第6章 車削加工課件

1、車削加工是機(jī)械加工中最主要的加工方法之一，主要用來加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體類零件。和前面介紹的平面銑和型腔銑加工類似，UG NX CAM在車削、鉆孔加工方面也具有強(qiáng)大的功能。本章詳細(xì)介紹車削、鉆孔等加工的刀具設(shè)置、加工參數(shù)設(shè)置等方法，并附實(shí)例加以說明。第第6章章 車削加工車削加工6.1 入門引例NX車削模塊提供了粗車、精車、車退刀槽、車螺紋和鉆孔循環(huán)等加工類型。能準(zhǔn)確控制進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速和加工余量等參數(shù)。對(duì)于如圖6-1所示的回轉(zhuǎn)體外表面，可利用NX車削模塊完成車削加工。打開NX8.0，從“開始”切換到加工模塊。如圖6-2所示，系統(tǒng)彈出【加工環(huán)境】對(duì)話框。在“CAM會(huì)話配置”中選擇“cam_gen

2、eral”或“l(fā)athe”，在“要?jiǎng)?chuàng)建的CAM設(shè)置”中選擇“turning”，單擊【確定】按鈕，完成加工環(huán)境的初始化。圖圖6-1 6-1 零件圖零件圖展開操作導(dǎo)航器，切換至幾何視圖，然后雙擊“MSC_SPINDLE”，彈出【Turn Orient】對(duì)話框，選擇加工平面為ZM-XM，其它選項(xiàng)保持默認(rèn)，如圖6-3所示。在操作導(dǎo)航器中雙擊“WORKPIECE”，彈出“工件”對(duì)話框，如圖6-4所示。圖6-2 【加工環(huán)境】對(duì)話框 圖6-3 加工坐標(biāo)系和加工平面的確定 圖6-4 工件對(duì)話框 圖6-5 車加工橫截面確定選擇“工具”“車加工橫截面”，彈出6-5所示的對(duì)話框，保持缺省的“全剖”選項(xiàng)，鼠標(biāo)選項(xiàng)車削

3、零件，單擊鼠標(biāo)中鍵，【確定】按鈕變亮，單擊【確定】，生成零件橫截面，如圖6-6所示。 圖6-6 零件橫截面在操作導(dǎo)航器中雙擊“TURNING WORKPIECE”，彈出車削邊界對(duì)話框，如圖6-7所示。選擇“指定毛坯邊界”圖標(biāo)，彈出選擇毛坯對(duì)話框，如圖6-9所示。輸入長度為102，直徑為41，單擊【確定】按鈕。創(chuàng)建車削加工的刀具。單擊“創(chuàng)建刀具”圖標(biāo)，彈出【創(chuàng)建刀具】對(duì)話框，如圖6-10所示。選擇標(biāo)準(zhǔn)車刀，參數(shù)采用缺省值，設(shè)置如圖6-11所示。圖6-8 車削邊界定義 圖6-9 定義毛坯 圖6-10 創(chuàng)建刀具對(duì)話框 圖6-11 車刀尺寸定義對(duì)話框 在【加工創(chuàng)建】工具條中單擊，彈出【創(chuàng)建操作】對(duì)話框

4、，在操作子類型中選擇圖標(biāo)，參數(shù)設(shè)置如圖6-12所示。單擊【確定】按鈕，彈出【粗車_OD】對(duì)話框內(nèi)，保持缺省值，輸入“步進(jìn)”中最大值為2mm，如圖6-13所示。單擊圖標(biāo)，生成加工軌跡，如圖6-14所示。圖6-12 【創(chuàng)建操作】對(duì)話框 圖6-13 【粗車-_OD】對(duì)話框圖6-14 加工刀具軌跡6.2 車削加工概述6.2.1 概述車削加工的加工對(duì)象主要是各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面、中心孔、圓錐面、環(huán)槽、回轉(zhuǎn)體成型面等）和回轉(zhuǎn)體的端面以及螺紋等。這種加工方式的共同特點(diǎn)是以車刀或鉆頭為主要切削工具，進(jìn)行各種車削加工。UG NX8.0 CAM車削加工包含粗車（Roughing）、精車（Finishing）、

5、中心孔加工（Centerline Drilling）、鏜孔（Boring）及旋轉(zhuǎn)體加工（Rotating）等功能。車削加工通常指對(duì)零件外表面和外端面的加工；鏜加工是對(duì)于內(nèi)表面和腔體的加工；中心孔加工包含中心孔的鉆削、鉸孔及攻絲等。旋轉(zhuǎn)體加工包括車槽、車螺紋、切斷等操作。加工模塊提供了21種加工子類型。NX8 車削加工的特點(diǎn)如下：使用固定切削刀具加強(qiáng)并合并基本切削操作。為車床提供了更強(qiáng)大的粗加工、精加工、開槽、螺紋加工和鉆孔功能，該模塊使用方便，具備了車削的核心功能。粗加工和精加工的“切削區(qū)域”是“自動(dòng)檢測(cè)”的，能更快地獲得結(jié)果。教學(xué)模式操作具有最大的靈活性，特別是希望手工將刀具控制到位的時(shí)候。

