使用UG的加工模塊在裝夾情況下的刀路軌跡生成

孫科 長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院

引言：在實(shí)際的數(shù)控加工中，加工前對(duì)毛坯的定位夾緊是必不可少的一道工序，定位夾緊的可靠性直接影響著加工質(zhì)量的好壞。因此，在用CAM軟件數(shù)控編程時(shí)對(duì)于裝夾的部位，以及讓刀具合理的避開裝夾部位是在生成刀路軌跡時(shí)不得不去考慮的內(nèi)容。

1.用虎鉗夾持的坯料加工

如圖1-1所示,圖左側(cè)為需要加工的簡(jiǎn)單零件體，圖右側(cè)為用UG中的“包容塊”創(chuàng)建好的毛坯。該零件的輪廓形狀并不復(fù)雜，如果用虎鉗進(jìn)行裝夾，考慮到只需加工上、下表面及側(cè)面，需要裝夾兩次，如果按裝夾次數(shù)來(lái)劃分工序，也就是兩個(gè)工序就可完成其零件的加工。

如圖1-2所示，簡(jiǎn)單的建立了用墊塊進(jìn)行定位，用虎鉗夾持坯料的模型圖。加工中先用“可轉(zhuǎn)位銑刀”對(duì)零件的上表面進(jìn)行開粗處理，其銑削區(qū)域是開放的平坦區(qū)域，用普通的平面銑

圖1-1 零件及毛坯圖

就可完成相關(guān)加工。選擇UG中的“mill-planar”模塊，并選擇“平面銑”，進(jìn)行表面的粗加工。通過(guò)調(diào)整相關(guān)的“切削參數(shù)”及“非切削參數(shù)”之后得到的刀路軌跡圖。從圖中可以

圖1－2 生成刀路軌跡圖

看出進(jìn)刀點(diǎn)在虎鉗臺(tái)面的上方，這種進(jìn)刀方式存在一定的危險(xiǎn)性。隨著加工的不斷進(jìn)行，銑削到一定深度時(shí)，刀具離臺(tái)面越來(lái)越近，如果操機(jī)人員“對(duì)刀”中有一定的疏忽，很可能造成刀具與虎鉗臺(tái)面碰撞，因此該銑削中的下進(jìn)刀點(diǎn)并不是理想的進(jìn)刀點(diǎn)。雖然在UG中可以更改非切削參數(shù)中的“起點(diǎn)/鉆點(diǎn)”位置來(lái)改為進(jìn)刀點(diǎn)，但是經(jīng)過(guò)反復(fù)的更改起刀點(diǎn)的位置，刀具的進(jìn)刀點(diǎn)總是在虎鉗臺(tái)面上表面的位置變化。

圖1-3 添加輔助片面圖

圖1-4 曲面驅(qū)動(dòng)在刀路軌跡圖

理想的進(jìn)刀點(diǎn)位置應(yīng)該是虎鉗側(cè)面并沿工件中心線的沿長(zhǎng)線上下刀。如圖1－3所示，為了使下刀點(diǎn)的位置趨于理想化，可以作一個(gè)輔助的片面。輔助面離毛坯表面的高度就是所需銑削的深度。為了使刀具直線下刀時(shí)不與工件發(fā)生碰撞，可以將輔助面相對(duì)于工件橫向端面上延長(zhǎng)一個(gè)刀具半徑再加上2mm的長(zhǎng)度。選擇UG中的“mill_multi-axis”模塊，并把驅(qū)動(dòng)方式改成“曲面”驅(qū)動(dòng)，調(diào)整切削參數(shù)及非切削移動(dòng)后，生成如圖1－4所示的刀路軌跡。從圖中可以看出刀具的下刀點(diǎn)在裝夾臺(tái)面的側(cè)面空白區(qū)域，下刀更安全，同時(shí)刀路軌跡始終沿著直線方向，使走刀更直觀簡(jiǎn)潔

2 用壓板裝夾的坯料加工

在實(shí)際的數(shù)控加工中，除了用虎鉗對(duì)工件進(jìn)行定位裝夾之外，用壓板對(duì)工件進(jìn)行夾緊也用的很普遍。圖2-1是用壓板裝夾的零件毛坯，紅色部分代表壓板指壓，在其表面進(jìn)行開粗處理時(shí)要考慮到刀具避開壓板指壓。為了銑削時(shí)刀具不與指壓碰撞，在指壓附近用線框畫出了安全區(qū)域。選擇UG中的“mill-planar”模塊，并選擇“平面銑”采用“跟隨部件”的

圖2-1 使用壓板裝夾圖

圖1-4 壓板裝夾下的刀路軌跡圖

切削模式，把線框畫出的安全區(qū)域設(shè)定為“檢查區(qū)域”，生成的刀軌路徑如圖2－2所，從圖可以看出，刀路軌跡避開了裝夾區(qū)域。由于裝夾區(qū)域在表面開粗時(shí)沒(méi)有加工到，因此需要在上道工序加工的基礎(chǔ)上再調(diào)整裝夾部位，進(jìn)行第二次開粗加工。圖2－3為第二次開粗的刀路軌跡，針對(duì)上一道工序中左右壓指加工不到的區(qū)域補(bǔ)上相應(yīng)刀路。

圖2-3 第二次開粗的刀路軌跡

3 結(jié)論

利用CAM軟件進(jìn)行數(shù)控加工編程，需要編程人員對(duì)工件的裝夾部位及毛坯大小有全面的了解，知道每一道工序具體的加工內(nèi)容，讓進(jìn)刀點(diǎn)沿著最安全、最簡(jiǎn)單部位進(jìn)刀，使得到的刀路軌跡程序貼近本廠的加工現(xiàn)狀。切不可在不考慮裝夾方式和裝夾部位的情況下進(jìn)行數(shù)控加工程序的編制，這樣輕則會(huì)打斷刀具損壞夾具，重則會(huì)損壞機(jī)床主軸或引來(lái)安全事故。