圖。(1)幾何視圖：定義“加工坐標系”方向和安全平面，并設置“部件”“毛坯”和“檢查”幾何體等參數。(2)機床視圖：定義切削刀具。可以指定銑刀、鉆頭和車刀等，并保存與刀具相關的數據，以用作相應后處理命令的默認值。(3)程序順序視圖：能夠把編好的程序按組排列在文件夾中，并按照從上到下的先后順序排列加工程序。(4)加工方法視圖：用來定義切削方法類型(粗加工、精加工、半精加工)。1.3.1創建加工坐標系在【幾何】視圖菜單中創建加工坐標系的操作步驟如下：(1)將【工序導航器】切換到【幾何】視圖頁面，如圖1-9所示。(2)雙擊【MCS_MILL】圖標，彈出【MCS銑削】對話框，如圖1-10所示。(3)由于毛坯材料沒有經過機加工處理，表面形狀可能不規則，因此為保證各面加工留量均勻，把坐標系放在毛坯中間位置。單擊【坐標系對話框】圖標，如圖1-11中圓圈1所示。在彈出的【坐標系】對話框中，選擇【對象的坐標系】選項，如圖1-12圓圈2所示。其功能是自動設置坐標為所選擇平面的中心點位置。單擊工件上表面方框自動捕捉工件的上表面中心點坐標位置，如圖1-13圓圈3所示。在安全平面沒有干涉物的情況下可以選擇默認狀態【自動平面】，安全距離為“10mm”。如有干涉物，則可把安全距離設置為“50mm～100mm”，最后單擊【確定】按鈕退出【MCS銑削】對話框，如圖1-11中圓圈4、5所示。1.3.2創建部件幾何體在【幾何】視圖菜單中創建加工部件幾何體、零件毛坯以及檢查幾何體的操作步驟如下：(1)雙擊

圖標，打開【工件】對話框，如圖1-14所示。(2)單擊【選擇或編輯部件幾何體】圖標，如圖1-15圓圈1所示，彈出【部件幾何體】對話框。單擊被加工工件，使其成橘黃色。然后單擊【確定】按鈕退出【部件幾何體】對話框，如圖1-15圓圈2所示。(3)單擊【選擇或編輯毛坯幾何體】圖標，如圖1-15方框1所示。彈出【毛坯幾何體】對話框，在【類型】選項中選擇【包容塊】選項，如圖1-16方框2所示。設置毛坯尺寸單邊增加“2.5mm”，毛坯底面增加“5mm”，毛坯頂面不增加尺寸，如方框3所示，從而使毛坯尺寸達到85mm?×?45mm?×?45mm。單擊【確定】按鈕，如圖1-16方框4所示，返回【工件】對話框，然后再單擊【確定】按鈕退出【工件】對話框完成設置，如圖1-16方框5所示。1.3.3創建刀具在【機床】視圖下創建粗加工刀具D16R0.4鉆銑刀的步驟如下：(1)單擊【機床】視圖圖標，如圖1-17圓圈1所示，將【工序導航器】切換到【機床】視圖頁面。(2)單擊【創建刀具】圖標，如圖1-18圓圈2所示，彈出【創建刀具】對話框，如圖1-18所示。(3)選擇【平底刀】圖標，如圖1-19圓圈1所示，創建平底刀。【名稱】位置輸入“D16R0.4”(代表直徑為16mm，圓角半徑為0.4mm的鑲片鉆銑刀)，如圖1-19所示。(4)平底刀參數設置中，直徑設置為“16”，下半徑設置為“0.4”，【刀具號】【補償寄存器】【刀具補償寄存器】三項均設置為“1”(此數值代表刀具、刀具半徑補償和刀具長度補償號，為避免發生撞機問題最好設置為相同數字)。單擊【確定】按鈕完成刀具建立，如圖1-20所示。其他刀具在編輯加工程序前，按照給定參數自行設置。1.3.4創建程序組在【程序順序】視圖中創建加工程序組文件夾，操作步驟如下：(1)將【工序導航器】切換到【程序順序】視圖頁面，如圖1-21所示。(2)雙擊【PROGRAM】程序組文字，修改文件名為“底面”(使用右鍵單擊【PROGRAM】程序組，選擇【重命名】也可實現更改名稱)，如圖1-22圓圈2所示。(3)保存文件。1.4開關盒中框的第一序加工1.4.1粗加工程序編制NX軟件在建立有模型圖的基礎上編程時，最為簡單有效的開粗程序就是曲面加工里的型腔銑，使用型腔銑可以完成絕大多數零件的開粗工作。接下來學習怎樣使用型腔銑的加工方法完成零件粗加工程序的編制。為了更好地體現出加工程序的先后順序，本案例全部使用【程序順序】視圖來完成程序的編制。(1)單擊【創建工序】圖標，如圖1-23圓圈1所示，彈出【創建工序】對話框。(2)在【類型】下拉菜單中選擇【mill_contour】曲面銑選項，如圖1-24圓圈2所示。選擇【型腔銑】圖標(見圖1-25圓圈3)，在【程序】下拉菜單中選擇剛建好的【底面】程序組，【刀具】下拉菜單中選擇【D16R0.4】的鑲片鉆銑刀，【幾何體】下拉菜單中選擇建立好的【WORKPIECE】幾何體，在名稱欄中可以按照加工要求輸入一個程序名稱(本書中不對程序名做專門修改，直接使用默認名稱填寫)，然后單擊【確定】按鈕，如圖1-25圓圈4、5所示。(3)在彈出的【型腔銑】對話框中，只要在【幾何】視圖中正確設定【WORKPIECE】，那么在進入型腔銑時，【指定部件】和【指定毛坯】選項應顯示為灰色，當右側【顯示】圖標為彩色時，單擊可顯示已選擇的幾何體部分。如果進入型腔銑后還能選擇【指定部件】和【指定毛坯】，則說明【幾何】視圖中的【WORKPIECE】沒有設定，或進入程序前沒有選擇幾何體為【WORKPIECE】。型腔銑編程中一般不用設置【指定切削區域】，【指定檢查】和【指定修剪邊界】根據零件加工需求設置，在本例中不需要設置，如圖1-26所示。(4)打開【工具】菜單下拉箭頭，顯示出已選擇的加工【刀具】為【D16R0.4】鑲片鉆銑刀，如圖1-27所示。(5)打開【刀軸】菜單下拉箭頭顯示出默認刀軸為【+ZM軸】，三軸加工中心刀軸一般使用+ZM軸，只有在使用多軸機床加工時才會修改此項，如圖1-27所示。(6)【刀軌設置】為型腔銑參數設置的主要內容。【切削模式】選項中一般常用

