弥勒佛雕像的五轴加工解析.docxVIP

弥勒佛的五轴加工解析 图样技术要求及毛坯 弥勒佛的3D图，如图3－123所示。 图3－123 弥勒佛的造型 弥勒佛的毛坯图如图3－124所示。毛坯采用直径为Ф80mmX135mm的2A12硬铝，在工件的底面Ф43mm分度圆上加工4个M8螺纹孔深15mm，保证4个M8螺纹孔分度圆与毛坯外圆同轴。毛坯表面粗糙度为Ra1.6μm。 图3－124 弥勒佛的毛坯 图样分析 弥勒佛显然是三轴数控加工所不能完成的，所以必须在五轴联动机床上进行加工效果最好。弥勒佛造型由若干个片体构成，表面粗糙度直接影响到加工零件的美观性，所以表面粗糙度要求全部达到Ra3.2μm以上。 工艺分析 弥勒佛是一个相当复杂的加工任务，我们可以初步规划加工过程，将其分为四大步：粗加工、初加工、半精加工、精加工。 确定定位基准 工件坐标系我们选择在弥勒佛的顶部中心，即X、Y选择在工件的回转中心、Z在毛坯上端面上。 加工难点 CAM软件的编程； 弥勒佛属于细长类工件，顶端加工时刚性较差，容易引起振动，所以减少加工时的振动是提高表面粗糙度的方法之一； 选用合理的加工工艺提高工件的表面粗糙度。 刀具干涉检查 定义刀具时，设计好安装时刀柄形状，用仿真的方法来检查刀柄的干涉。 重点编程功能的掌握 模型区域清除； 刀具路径裁剪； 曲面投影精加工； 工艺方案 通过对3D模型的分析，在工艺分析的基础上，从实际出发，制定工艺方案。从工件的几何形状分析，五道工序完成工件的全部加工内容。加工顺序为： 第一道工序：将工件沿X轴倾斜正90°，利用3+2轴开粗，深度大于最大侧母线2mm； 第二道工序：将工件沿X轴倾斜负90°，利用3+2轴开粗，深度大于最大侧母线2mm； 第三道工序：初加工，去除3+2轴开粗，去除剩余的余量，为半精加工做准备； 第四道工序：半精加工，为精加工留有0.2mm余量，保证精加工加工的余量均匀； 第五道工序：利用小直径的刀具精加工，提高工件表面的粗糙度，切削速度避开机床共振点。 确定程序设计思路 第一道工序：利用模型区域清除方式去除1/2部分余量，采用小切深、快走刀方式加工； 第二道工序：利用模型区域清除方式去除另外1/2部分余量，也采用小切深、快走刀方式加工； 第三道工序：利用大直径硬质合金加工铝材的球头铣刀直线投影精加工的方式，去除粗加工剩余的不均匀留量； 第四道工序：利用小于上述直径的加工铝材的球头铣刀用直线投影精加工的方式，去除留量为精加工提供均匀的留量； 第五道工序：利用小直径的刀具进行精加工，提高工件表面的质量。 加工工艺卡片 表3-7 加工工艺参数表 序号 工步 刀具名称 规格 转速 进给 切宽 切深 坐标系 1 开粗 立铣刀 D20R1 3500 2500 18 1 2 2 开粗 立铣刀 D20R1 3500 2500 18 1 3 3 初加工 球头铣刀 D6R3 7000 3000 1 1 4 半精加工 球头铣刀 D4R2 8000 4000 0.5 1 5 精加工 球头铣刀 D2R1 12000 5000 0.08 1 编写加工程序步骤 这个加工任务比较复杂，其复杂性最主要就体现在加工程序的编制上，因此应当首先明确在利用CAM软件生成加工程序这项工作中我们需要做什么，然后再一步一步地实施。 首先确定用什么CAM软件来编程：我们用Powermill 2017软件来编程，因为此软件在多轴编程过程中具有独到的优势，其优势见第一篇的Powermill 2017软件介绍。编程的步骤为：先导入3D模型、建立坐标系、选择加工刀具、选择加工方法，再创建加工操作，设定好加工参数，最后生成加工刀具路径。 导入几何体 导入弥勒佛3D实体到编程软件，如图3-125所示。 图3-125 导入弥勒佛几何体 创建毛坯 建立加工所用毛坯，直径80mm，长135mm,锁定世界坐标系。如图3-126所示。 图3-126 建立毛坯 建立编程用坐标系 根据加工方法建立加工所用坐标系。第一步开粗，建立一个坐标系“2”；第二次开粗，建立“3”；其余3个加工方式，建立坐标系“ZBX”。如图3-127 所示。 图3-127 建立坐标系 创建加工用刀具 加工弥勒佛需要用到五把刀具：直径Ф20mm的立铣刀D20R1、直径Ф6mm的球头铣刀D6R3、直径Ф4mm的球头铣刀D4R2、直径Ф2mm的球头铣刀D2R1。 创建加工刀具路径 第一道工序： 激活2号坐标系，激活立铣刀D20R1，选择模型区域清除模式，打开对话框,设定刀具路径名称D20R1，如图3-128所示。 图3-128 模型区域清除 点击对话框中的坐标系，确认是否是2号坐标系；点击对话框中的毛坯，确认是世界坐标系定义的毛坯；点击刀具，确认是否是牛鼻刀D20R1；点击机床和界限，此两项不用设置；点击模型区域清除，选取切削方向均为任意，余量为0.5。行