6、提供了動(dòng)畫功能，如刀軌回放中的材料移除過程顯示和處理中的工件的 3D 顯示。可以更好地支持在一個(gè)編程會(huì)話中以及為機(jī)床創(chuàng)建車削、銑削和鉆孔操作。允許為多個(gè)主軸設(shè)置創(chuàng)建 NC 程序。系統(tǒng)使您能夠連續(xù)規(guī)劃每個(gè)單獨(dú)子主軸組的加工工藝，然后重新排列操作順序。6.2.2 車削加工的步驟1. 準(zhǔn)備工作 把待加工部件和工件（毛坯）的實(shí)體模型進(jìn)行裝配。 設(shè)置程序零點(diǎn) MCS 標(biāo)識(shí)“部件”和“毛坯”幾何體到 CAM 系統(tǒng) 選擇和安裝使用的刀具（可以在編程過程中執(zhí)行）。2. 編程工作 創(chuàng)建面加工操作 創(chuàng)建中心線鉆孔操作 創(chuàng)建粗加工操作 創(chuàng)建精加工操作 管理程序3. 最終活動(dòng) 檢查程序（完整檢驗(yàn)、可視化、機(jī)床仿真）

7、后處理 創(chuàng)建車削加工刀具 6.3 創(chuàng)建車削加工刀具創(chuàng)建車削加工刀具在UG NX車削中，車削加工刀具主要包含中心孔鉆頭、標(biāo)準(zhǔn)車刀、切槽車刀、螺紋車刀以及成型車刀等幾種。其中，標(biāo)準(zhǔn)車刀又包括外圓車刀和內(nèi)孔車刀，標(biāo)準(zhǔn)車刀的形狀以菱形為主，切槽車刀多為長梯形。不同的車刀對(duì)應(yīng)著不同的車削加工類型，選擇車刀時(shí)，首先要考慮車削加工的部位，其次考慮刀具的形狀和尺寸。刀具編號(hào)可以反映出其適宜加工的類型，比如“OD-80-L”表示刀刃在左側(cè)的外圓車刀，刀尖角度為80度。其中：OD表示外表面加工，80表示刀具的方向角度，L表示左側(cè)。具體刀具創(chuàng)建如圖6-16所示。下面簡要介紹各種車削加工類型常用的刀具。1. 中心孔鉆

8、頭中心孔鉆削是利用車削主軸中心線上的固定刀具（鉆頭）和旋轉(zhuǎn)的工件來進(jìn)行鉆孔，在圖6-16所示的【創(chuàng)建刀具】對(duì)話框中，單擊“SPOTDRILLING_TOOL”或“DRILLING_TOOL”按鈕，再單擊【確定】按鈕，彈出如圖6-17所示的【鉆刀】對(duì)話框。2. 標(biāo)準(zhǔn)車削刀具標(biāo)準(zhǔn)車刀的定義主要包括刀具外形尺寸和刀柄幾何尺寸，在【創(chuàng)建刀具】對(duì)話框中，單擊按鈕，系統(tǒng)彈出如圖6-18所示的【車刀-標(biāo)準(zhǔn)】對(duì)話框。（1）“鑲塊”選項(xiàng)組該選項(xiàng)組用來指定ISO刀片的形狀和位置。ISO刀片形狀：該選項(xiàng)用來定義刀片的形狀，包括平行四邊形、菱形、六邊形、八邊形、五邊形、矩形、圓形、正方形以及三角形等不同形狀，用戶也可

9、以選擇“用戶定義形狀”來創(chuàng)建自己的刀片。刀片位置：該選項(xiàng)定義主軸的選擇方向，車床主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)選擇頂側(cè)，逆時(shí)針時(shí)選擇底側(cè)。（2）“尺寸”選項(xiàng)組該選項(xiàng)組用來顯示刀尖角度，指定刀尖半徑和方向角度。刀尖角度：用來顯示或者輸入刀片的刀尖角度。系統(tǒng)根據(jù)所選刀具ISO 插入形狀取值，如果是用戶自定義的刀具，則該選項(xiàng)被激活，在其文本框中輸入數(shù)值已定義刀尖角。刀尖半徑：用來定義刀尖圓角的半徑。方向角度：刀具刃口與加工表面之間的夾角，確定刀柄相對(duì)于車窗主軸軸線的位置。（3）“刀片尺寸”選項(xiàng)組該選項(xiàng)組用來設(shè)置刀片的尺寸。“測(cè)量”下拉選項(xiàng)中有【切削邊緣】、【內(nèi)切圓（IC）】以及【ANSI（IC）】等3種方式分別指