和

兩種，【跟隨部件】適合加工開放輪廓的工件，可以使刀具從外向內加工，并從工件外下刀。【跟隨周邊】更適合加工封閉輪廓的工件，可以使刀具從內向外加工，減少型腔加工時的下刀位置變化。此案例底部封閉輪廓加工面較多，所以在【切削模式】中選擇【跟隨周邊】的加工方法，如圖1-28圓圈1所示。(7)D16R0.4鉆銑刀粗加工時，XY方向的刀具步距一般使用刀具直徑的70%～80%，精加工時步距使用刀具直徑的50%以下，80%～100%的XY方向步距一般情況下不推薦使用。首先，若刀具步距太大，則每次切削時相當于滿刀切削，刀具受力過大會影響刀具壽命和機床精度；其次，步距太大的話，加工完底面，光潔度很低且會出現接刀痕。因此在【平面直徑百分比】選項中設置數值為“75”，如圖1-29圓圈2所示。(8)?D16R0.4鉆銑刀粗加工時的Z方向步距一般情況下取值為每層0.3mm～0.7mm。【最大距離】選項設置的就是刀具Z方向的每層步距量，因此設置中間數值每層“0.5mm”，如圖1-29圓圈3所示。(9)單擊【切削參數】圖標，如圖1-29圓圈4所示，打開【切削參數】對話框。(10)在【策略】標簽中設置【切削順序】為【深度優先】，【深度優先】會按照不同區域分別由上往下加工，以減少抬刀和過刀路徑，減少加工時間。【層優先】會按照同一深度在不同區域跳刀加工，從而增加很多抬刀路徑，增加加工時間。一般情況下優先選擇【深度優先】，如圖1-30所示。(11)選擇【余量】標簽，設置【部件側面余量】參數為“0.2mm”，單擊【確定】按鈕退出【切削參數】對話框，如圖1-31所示。(12)單擊【非切削移動】圖標，如圖1-32圓圈1所示，打開【非切削移動】對話框，如圖1-33所示。(13)設置進刀參數，首先設置【封閉區域】下刀參數，型腔內下刀一般采用【螺旋】下刀的方式。按照螺旋下刀加工原理可知，在型腔尺寸能夠滿足螺旋下刀時，選用螺旋下刀的方式進刀。在型腔尺寸不能滿足螺旋下刀時，選用斜線下刀或直線下刀的方式進行。螺旋下刀【直徑】選用刀具直徑的“50%”，【斜坡角度】設置為“5°”，【高度】設置為“1mm”，【最小斜坡長度】設置為“0”，如圖1-33圓圈2所示。【開放區域】設置進刀【長度】為刀具的“50%”，抬刀【高度】設置為“1mm”，以減少抬刀距離。具體參數設置如圖1-33圓圈3所示。(14)單擊【非切削移動】對話框【轉移/快速】標簽設置快速抬刀高度。為提高加工速度，應盡量減少抬刀高度，所以把【區域之間】和【區域內】的【轉移類型】都改為【前一平面】，并且把抬刀【安全距離】都設置為“1mm”，如圖1-34圓圈1所示。這樣做的好處是能減少不必要的抬刀，節約加工時間。但大部分快速移刀都是在工件零平面以下進行，所以要求機床的G00運動必須是兩點間的直線運動，不能是兩點間的折線運動，否則會發生撞機事故。加工前一定要在MDI下輸入“G00走斜線觀察機床”的移動方式，如果不對，則需要修改機床參數。或者按照NX12.0【轉移/快速】的初始設置方法，把【轉移類型】全部設置為【安全距離-刀軸】。最后，單擊【確定】按鈕退出【非切削移動】對話框，具體參數設置如圖1-34所示。(15)單擊【切削層】圖標，如圖1-32方框1所示，進入【切削層】對話框。(16)在【切削層】對話框中單擊多次將列表中數值全部刪除，如圖1-35所示。(17)單擊【范圍定義】里的【選擇對象】，選擇零件如圖1-36圓圈1所示位置。測得加工【范圍深度】為“28mm”，單擊【確定】退出【切削層】對話框。(18)單擊【進給率和速度】圖標，打開【進給率和速度】對話框，設置【主軸速度】為“2500rpm”。【進給率】中的【切削】設置為“1500mmpm”，輸入【進刀】為“70%切削”。然后，單擊【確定】按鈕退出【進給率和速度】對話框，如圖1-37所示。(19)單擊【生成】圖標，如圖1-38圓圈1所示，計算加工路徑。單擊【確定】退出型腔銑，如圖1-38圓圈2所示。1.4.2二次開粗程序編制因為型腔內凹圓角的半徑為4mm，所以選用直徑為6mm的平底刀進行圓角殘料的二次開粗工作。(1)點開【機床】視圖，然后建立一把直徑為6mm的硬質合金刀，刀號為2號，刀具名稱為D6。(2)二次開粗程序在NX12.0軟件中所使用的名稱為“剩余銑”，如圖1-39所示。(3)在【機床】視圖中右鍵單擊剛編好的【CAVITY_MILL】程序，如圖1-40圓圈1所示，右鍵選擇【復制】選項，如圓圈2所示。然后，右鍵單擊【D6】刀具，選擇【內部粘貼】，如圖1-41圓圈4所示。最后形成一個新的提示錯誤的【型腔銑】程序，如圖1-42圓圈5所示。(4)雙擊打開新復制過來的【型腔銑】程序。設置Z向分層【最大距離】為“0.2mm”，如圖1-43所示。(5)單擊【切削參數】圖標，如圖1-44圓圈1所示，修改【切削參數】設置。(6)在【切削參數】對話框中【空間范圍】選項中設置工件剩余毛坯。在【過程工件】下拉菜單中選擇【使用基于層的】選項，設置本次加工毛坯為上次加工剩余的部分。在【剩余銑】中此選項默認為【使用基于層的】選項，【型腔銑】和【剩余銑】的不同只有這一個選項，然后單擊【確定】按鈕，如圖1-45所示。(7)單擊【切削層】圖標，設置加工深度。在【切削層】對話框中單擊【列表】右側【移除】圖標，刪除原有的加工深度。然后，單擊【范圍定義】里的【選擇對象】，選擇工件型腔底面作為加工最深的位置(注意：如果不選擇此項程序，則會加工中間圓孔)。如圖1-46所示，單擊【確定】按鈕退出【切削層】對話框。(8)單擊【進給率和速度】圖標，設置【主軸速度】為“4000rpm”，單擊轉速右側【計算器】圖標。最后，單擊【確定】按鈕退出【進給率和速度】對話框，如圖1-47所示。(9)單擊【生成】圖標，如圖1-48圓圈1所示。計算加工程序，生成【剩余銑】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【剩余銑】設置，如圖1-48圓圈2所示。1.4.3精加工底面程序編制使用φ10硬質合金刀精加工型腔底面程序的編制方法如下：(1)點開【機床】視圖，然后建立一把直徑為10mm的硬質合金刀，刀號為3號，刀具名稱為D10。(2)創建精加工底面程序，單擊【創建工序】圖標，在【類型】下拉菜單中選擇【mill_planar】平面銑選項，在【工序子類型】選項中選擇【底壁銑】加工方法，【程序】選項中選擇【底面】程序組，【刀具】選項中選擇剛創建的【D10】銑刀，【幾何體】選項中選擇【WORKPIECE】，最后，單擊【確定】按鈕進入【底壁銑】對話框，如圖1-49所示。(3)單擊【指定切削區域底面】圖標選擇要加工的底面。單擊型腔底面，如圖1-50圓圈2所示，單擊【確定】退出【切削區域】對話框，如圖1-50圓圈3所示。(4)勾選【自動壁】圖標前的方框，使其自動捕捉出和已選擇底面相鄰的工件側壁為壁幾何體。(5)因為被加工表面為凹平面，所以更適合使用【跟隨周邊】的加工方法。設置【切削模式】為【跟隨周邊】，如圖1-51圓圈1所示。精加工時XY方向的步距量應小于刀具直徑的50%。軟件中默認為50%，故不需要修改。【底面毛坯厚度】設置為粗加工時底面的余量，在此選項框中輸入“0.2mm”，如圖1-51圓圈2所示。(6)單擊【切削參數】圖標，打開【切削參數】對話框，單擊上方【余量】標簽，設置【壁余量】為“0.1mm”(注意：由于此程序是精加工底面程序，所以【最終底面余量】應為“0mm”。工件壁的精加工應由專門的程序執行，所以在【壁余量】選項中輸入“0.1mm”，如圖1-52圓圈2所示，給精加工壁的程序留有單邊0.1mm的余量)。減小公差的數值提高加工精度，設置【內公差】和【外公差】為“0.01mm”，單擊【確定】按鈕退出【切削參數】對話框，如圖1-52所示。(7)在【非切削移動】對話框中單擊左上方【進刀】標簽，在【進刀】標簽中設置進刀參數，如圖1-53所示。(8)單擊【進給率和速度】圖標，設置【主軸速度】為“3500rpm”，單擊右側【計算器】圖標。設置【進給率】【切削】為“1000mmpm”。設置【更多】中【進刀】選項為“70%”以降低進刀速度，如圖1-54圓圈3所示，然后單擊【確定】按鈕退出【進給率和速度】對話框，如圖1-54所示。