基于NXCAD/CAM技术在复杂零件加工中的应用——以“数控程序员认证项目”中的题库为例
1 引言
现在的数控程序员认证考试中,要求加工的零件往往很复杂,见图1所示。通过原来的手工编程的方式,在规定的时间内,几乎不可能完成零件的数控加工,更不要说保证零件的尺寸精度和表面质量。因此,只有运用CAD/CAM一体化软件,通过自动编程的方式,来完成零件的数控加工。这里,我们选用NX6软件,充分发挥NXCAD/CAM高度集成的优势来完成复杂零件的数控加工。
2 NX CAD建模
2.1 零件的特点及分析
图1 认证项目的零件图
NX6中的Modeling模块,提供了Sketch(草图)、Curve(曲线)、Form Feature(实体)等模块。选择何种建模方法,主要是依据加工零件的特点而定。我们需要设计的零件见图1所示。结合相关资料,可知材料是YL12,加工性能良好。毛坯尺寸为120×80×30mm。零件表面由凸台、型腔、曲面等构成,内部又包含一些通槽、内孔、斜角等特征,零件结构相当复杂。其主要尺寸公差为IT8级,表面粗糙度为1.6,精度要求比较高。手工编程没有办法完成,要用NX的复合建模法完成。
2.2 零件的实际建模过程
零件的NX CAD流程,如图2所示。零件的NX设计过程,如图3所示。在模型建立之前,先确定零件的主要特征及建立特征的先后顺序。根据零件的主要特征建立创建Sketch(草图),绘制相关曲线,并通过适当的拉伸(Extruded Body)、旋转(Recolved Body)以及布尔运算(Unite、Subsection、Intersect)等操作建立零件的主要特征,再利用修剪、倒圆、倒角等操作形成零件的实体造型。
图2 零件的NX CAD流程图
图3 零件的NX设计过程
3 NX CAM数控加工
3.1 工艺分析及加工工艺路线设计
由零件图纸分析外形结构可知,第一次装夹以毛坯底面为粗基准进行定位,将零件的下表面铣削开槽。然后翻身以该下表面的两条槽为精基准进行定位第二次装夹。夹紧后,铣削上表面和其它项目。这样加工,可以减少夹具难度,又能保证零件上下底面的平行度。按零件的加工工艺方案,如表1的所示。利用NX的CAM功能,创建相应的加工操作,对应生成一个刀具轨迹文件并最终转换成NC程序,完成加工。
表1 零件的加工工艺方案
3.2 创建零件的加工操作
进入NX CAM模块,选择“cam_general”,设置“mill_contour”并确认,初始化加工环境,然后依次创建程序、创建刀具、创建几何体及创建操作,其余选择系统默认设置。
(1)零件的粗加工;选择“CAVITY_MILL”操作,打开对话框,设置如下:指定切削区域为整个零件;刀具选择“T03_D14”,补偿号选择“3”;方法选择“MILL_ROUGH”;切削模式选择“跟随部件”;平面百分比选择“75%”,全局每刀深度选择“3mm”;进给速度选择“2000r/min”,进给量选择“200mm/min”;部件余量为“0.5mm”;其余设置采用默认值,其粗加工效果如图4所示。其他刀具的粗加工类似。
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