(9)單擊【生成】圖標，如圖1-55圓圈1所示，計算加工程序。生成【底壁銑】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【底壁銑】設置，如圖1-55圓圈2所示。1.4.4精加工側面程序編制使用φ6和φ10合金刀精加工零件內外輪廓程序的編制方法如下：(1)把精加工底面程序修改為精加工側壁的程序。首先，在【機床】視圖中，右鍵單擊剛編好的【底壁銑】程序，如圖1-58圓圈2所示，選擇【復制】選項，如圖1-56圓圈3所示，然后右鍵單擊【D6】刀具，選擇【內部粘貼】，如圖1-57圓圈4、5所示。最后，形成一個新的提示錯誤的【底壁銑】程序，如圖1-58圓圈6所示。(2)雙擊打開新復制的【底壁銑】程序。設置【切削模式】為【輪廓】的加工方法，如圖1-59所示。(3)單擊【切削參數】圖標，設置【余量】標簽中【壁余量】為“0mm”。單擊【確定】按鈕退出【切削參數】對話框，如圖1-60所示。(4)單擊【非切削移動】圖標，選擇左上方【進刀】標簽，設置【封閉區域】【進刀類型】為【與開放區域相同】，如圖1-61圓圈2所示。【開放區域】【進刀類型】設置為【圓弧】的進刀方式，【半徑】設置為刀具直徑的“50%”，【圓弧角度】為“90°”，進刀【高度】為“1mm”，【最小安全距離】選擇【無】。由于精加工需要打開刀具半徑補償功能，G41和G42刀補必須建立在直線路徑上，所以勾選【在圓弧中心處開始】選項，建立進刀圓弧的直線延長線。如果不打開此項，則在設置刀具半徑補償時，沒有直線路徑刀補會建立在圓弧上，機床加工中會產生警報，具體參數設置如圖1-61所示。(5)單擊【更多】標簽，如圖1-62圓圈5所示，打開刀具半徑補償功能，設置【刀具補償位置】為【所有精加工刀路】，取消【最小移動】和【最小角度】中的數值，全部改寫為“0mm”，如圖1-62圓圈6所示，然后單擊【確定】按鈕退出【非切削移動】對話框。(6)單擊【進給率和速度】圖標，打開【進給率和速度】對話框，修改【進給率】【切削】為“500mmpm”(精加工側壁時走刀速度不宜過快，應控制在500mmpm以下。否則，加工表面粗糙度過大會影響加工質量)。然后，單擊【確定】按鈕退出【進給率和速度】對話框，如圖1-63所示。(7)單擊【生成】圖標，如圖1-64圓圈1所示，計算加工程序，生成【底壁銑】【精加工側壁】路徑，單擊【確定】按鈕退出【底壁銑】設置，如圖1-64圓圈2所示。(8)使用φ10合金刀精加工外形輪廓。單擊【創建工序】圖標，在【類型】下拉菜單中選擇【mill_planar】平面銑選項，【工序子類型】選項中選擇【精銑壁】的加工方法，【程序】選項中選擇【底面】程序組，【刀具】選項中選擇【D10】銑刀，【幾何體】選項中選擇【WORKPIECE】，最后單擊【確定】按鈕進入【精銑壁】對話框，如圖1-65所示。(9)單擊【指定部件邊界】圖標，如圖1-66圓圈1所示，打開【部件邊界】對話框，在【邊界】的【選擇方法】選項中選擇【曲線】的方式創建加工邊界，如圖1-66圓圈2所示。設置【邊界類型】為【封閉】，【刀具側】為【外側】，【平面】為【自動】，如圖1-66圓圈3所示。然后，手動選擇輪廓外圈線為加工邊界，單擊【確定】退出設置，如圖1-66圓圈5、6所示。(10)單擊【指定底面】圖標，如圖1-66方框1所示，彈出【平面】對話框。選擇底部平面為加工底面，如圖1-67所示。(11)單擊【切削層】圖標，彈出【切削層】對話框，在【類型】下拉菜單中選擇【恒定】的切削方式，即每層的高度是固定的，【每刀切削深度】【公共】設置為“14mm”，單擊【確定】按鈕退出設置，如圖1-68所示。(12)單擊【切削參數】圖標，在彈出的【切削參數】對話框中單擊【余量】標簽，設置【部件余量】和【最終底面余量】全部為“0”，設置【內公差】和【外公差】數值全部為“0.01”，單擊【確定】按鈕退出設置，如圖1-69所示。(13)單擊【非切削移動】圖標，如圖1-69方框1所示，打開【非切削移動】對話框，設置【進刀類型】為【圓弧】，并且打開半徑補償功能，具體設置方法和【底壁銑】方法相同，如圖1-70所示。(14)單擊【進給率和速度】圖標，如圖1-69方框2所示，打開【進給率和速度】對話框，修改【進給率】【切削】為“500mmpm”(精加工側壁時走刀速度不宜過快，應控制在500mmpm以下。否則，加工表面粗糙度過大會影響加工質量)。然后，單擊【確定】按鈕，退出【進給率和速度】對話框，如圖1-71所示。(15)單擊【生成】圖標，如圖1-72圓圈1所示。計算加工程序，生成【精銑壁】【精加工側壁】路徑，單擊【確定】按鈕退出【精銑壁】設置，如圖1-72圓圈2所示。1.4.5打孔程序編制1．創建φ6中心鉆程序創建φ6中心鉆編制，完成工件孔位的中心鉆加工程序。(1)創建中心鉆，單擊【機床】視圖圖標，將【工序導航器】切換到【機床】視圖頁面，如圖1-73圓圈1所示。單擊【創建刀具】圖標，如圖1-73圓圈2所示，彈出【創建刀具】對話框。(2)在【類型】下拉菜單中選擇【hole_making】孔加工類型。在【刀具子類型】對話框中選擇【中心鉆】圖標，在【名稱】對話框中輸入刀具名稱“中心鉆D6”，然后單擊【確定】按鈕，如圖1-73所示，彈出【中心鉆刀】對話框。(3)輸入刀具【直徑】為“6mm”，【刀具號】和【補償寄存器】都輸入“4”，其他參數無需設置，按默認值就可以。最后，單擊【確定】按鈕退出設置，如圖1-74所示。(4)創建點中心孔程序，單擊【創建工序】圖標，打開【創建工序】對話框，在【類型】下拉菜單中選擇【hole_making】孔加工選項，【工序子類型】選項中選擇【定心鉆】加工方法，如圖1-75圓圈2所示。【程序】選項中選擇【底面】程序組，【刀具】選項中選擇剛創建的【中心鉆D6】刀具，【幾何體】選項中選擇【WORKPIECE】，如圖1-75圓圈3所示。最后，單擊【確定】按鈕打開【定心鉆】對話框。(5)在【定心鉆】對話框中單擊【指定特征幾何體】圖標，如圖1-76圓圈5所示。選擇中心鉆的六個孔位，如圖1-77圓圈1所示，然后按住鍵盤按鍵【Shift】。單擊列表中最下面的一個孔和最上面的一個孔，松開【Shift】按鍵，這時列表中的所有孔都顯示為藍色背景狀態。單擊圖標，選擇選項，【深度】數值輸入“1mm”為點孔深度。最后，單擊【確定】退出設置，如圖1-77所示。(6)單擊【切削參數】圖標，打開【切削參數】對話框，設置【延伸路徑】【距離】為“1mm”，減小打孔起始距離，提高加工速度，如圖1-78所示，然后單擊【確定】退出對話框。(7)單擊【進給率和速度】圖標打開【進給率和速度】對話框，設置【主軸速度】為“1200rpm”，單擊轉速右側【計算器】圖標，設置【進給率】【速度】為“100mmpm”，然后單擊【確定】速度退出對話框，如圖1-79所示。(8)單擊【生成】圖標，如圖1-80圓圈1所示，計算加工程序，生成【定心鉆】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【定心鉆】設置，如圖1-80所示。2．創建四個φ4.5圓孔打孔程序創建φ4.5鉆頭編輯完成零件上四個φ4.5圓孔的打孔程序。(1)在【機床】視圖下，按照創建中心鉆的方法建立一把φ4.5的鉆頭，刀具號為5號，刀具名稱為【鉆頭D4.5】，參考圖1-73及圖1-74。(2)創建鉆孔程序，單擊【創建工序】圖標，打開【創建工序】對話框，在【類型】下拉菜單中選擇【hole_making】孔加工選項，【工序子類型】選項中選擇【鉆孔】加工方法，如圖1-81圓圈1所示。【程序】選項中選擇【底面】程序組，【刀具】選項中選擇剛創建的【鉆頭D4.5】刀具，【幾何體】選項中選擇【WORKPIECE】，如圖1-81圓圈2所示，最后單擊【確定】按鈕，如圖1-81圓圈3所示，打開【鉆孔】對話框，如圖1-82所示。(3)在【鉆孔】對話框中單擊【指定特征幾何體】圖標，如圖1-82圓圈4所示。在彈出的對話框中選擇四個φ4.5直徑的孔位，然后按住鍵盤按鍵【Shift】。單擊列表中最下面的一個孔和最上面的一個孔，松開【Shift】按鍵，這時列表中的所有孔都顯示為藍色背景狀態。單擊

圖標，選擇

選項，打孔【深度】設置為“17mm”，單擊【確定】退出設置，如圖1-83所示。(4)單擊【切削參數】圖標，打開【切削參數】對話框，設置頂偏置距離為“1mm”，以減小打孔起始距離，提高加工速度，然后單擊【確定】退出對話框，如圖1-84所示。(5)在【循環】下拉菜單下選擇【鉆，深孔】選項，設置為啄鉆加工，如圖1-82圓圈5所示。然后，單擊【編輯循環】圖標，如圖1-82圓圈6所示，設置【步進】【最大距離】為“1mm”，如圖1-85圓圈3所示，此數值是啄鉆加工中每層打孔的深度值。最后，單擊【確定】退出對話框，如圖1-85所示。(6)單擊【進給率和速度】圖標，設置【主軸速度】為“1000rpm”，單擊轉速右側【計算器】圖標，設置【進給率】【切削】為“100mmpm”，然后，單擊【確定】退出對話框，如圖1-86所示。(7)單擊【生成】圖標，如圖1-87圓圈1所示計算加工程序，生成【鉆孔】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【鉆孔】設置，如圖1-87圓圈2所示。3．創建四個φ8深10mm沉頭孔程序創建φ8平底刀，完成工件上四個φ8平頭孔的加工程序。(1)在【機床】視圖下，按照創建平底刀的方法建立一把φ8的平底刀，刀號為6號，刀具名稱為【D8】，參考圖1-17～圖1-20。(2)把φ4.5鉆頭程序修改為φ8沉頭孔的程序。首先，在【機床】視圖中右鍵單擊剛編好的【鉆孔】程序，選擇【復制】選項，如圖1-88圓圈1和2所示。然后，右鍵單擊【D8】刀具，選擇【內部粘貼】，如圖1-89圓圈3、4所示，形成一個新的提示錯誤的【鉆孔】程序，如圖1-90所示。(3)雙擊打開新復制的鉆孔程序。在【鉆孔】對話框中單擊【指定特征幾何體】圖標，修改【深度】數值為沉頭孔深度“10mm”，單擊【確定】退出設置，如圖1-91所示。(4)單擊【進給率和速度】圖標，打開【進給率和速度】對話框，設置【主軸速度】為“2000rpm”，單擊轉速右側【計算器】圖標，設置【進給率】【切削】為“60mmpm”，然后，單擊【確定】按鈕退出對話框，如圖1-92所示。(5)單擊【生成】圖標計算加工程序，生成【鉆孔】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【鉆孔】設置，如圖1-93所示。4.創建兩個φ13通孔程序創建φ13鉆頭，完成工件上兩個φ13通孔的加工程序。(1)在【機床】視圖下，按照創建鉆頭的方法建立一把φ13的鉆頭，刀號為7號，刀具名稱為【鉆頭D13】，參考圖1-73～圖1-74。(2)把φ4.5鉆頭程序修改為φ13通孔的程序，單擊【機床】視圖圖標，如圖1-94圓圈1所示，右鍵單擊鉆頭D4.5的【DRILLING】鉆孔程序，如圖1-94圓圈2所示，選擇【復制】選項，如圖1-94圓圈3所示。然后，右鍵單擊【鉆頭D13】刀具，選擇【內部粘貼】，如圖1-94圓圈4、5所示，形成一個新的提示錯誤的【鉆孔】程序，如圖1-94圓圈6所示。(3)雙擊打開新復制過來的鉆孔程序。在【鉆孔】對話框中單擊【指定特征幾何體】圖標，單擊列表中圖標

刪除原先選擇的所有孔位，重新選擇兩個φ13的孔位。修改打孔孔【深度】為“12mm”，單擊【確定】退出設置，如圖1-95所示。(4)單擊【進給率和速度】圖標，設置主軸轉速為“500rpm”，單擊轉速右側【計算器】圖標，設置進給速度為“100mmpm”，然后單擊【確定】退出對話框，如圖1-96所示。(5)單擊【生成】圖標，如圖1-97圓圈1所示，計算加工程序，生成【鉆孔】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【鉆孔】設置，如圖1-97圓圈2所示。(6)仿真編輯完的加工程序，單擊左上方【程序順序】視圖，在【程序順序】視圖界面全選所有編完的加工程序，如圖1-98圓圈2所示。(7)單擊【主頁】【確認刀軌】圖標，如圖1-99圓圈1、2所示，打開【刀軌可視化】對話框，如圖1-100所示。(8)單擊【3D動態】標簽，切換模擬動畫為三維立體模型，然后單擊下方【播放】圖標，完成工件底面路徑的加工仿真，如圖1-100圓圈2所示。1.5開關盒中框的第二序加工1.5.1創建父節點組1．創建程序組首先，單擊【程序順序】視圖圖標，如圖1-101圓圈1所示，使【工序導航器】切換到【程序順序】視圖。然后，單擊屏幕左上角【創建程序】圖標，如圖1-101圓圈2所示，彈出【創建程序】對話框，輸入名稱“上面”，如圖1-101圓圈3所示。單擊【確定】如圖1-101圓圈4所示，彈出【程序】對話框，再單擊【確定】按鍵退出【程序】對話框，如圖1-101圓圈5所示。在【程序順序】視圖導航器下增加一個【上面】的程序組，如圖1-101圓圈6所示。2．創建坐標系和幾何體創建第二序加工坐標系和幾何體操作步驟如下：(1)將【工序導航器】切換到【幾何】視圖頁面，右鍵單擊【MCS_MILL】坐標系，選擇【復制】選項，然后右鍵單擊【GEOMETRY】選擇【內部粘貼】。這時把第一序的坐標系、幾何體和程序全部復制一份，如圖1-102所示。(2)修改坐標系和幾何體名稱，右鍵單擊【MCS_MILL】選擇【重命名】選項，修改坐標系名稱為“底面MCS”，然后右鍵單擊【WORKPIECE】選擇【重命名】選項，修改幾何體名稱為“底面”，如圖1-103所示。(3)用同樣的方法修改第二序坐標系和幾何體名稱分別為“上面MCS”、“上面”。按住鍵盤【Ctrl】鍵選中【上面】幾何體中所有提示錯誤的程序，單擊右鍵選擇【刪除】，刪除所有復制過來的程序，如圖1-104所示。(4)修改坐標系Z軸方向，雙擊【上面MCS】圖標，如圖1-105圓圈1所示。在彈出的【MCS銑削】對話框中選擇【坐標系對話框】圖標，如圖1-105圓圈2所示。(5)在【坐標系】對話框中選擇圖標，如圖1-106圓圈3所示，雙擊坐標系ZM上的箭頭使其坐標方向朝上，如圖1-107圓圈1所示。1.5.2粗加工程序編制使用φ16R0.4鉆銑刀粗加工零件上表面程序如下：(1)在【程序順序】視圖下，制作第二序粗加工程序。首先，復制【底面】程序組的粗加工程序【CAVITY_MILL】，如圖1-108圓圈1和圓圈2所示，右鍵單擊【上面】程序組，選擇【內部粘貼】命令，如圖1-108圓圈3和圓圈4所示，形成一個新的粗加工程序，如圖1-108圓圈5所示。(2)雙擊打開剛復制過來的【型腔銑】程序圖標，如圖1-108圓圈5所示，彈出【型腔銑】對話框。在【幾何體】選項中把加工幾何體選擇為新建立的【上面】幾何體，這時加工坐標系和幾何體就會切換為第二序的坐標系和幾何體，如圖1-109所示。(3)單擊【切削層】圖標，設置第二序加工深度。由于第一序已經加工過底面大部分地方，因此外框只需要加工到兩個凸起臺的底面即可。打開【切削層】對話框后直接單擊如圖1-110圓圈2所示平面，測得加工【范圍深度】為“12mm”。單擊【確定】退出【切削層】對話框。(4)其余參數都不需要修改，直接單擊【生成】圖標，如圖1-111圓圈1所示，計算出新的加工路徑。單擊【確定】退出【型腔銑】，如圖1-111圓圈2所示。1.5.3二次開粗程序編制使用剩余銑的加工方法完成工件的二次開粗程序編制。(1)使用φ10銑刀粗加工中間凹糟部分。首先復制剛創建的粗加工程序【型腔銑】到【上面】程序組下，形成一個新的【型腔銑】程序，如圖1-112所示。(2)雙擊打開新復制的程序，單擊【工具】【刀具】下拉箭頭，將【刀具】修改為【D10】合金刀。(3)單擊【切削層】圖標，設置加工起始和終止深度，首先，單擊【范圍1的頂部】下，【選擇對象】圖標，選擇如圖1-114圓圈2和圓圈4所示平面。然后，單擊【范圍定義】選項中【選擇對象】圖標，選擇如圖1-114圓圈4所示平面，測得加工【范圍深度】為“7mm”。單擊【確定】按鈕，退出設置。(4)單擊【切削參數】圖標，打開【切削參數】對話框。在【切削參數】對話框中單擊【空間范圍】選項，【毛坯】中【修剪方式】設置為【輪廓線】，這樣生成的程序能自動修剪掉工件范圍以外的程序，如圖1-115所示。(5)單擊【生成】圖標計算加工程序，生成【型腔銑】加工路徑，單擊【確定】按鈕，退出【型腔銑】設置，如圖1-116所示。(6)用和步驟(5)相同的方法編制使用φ4合金刀二次開粗內部圓角的程序。首先，建立一把直徑4mm的平底刀，刀號為8號。復制步驟(5)的【型腔銑】程序，將刀具修改為“D4平底刀”，設置Z向分層【最大距離】為“0.2mm”每刀，如圖1-117所示。(7)單擊【切削參數】圖標，在【切削參數】對話框中選擇【空間范圍】標簽，設置參考刀具為【D10】銑刀，如圖1-118圓圈3所示。(8)設置【主軸轉速】為“5000rpm”，單擊【生成】圖標計算加工程序，生成【型腔銑】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【型腔銑】設置，如圖1-119所示。1.5.4精加工底面程序編制使用φ10合金刀完成工件底平面的精加工程序編制。(1)在【工序導航器—程序順序】視圖下，制作第二序精加工底面程序。首先，單擊右鍵復制【底面】程序組的精加工底面程序【FLOOR_WALL】，如圖1-120圓圈1和圓圈2所示，然后右鍵單擊【內部粘貼】到【上面】程序組下，如圖1-120圓圈3和圓圈4所示，形成一個新的【底壁銑】程序，如圖1-120圓圈5所示。(2)雙擊打開新復制過來的【底壁銑】程序，如圖1-120圓圈5所示，修改參數方法如下：單擊【指定切削區域底面】圖標，在彈出的【切削區域】對話框中，單擊圖標刪除上次選擇的加工底面，如圖1-121圓圈1所示，重新選擇新的加工底面共6個，如圖1-121圓圈3所示。(3)單擊【切削參數】圖標，設置【空間范圍】標簽下的【刀具延展量】為“100%”，如果不設置的話，則生成程序時會出現警報。設置成100%后，刀具加工范圍會擴大到所有的工件表面，從而避免產生有空面加工不出來的現象，操作步驟如圖1-122圖所示。(4)其余參數全部默認原程序不用修改，最后單擊【生成】圖標計算加工程序，生成【底壁銑】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【底壁銑】設置，如圖1-123所示。1.5.5精加工側面程序編制精加工第二序所有側表面的加工程序方法如下：(1)單擊【程序順序】視圖制作第二序精加工側面程序。首先，復制【底面】程序組的精加工側面程序【FLOOR_WALL_COPY】到【上面】程序組下，形成一個新的【底壁銑】程序，如圖1-124所示。(2)雙擊打開新復制過來的【底壁銑】程序，如圖1-124圓圈6所示程序，修改參數方法如下：單擊打開【指定切削區域底面】圖標，單擊刪除原先選擇的加工底面，然后重新選擇加工底面。(3)單擊【切削參數】圖標，設置【空間范圍】標簽里的【刀具延展量】為“100%”。如果不設置的話，則生成程序時會出現警報。設置成100%后，刀具加工范圍會擴大到所有的工件表面，不會產生有空面沒加工的現象。(4)設置進刀方式為直線進刀。單擊【非切削移動】圖標，設置【進刀】標簽下的【進刀類型】為【線性】，【長度】為刀具直徑的“50%”，提刀【高度】為“1mm”。單擊【確定】退出設置，設置參數如圖1-125所示。(5)其余參數全部使用默認值不用修改，最后單擊【生成】圖標，如圖1-126圓圈1所示，計算加工程序生成【底壁銑】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【底壁銑】設置，如圖1-126圓圈2所示。1.5.6精加工側面清角程序編制使用φ4銑刀編輯精加工零件側面的清角程序。(1)在【工序導航器—程序順序】視圖下制作第二序精加工側面清角程序。首先，右鍵復制上一步剛創建的精加工側面程序【FLOOR_WALL_COPY_COPY】，如圖1-127圓圈2和圓圈3所示，然后右鍵選擇【內部粘貼】到【上面】程序組下，如圖1-127圓圈4和圓圈5所示，形成一個新的【底壁銑】程序，如圖1-127圓圈6所示。(2)雙擊打開新復制過來的【底壁銑】程序。修改參數方法如下：單擊打開【指定切削區域底面】圖標，在彈出的【切削區域】對話框中，單擊圖標刪除上次程序的加工底面，重新選擇新的加工底面，如圖1-128圓圈2所示。(3)使用φ4刀精加工型腔圓角部分，打開【工具】選項下【刀具】右側的下拉箭頭。展開工具列表，在刀具列表中選擇【D4銑刀】，如圖1-129圓圈1所示。(4)φ4銑刀的下刀深度不能很深，否則會產生折刀問題。所以將【刀軌設置】中的【每刀切削深度】設置為“1mm”，分層加工清角部分，如圖1-130所示。(5)單擊【切削參數】圖標，在【切削參數】對話框中，將【空間范圍】標簽下的【毛坯】選項設置為【3DIPW】。單擊【確定】退出設置，操作步驟如圖1-131所示。(6)其余參數全部默認原程序不用修改，最后單擊【生成】圖標計算加工程序，生成精加工清角程序，單擊【確定】按鈕退出【底壁銑】設置，如圖1-132所示。(7)仿真編輯完所有加工程序，單擊左上方【程序順序】視圖圖標，如圖1-133圓圈1所示，在【程序順序】視圖界面全選所有編完的加工程序，如圖1-133圓圈2所示。(8)單擊【主頁】

圖標，如圖1-134所示，打開【刀軌可視化】對話框。(9)在彈出的【刀軌可視化】對話框中，單擊【3D動態】標簽，切換模擬動畫為三維立體模型，然后單擊下方【播放】圖標，完成工件底面路徑的加工仿真。1.6生成G代碼文件將編輯完的所有加工程序生成G代碼文件。(1)安裝NC后處理器，單擊【菜單】下拉菜單，選擇【工具】工具條，向下滾動鼠標滾輪選擇【安裝NC后處理器】選項，操作步驟如圖1-136所示。(2)在彈出的【選擇后處理器】對話框中，選擇后處理文件位置。單擊【查找范圍】下拉菜單，雙擊打開光盤目錄下【FANUC0i后處理】文件夾，在文件夾中選擇【FANUC0i.pui】后處理文件，單擊【OK】退出設置，操作步驟如圖1-137所示。(3)在彈出的【安裝后處理器】對話框中，輸入后處理名稱為“FANUC0i”，單擊【確定】按鈕退出設置，操作步驟如圖1-138所示。(4)按住電腦鍵盤【Ctrl】鍵，單擊選擇【底面】程序組下所有程序。單擊【后處理】圖標，如圖1-139所示，彈出【后處理】對話框。(5)在【后處理器】選項中選擇【FANUC0i】后處理文件，如圖1-140圓圈1所示。單擊【輸出文件】選項下的【瀏覽以查找輸出文件】圖標，如圖1-140圓圈2所示，彈出【指定NC輸出】對話框，(首先在D盤創建【nc】文件夾，選擇D:\nc目錄，輸入文件名為“1”，如圖1-140圓圈3和圓圈4所示，單擊【OK】返回【后處理】對話框，如圖1-140圓圈5所示)。確定文件名位置為D:\nc\1，文件擴展名為nc，如圖1-140圓圈6所示。單擊【確定】退出設置，如圖1-140圓圈7所示。(6)步驟(5)單擊【確定】后彈出【多重選擇警告】對話框，單擊【確定】將所有程序輸出到一個程序組下顯示。(7)彈出G代碼文件，并在D盤nc文件夾下生成1.nc文件。【底面】程序組下所有程序前面都顯示出綠色對勾，表示已經生成G代碼文件，如圖1-142所示。(8)以相同的方法生成【上面】程序組中的加工程序。2.1批量加工零件的加工工藝規程

2.2打開模型文件進入加工模塊

2.3建立父節點組

2.4批量加工零件的第一序加工

2.5批量加工零件的第二序加工

2.6批量加工零件的第三序加工

2.7生成G代碼文件案例說明本項目以光學醫療器械元件加工編程為案例，講解批量加工制品的裝夾工藝方案、多角度加工面零件的加工基準選擇、批量加工零件提高切削效率的參數設置、切削刀具選擇以及批量加工零件編程的注意事項。學習目標通過學習光學醫療器械元件的加工編程，讀者應了解和掌握大批量多工序零件的快速裝夾方法和使用NX軟件編輯加工程序的方法。做到舉一反三，觸類旁通。學習任務多工序平面輪廓類零件是機械加工中較常見的加工制品，加工種類較多，且大多批量加工，常應用于電子、醫療、機械、航空等工業領域中。本項目以光學醫療器械元件的加工編程為案例，講解NX軟件三軸平面編程。在這個過程中，重點要學會并理解NX軟件各種平面輪廓程序的加工方法和應用，可以按照不同的方法和工藝生成加工程序。2.1批量加工零件的加工工藝規程2.1.1案例工藝分析如圖2-1和圖2-2所示為光電元件平面及三維圖紙，此工件需要從上、下面和側孔三方向加工，需要裝夾三次零件完成工件的制作。為保證加工后零件的尺寸精度和形位公差，在編程前首先要確定好工件的加工工藝方案。工序一：先在虎鉗的左側定鉗口上安裝一個定位基準塊，選擇合適的墊鐵放在虎鉗上，留出鉗口的裝夾高度為4.5mm左右。將毛坯靠近定位基準塊壓實并使用虎鉗夾緊，確定工件露出鉗口部分高度大于被加工零件高度31mm，否則可能會出現銑削到虎鉗鉗口的事故，安裝毛坯后一定要測量工件的露出高度以確保安全生產。毛坯安裝到虎鉗上后，先加工零件上面除斜面和斜孔以外的所有部分。底部和側孔部分留到后面工序去加工。加工時要注意加工部位的尺寸公差，按照圖紙要求完成工件加工，工序一安裝示意圖如圖2-3所示。工序二：先將虎鉗上的墊鐵撤掉，保留左側定鉗口上安裝的定位基準。將第一序加工后的工件底面朝上裝夾，使用虎鉗夾住工件30mm寬的平面，用第一工序加工的兩個9mm寬的平臺墊在鉗口上表面，將工件靠近左側定鉗口上的固定基準，然后夾緊虎鉗完成工件安裝。注意在安裝前，一定要使用百分表測量兩個鉗口上表面高度，并保證必須是一致的，不能出現有高度差的問題。如果鉗口上表面出現不平行且有高度差的問題，那么加工后的工件底面高度就會出現超差問題。工序二裝夾方式示意圖如圖2-4所示。工序三：第三序斜面和斜孔加工時使用普通虎鉗裝夾，并使用三軸加工中心，在不旋轉角度的情況下是不可能完成的。為了保證裝夾位置的準確和快速裝夾，我們為第三序裝夾設計了一套專用夾具，以提高裝夾速度和定位的準確性。為便于安裝工件并且減少制作胎具時的原材料使用，在此次胎具設計中采用改造虎鉗的定動鉗口板的方式制作胎具。這樣不僅可以使用虎鉗現有的夾緊方式固定工件，還能減少制造胎具的制造成本。制作胎具時選用兩塊尺寸均為100mm×35mm?×?45mm的45#鋼作為原材料。按照虎鉗上原有的固定螺絲位置，制作螺絲過孔和沉頭孔固定到虎鉗座上，如圖2-5所示。設計定鉗口胎具時要考慮到做出的胎具是否能夠把工件輕松地放到鉗口里，而且能保證定位面的準確，所設計的鉗口應該能夠滿足加工要求，不會出現負角是否與工件干涉放不進去的問題。從圖2-6中可以看出，為了便于鉗口的加工，可把鉗口左右兩側加寬并設計出圓角以減少加工的難度，并在工件的尖角處設計出避讓的位置。為避免尖角處配合干涉，此面只保留兩個直角邊的配合。設計動鉗口胎具時也要考慮到做出的胎具是否能夠輕松地把工件放到鉗口里。從圖2-7可以看出，為了便于鉗口的加工，可把鉗口左右兩側加寬并設計出圓角以減少加工的難度，并在工件的尖角處設計出避讓的位置。為避免工件和胎具尖角處配合干涉，此面只保留兩個側面和一個斜面的配合。將兩鉗口固定到虎鉗上，然后把工件放在胎具中間，向下壓住工件夾緊虎鉗。通過虎鉗夾緊力夾住工件的兩個斜面。工件兩個側面配合時要做到胎具尺寸比工件尺寸雙邊大0.04mm左右的間隙配合。通過五個面的接觸配合來控制工件在胎具中的位置，從而完成工件的三序裝夾。工序三工件裝夾定位圖如圖2-8所示。2.1.2案例加工刀具的選擇本例是醫療器械光電元件的數控加工，材料為鋁合金6061，外形尺寸為50mm?×?48mm?×?31.5mm。此工件外形不存在凹圓角的結構，因此選擇刀具時可以不用考慮凹圓角的問題。但是頂面和側面兩個孔的外型尺寸精度較高，需要精銑加工內圓型腔表面，最小需要精加工的內圓尺寸為8.8mm，因此精加工內圓時需要選擇φ8的鋁用合金刀精加工。此工件型腔內外輪廓均由平面構成，首先對其進行粗加工，粗加工時要去除大量的材料。由于加工時刀具承受的力會很大，所以要選取直徑比較大的鑲片鉆銑刀D16R0.4，這樣加工時就不容易發生振刀、斷刀、崩刃的現象。按照工件上各孔直徑的大小選擇相應的中心鉆和鉆頭加工零件上的孔。由于內階梯孔最小直徑為8.8mm，所以選用φ8合金刀粗加工內孔殘余部分。最后使用φ8鋁用硬質合金刀精銑零件的輪廓、內孔和底面。按照零件加工工藝方案和切削刀具的選擇方式，合理安排零件的加工工藝過程。按照先粗后精、先面后孔、基準統一的原則設計本案例的加工工藝過程單。2.2打開模型文件進入加工模塊(1)啟動NX12.0，單擊左上角【打開】按鈕，在【打開】對話框中選擇光盤“例題”文件夾中2.prt文件，如圖2-9所示。(2)單擊【應用模塊】按鈕，再單擊【加工】按鈕啟動NX12.0加工模塊，如圖2-10所示。(3)打開【加工環境】，默認選擇【CAM會話配置】中【cam_general】，在【要創建的CAM組裝】選項中選擇【mill_planar】平面銑按鈕，單擊【確定】按鈕進入平面銑加工界面，如圖2-11所示。2.3建立父節點組2.3.1創建加工坐標系在【幾何】視圖菜單中創建加工坐標系的操作步驟如下：(1)將【工序導航器】切換到【幾何】視圖頁面，如圖2-12所示。(2)右擊【MCS_MILL】圖標，選擇【重命名】，設置工序一坐標系名稱為【MCS_1】，如圖2-13圓圈1所示，修改方法參考如圖1-103所示，雙擊打開【MCS銑削】對話框。(3)由于毛坯材料沒有經過機加工處理，表面形狀可能不規則，因此為保證各面加工留量均勻，把坐標系放在毛坯中間位置。單擊【坐標系對話框】圖標，如圖2-14圓圈1所示。選擇【對象的坐標系】選項，如圖2-14圓圈2所示。設置坐標為所選擇平面的中心點位置。單擊工件上表面方框，自動捕捉出工件的上表面中心點坐標位置，如圖2-14圓圈3所示。在抬刀安全平面沒有干涉物的情況下，可以選擇默認狀態【自動平面】，安全距離為“10mm”。如有干涉物，則可把安全距離設置為“50mm～100mm”。最后單擊【確定】按鈕退出【MCS銑削對話框】，如圖2-14圓圈4和圓圈5所示。2.3.2創建部件幾何體在【幾何】視圖菜單中創建加工部件幾何體、零件毛坯、檢查幾何體的操作步驟如下：(1)右擊

圖標，選擇【重命名】，設置工序一部件名稱為“1”，如圖2-15圓圈1所示，雙擊打開【工件】對話框，如圖2-15所示。(2)單擊【選擇或編輯部件幾何體】圖標，如圖2-16圓圈1所示，彈出【部件幾何體】對話框。單擊被加工工件使其成橘黃色，然后單擊【確定】按鈕退出【部件幾何體】對話框。(3)單擊【選擇或編輯毛坯幾何體】圖標，如圖2-16方框1所示，彈出【毛坯幾何體】對話框，在【類型】選項中選擇【幾何體】選項，如圖2-17方框2所示。單擊圖中給定的毛坯，如圖2-17方框3所示，單擊【確定】按鈕，如圖2-17方框4所示，返回【工件】對話框，然后再單擊【確定】按鈕退出【工件】對話框設置，如圖2-17方框5所示。(4)在選擇毛坯后，毛坯方框在編輯加工程序中就不再使用，這時我們可以把它隱藏起來，避免后序操作中產生誤操作現象。其具體方法為：單擊毛坯方框，按鍵盤快捷鍵Ctrl?+?B。如果想使其繼續顯示，則使用鍵盤快捷鍵Ctrl?+?Shift?+?K，然后單擊選擇要恢復的圖形退出【顯示】設置。2.3.3創建刀具在【機床】視圖下創建加工刀具步驟如下：(1)單擊【機床】視圖圖標，將【工序導航器】切換到【機床】視圖頁面，如圖2-18所示。(2)單擊【創建刀具】圖標，如圖2-19圓圈2所示，彈出【創建刀具】對話框，如圖2-19所示。(3)單擊【MILL】圖標，創建平底刀。刀具【名稱】位置輸入“D16R0.4”(代表直徑為16mm、圓角半徑為0.4mm的鑲片鉆銑刀)，如圖2-20所示。(4)在【銑刀-5參數】對話框中，直徑設置為“16”，下半徑設置為“0.4”，【刀具號】、【補償寄存器】、【刀具補償寄存器】三項均設置為“1”(此數值代表刀具、刀具半徑補償和刀具長度補償號，為避免發生撞機問題，最好設置為相同數字)。單擊【確定】按鈕完成刀具建立，如圖2-21所示。其他刀具在編輯加工程序前，按照給定參數自行設置。2.3.4創建程序組在【程序順序】視圖中創建加工程序組文件夾，操作步驟如下：(1)將【工序導航器】切換到【程序順序】視圖頁面，如圖2-22圓圈1所示。(2)雙擊【PROGRAM】程序組文字，如圖2-22方塊1所示，修改文件名為“1”(或使用右鍵單擊【PROGRAM】程序組，選擇【重命名】也可實現更改名稱)，如圖2-23方塊2所示。(3)保存文件。2.4批量加工零件的第一序加工2.4.1粗加工程序編制這里使用型腔銑的加工方法完成零件的粗加工程序編制。為了更好地體現出加工程序的先后順序，我們在編程時全部使用【程序順序】視圖來完成程序的編制。具體操作步驟如下：(1)單擊【創建工序】圖標，如圖2-24圓圈1所示，彈出【創建工序】對話框。(2)在【類型】下拉菜單中選擇【mill_contour】曲面銑選項，如圖2-25圓圈2所示。選擇【型腔銑】圖標，如圖2-26圓圈3所示。在【程序】下拉菜單中選擇新建的【底面】程序組，【刀具】下拉菜單中選擇【D16R0.4】的鑲片鉆銑刀，【幾何體】下拉菜單中選擇建立好的【WORKPIECE】幾何體，在【名稱】欄中可以按照加工要求輸入一個程序名稱，本例在這里不做專門修改，按照默認名稱填寫即可，然后單擊【確定】按鈕，如圖2-26圓圈4和圓圈5所示。(3)在彈出的【型腔銑】對話框中，在【幾何視圖】中正確設定【WORKPIECE】。在進入型腔銑時，【指定部件】和【指定毛坯】選項應顯示為灰色，當右側【顯示】圖標為彩色時，單擊可顯示已選擇的幾何體部件。如果進入型腔銑后還能選擇部件和毛坯，則說明【幾何】視圖中的【WORKPIECE】沒有設定，或進入程序前沒有選擇幾何體為【WORKPIECE】。型腔銑編程中一般不用設置【指定切削區域】，【指定檢查】和【指定修剪邊界】根據零件加工需求設置，在本例中不需要設置，如圖2-27所示。(4)單擊【工具】菜單下拉箭頭，顯示已選擇的加工刀具為D16R0.4鑲片鉆銑刀(注：此項工作前序選擇正確的情況下可忽略)，如圖2-28所示。(5)單擊【刀軸】菜單下拉箭頭，顯示出默認刀軸為+ZM軸，三軸加工中心刀軸一般使用+ZM軸，只有在使用多軸機床加工時才會修改此項(注：此選項三軸加工編程時不用選擇，使用默認設置即可)，如圖2-28所示。(6)【刀軌設置】為型腔銑參數設置的主要內容。切削模式選項中一般常用

和

兩種方式，【跟隨部件】適合加工開放輪廓的工件，可以使刀具從外向內加工，并從工件外下刀。【跟隨周邊】更適合加工封閉輪廓的工件，可以使刀具從內向外加工，減少型腔加工時的下刀位置變化。此案例工序一加工時凸臺開放輪廓加工面較多，所以在編程中更適合選擇【跟隨部件】的加工方法，如圖2-29所示。(7)粗加工XY方向刀具步距一般使用刀具直徑的70%～80%，精加工時刀具步距使用刀具直徑的50%以下，80%～100%的XY方向步距一般情況下不推薦使用。若刀具步距太大，則每次切削時相當于滿刀切削，刀具受力過大會影響刀具使用壽命和機床加工精度；其次，若加工步距太大，則加工完的底面光潔度低，會出現接刀痕。因此在【平面直徑百分比】選項中設置數值為“75%”，如圖2-30圓圈2所示。(8)D16R0.4鉆銑刀粗加工時的Z方向步距一般情況下取值0.3?mm～0.7?mm每層。【最大距離】選項設置的就是刀具Z方向的每層步距量，因此設置中間數值為“0.5mm”每層，如圖2-30圓圈3所示。(9)單擊【切削參數】圖標，如圖2-30圓圈4所示，打開【切削參數】對話框。(10)在【切削參數】對話框的【策略】標簽下設置【切削順序】為【深度優先】，【深度優先】會按照不同區域分別由上往下加工，可以減少抬刀和過刀路徑，減少加工時間。【層優先】會按照同一深度在不同區域跳刀加工，從而會增加很多抬刀路徑，增加加工時間。一般情況下優先選擇【深度優先】，如圖2-31所示。(11)在【切削參數】對話框中選擇【余量】標簽，設置【部件側面余量】參數為“0.2mm”，如圖2-32所示。(12)在【切削參數】對話框中選擇【連接】標簽，由于選擇的是【跟隨部件】的切削方式，因此在【連接】標簽下就會增加【開放刀路】的切削方法選擇。在【開放刀路】選項下有兩種切削方法，分別為【保持切削方向】和【變換切削方向】。【保持切削方向】是指加工刀路會按照事先設定好的順銑或逆銑的方法銑削，在每一刀切削后會使用快速提刀回到起始位置繼續加工。【變換切削方向】是指加工刀路會按照最短的距離連接刀路，形成往復式的加工路徑。這種加工方法的優點是減少了不必要的抬刀，提高了加工效率。其缺點是在加工中會形成以一刀順銑一刀逆銑的方式往復加工。粗加工不需要考慮加工表面的質量，只需要提高加工效率即可，因此我們常使用的加工方法為【變換切削方向】。設置完成后單擊【確定】按鈕退出【切削參數】對話框，具體設置如圖2-33所示。(13)單擊【非切削移動】圖標，如圖2-34圓圈1所示，打開【非切削移動】對話框。(14)設置進刀參數首先要設置【封閉區域】下刀參數，型腔內下刀一般采用螺旋下刀的方式。螺旋下刀加工原理：在型腔尺寸能夠滿足螺旋下刀時，選用螺旋下刀的方式進刀。在型腔尺寸不能滿足螺旋下刀時，選用斜線下刀或直線下刀的方式進行。螺旋下刀【直徑】選用刀具直徑的“50%”，【斜坡角度】設置為“5°”，【高度】設置為“1mm”，【最小斜坡長度】設置為“0”(注：加工刀具能夠直線下刀時可以輸入數字為0；如果加工刀具不能直線下刀，此數字最小不能小于50，否則會發生撞機事故)，如圖2-35圓圈2所示。【開放區域】設置進刀長度為刀具直徑的“50%”，抬刀【高度】設置為“1mm”，以盡量減少抬刀距離，如圖2-35圓圈3所示。(15)單擊【非切削移動】對話框【轉移/快速】標簽設置快速抬刀高度。為提高加工速度減少抬刀高度，把【區域之間】和【區域內】的【轉移類型】都改為【前一平面】，并且把抬刀【安全距離】都設置為“1mm”。這樣做的好處是能減少不必要的抬刀，節約加工時間。但大部分快速移刀都是在工件零平面以下進行，所以要求機床的G00運動必須是兩點間的直線運動，不能是兩點間的折線運動，否則會發生撞機事故。加工前一定要在MDI下輸入“G00走斜線觀察機床”的移動方式，如果不對，則需要修改機床參數，或者按照NX12.0【轉移/快速】的初始設置方法，把【轉移類型】全部設置為【安全距離-刀軸】。最后，單擊【確定】按鈕退出【非切削移動】對話框，具體參數設置如圖2-36所示。(16)單擊【切削層】圖標，如圖2-34方框1所示，進入【切削層】對話框。(17)在【切削層】對話框中多次單擊

，將列表中數值全部刪除，如圖2-37圓圈1所示。(18)單擊【范圍定義】里的【選擇對象】，選擇零件如圖2-38圓圈1所示位置。測得加工【范圍深度】為“31mm”，單擊【確定】按鈕退出【切削層】對話框。(19)單擊【進給率和速度】圖標，如圖2-39圓圈1所示，打開【進給率和速度】對話框。設置【主軸速度】為“2500rpm”(注：輸入“2500”后一定要按后面的【計算器】圖標，如圓圈3所示，否則會報警)。【進給率】的【切削】選項設置為“1500mmpm”，【更多】選項中【進刀】為“70%切削”，然后單擊【確認】退出【進給率和速度】對話框，如圖2-39所示。(20)單擊【生成】圖標計算加工路徑。單擊【確定】按鈕退出型腔銑設置，如圖2-40所示。2.4.2二次開粗程序編制因為頂面階梯孔均為平底孔，而且尺寸公差要求較高，所以不能使用鉆頭直接打孔成型，而只能使用平底銑刀銑削內圓。最小銑削圓孔直徑為8.8mm，所以選用直徑為8mm的平底刀進行圓孔毛坯的二次開粗工作。具體操作步驟如下：(1)由【工序導航器】切換至【機床】視圖，然后建立一把直徑為8mm的硬質合金刀，刀號為2號，刀具名稱為D8。(2)使用剩余銑開粗圓孔型腔，在【機床】視圖中右鍵單擊剛編好的【CAVITY_MILL】程序，選擇【復制】選項，如圖2-41(a)所示，然后右鍵單擊【D8】刀具，選擇【內部粘貼】，如圖2-41(b)所示。形成一個新的提示錯誤的【型腔銑】程序，如圖2-42所示。(3)雙擊打開新復制過來的【型腔銑】程序。設置Z向分層【最大距離】為“0.2mm”，如圖2-43所示。(4)單擊【指定修建邊界】圖標，如圖2-44圓圈1所示，彈出【修建邊界】對話框。在工件表面選擇圓型腔外邊界線作為修剪邊界。【修剪側】選擇為【外側】，就是去除邊界線以外的刀具路徑，只保留邊界線以內的刀具路徑。【平面】選擇【自動】，即讓軟件根據所選的邊界線位置自己設定起始平面。具體操作步驟如圖2-44所示。在此案例中二次開粗只需要加工頂部圓孔部分，其余部分都不需要二次開粗加工，所以在這個案例中二次開粗的方法不太適合使用修改【空間范圍】對話框中的【使用基于層的】選項或者使用【參考刀具】的方法，因為使用這兩種方法都會在不需要精加工的斜面部分產生很多多余刀路。(5)單擊【進給率和速度】圖標，如圖2-45方塊1所示，彈出如圖2-46所示對話框，設置【主軸速度】為“4000?rpm”，單擊轉速右側【計算器】圖標，最后單擊【確定】按鈕退出【進給率和速度】對話框。(6)單擊【生成】圖標計算加工程序，生成【型腔銑】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【型腔銑】設置。2.4.3精加工底面程序編制使用φ8平底刀編制加工底面程序操作如下：(1)單擊【創建工序】圖標生成創建精加工底面程序。在【類型】下拉菜單中選擇【mill_planar】平面銑選項，【工序子類型】選項中選擇【底壁銑】加工方法，【程序】選項中選擇【1】程序組，【刀具】選項中選擇上一步已經創建的【D8】銑刀，【幾何體】選項中選擇【1】，最后單擊【確定】按鈕進入【底壁銑】對話框，操作步驟如圖2-47圓圈標記所示。(2)單擊【指定切削區域底面】圖標選擇要加工的底面。單擊型腔底面，如圖2-48圓圈2所示，單擊【確定】按鈕退出【切削區域】對話框，操作步驟如圖2-48所示。(3)勾選【自動壁】圖標前的方框，使其自動捕捉和已選擇底面相鄰的工件側壁為壁幾何體，如圖2-48圓圈3所示。(4)因為被加工表面為開放平面，更適合使用【跟隨部件】的加工方法，所以設置【切削模式】為【跟隨部件】。精加工時XY方向的步距量應小于刀具直徑的50%。在軟件中【最大距離】默認為“50%”，所以不需要修改。【底面毛坯厚度】設置為粗加工時底面的余量，在此選項框中輸入“0.2mm”，操作步驟如圖2-49所示。(5)單擊【切削參數】圖標，如圖2-49方塊1所示。打開【切削參數】對話框，單擊上方【余量】標簽，設置【壁余量】為“0.1mm”(注意：由于此程序是精加工底面程序，所以【最終底面余量】應為“0mm”。工件壁的精加工應由專門的程序去執行，所以給精加工壁的程序留有單邊0.1mm的加工余量)。減小公差的數值提高加工精度，設置【內公差】和【外公差】均為“0.01mm”，如圖2-50所示。(6)在【連接】標簽中設置開放刀路的加工方法為【變換切削方向】，然后單擊【確定】按鈕退出【切削參數】對話框。(7)單擊【非切削移動】圖標，如圖2-49方框二所示，彈出【非切削移動】對話框，單擊左上方【進刀】標簽，在【進刀】標簽中設置進刀參數，如圖2-51所示。(8)單擊【進給率和速度】圖標，如圖2-49方框3所示，彈出【進給率和速度】對話框，設置【主軸速度】為“3500?rpm”，單擊右側【計算器】圖標。設置【進給率】中的【切削】參數為“1000mmpm”。設置【更多】選項中【進刀】為“70%”降低進刀速度，然后單擊【確定】按鈕退出【進給率和速度】對話框，如圖2-52所示。(9)單擊【生成】圖標計算加工程序，生成【底壁銑】加工路徑，單擊【確定】按鈕退出【底壁銑】設置，如圖2-53所示。2.4.4精加工側面程序編制使用φ8的合金刀精加工零件內外輪廓的編制方法如下：(1)使用φ8合金刀精加工外形輪廓。單擊【創建工序】圖標，彈出【創建工序】對話框，在【類型】下拉菜單中選擇【mill_planar】平面銑選項，【工序子類型】選項中選擇【精銑壁】的加工方法，【程序】選項中選擇【1】程序組，【刀具】選項中選擇【D8】銑刀，【幾何體】選項中選擇【1】，最后單擊【確定】按鈕進入【精銑壁】對話框，操作步驟如圖2-54所示。(2)單擊【指定部件邊界】圖標，如圖2-55圓圈1所示，打開【部件邊界】對話框。在邊界