10、定刀片的切邊長度尺寸、刀片內(nèi)切圓直徑和ANSI標(biāo)準(zhǔn)的刀片內(nèi)切圓直徑，從而設(shè)定刀片尺寸。（4）“更多”選項(xiàng)組該選項(xiàng)組包含“退刀槽角”、“厚度代碼”和“厚度”選項(xiàng)，用來設(shè)置刀片的刃傾角和刀片的厚度。3. 車槽刀具 車槽刀具用于零件中的退刀槽等凹槽結(jié)構(gòu)，圖6-16中車槽刀具包括三種，對(duì)應(yīng)不同的切削面，單擊按鈕，彈出如圖6-19所示的【槽刀-標(biāo)準(zhǔn)】對(duì)話框，其參數(shù)設(shè)置大多與標(biāo)準(zhǔn)車刀相似，下面對(duì)某些選項(xiàng)進(jìn)行說明。4. 螺紋車刀車制內(nèi)外螺紋時(shí)，用到螺紋刀具。圖6-4中螺紋刀具圖標(biāo)，選擇其中一個(gè)，進(jìn)行螺紋車刀的定義，如圖6-20所示。螺紋車刀包含兩種：標(biāo)準(zhǔn)螺紋車刀和梯形螺紋車刀。刀片形狀選擇【標(biāo)準(zhǔn)螺紋車刀】時(shí)

11、，使用刀尖半徑參數(shù)定義刀尖尺寸；當(dāng)選擇【梯形螺紋車刀】時(shí)，使用刀尖寬度參數(shù)定義刀尖尺寸。螺紋刀具的另一個(gè)參數(shù)為刀尖偏置， 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)螺紋車刀來說，此參數(shù)是刀尖底部與刀具側(cè)面的間距，對(duì)于梯形螺紋車刀來說，此參數(shù)表示刀尖右側(cè)點(diǎn)與刀具左側(cè)面的問距。6.4 創(chuàng)建幾何體車削加工的零件為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，因此車削加工幾何體可認(rèn)為是二維結(jié)構(gòu)，通過邊界來定義。車削加工幾何體由加工坐標(biāo)系、零件、毛坯以及避讓幾何體組成。實(shí)際操作中通常先定義加工坐標(biāo)系，確定車削的主軸，之后通過主軸來定義車削橫向截面，得到待加工旋轉(zhuǎn)體的截面邊界結(jié)構(gòu)，再根據(jù)得到的邊界定義零件與毛坯。6.4.1 加工坐標(biāo)系根據(jù)車削加工的特點(diǎn)可知，加工坐標(biāo)系只需

12、定義在二維界面上。在車削加工環(huán)境下，單擊創(chuàng)建幾何體按鈕，彈出如圖6-21所示的【MCS主軸】對(duì)話框。在確定加工的加工坐標(biāo)系時(shí)，加工坐標(biāo)系的方向必須和機(jī)床坐標(biāo)軸的方向一致，加工坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系應(yīng)該在同一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)上。圖6-21 【MCS主軸】對(duì)話框圖6-22 數(shù)控車床的坐標(biāo)系 圖6-23 設(shè)定編程坐標(biāo)系1. 機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)控車床與數(shù)控銑床一樣，以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來的直角坐標(biāo)系稱為機(jī)床坐標(biāo)系。數(shù)控車床的機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的，它是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)。其坐標(biāo)軸及方向按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其坐標(biāo)原點(diǎn)的位置則由各機(jī)床生產(chǎn)廠設(shè)定，一般情況下，不允許用戶隨意變動(dòng)。2. 車床工作平面

13、 車床工作平面是指車刀運(yùn)動(dòng)的二維平面，是由機(jī)床坐標(biāo)系中的二個(gè)軸組成。此處有二個(gè)選項(xiàng)，即ZM-XM和XM-YM。為了使編程坐標(biāo)系方向與機(jī)床坐標(biāo)系方向一致，建議使用車床工作平面為“ZM-XM”。 車床工作平面第一個(gè)軸是指主軸軸線，即數(shù)控車床編程中的Z軸，使用 ZM-XM則ZM為主軸；另一個(gè)軸則是數(shù)控車床編程中的X軸。6.4.2 車削幾何體（WORKPIECE） WORKPIECE（工件） 主要設(shè)置包括：指定部件、指定毛坯、指定檢查等。如圖6-25所示。（1）指定部件與平面銑一樣，在繪圖區(qū)域中直接選中要加工的模型即可。（2）指定毛坯選中“指定毛坯”圖標(biāo)后，可以用來選取毛坯。具體方法同2.5中“銑削幾

14、何體”。6.4.3 車削橫向截面車削加工橫截面用來生成旋轉(zhuǎn)體過軸線的截面，得到零件橫截面的邊界線，從而精確定義車削加工的零件邊界和毛坯邊界。在主菜單中，選擇“工具”“車加工橫截面”命令，彈出如圖6-26所示的【車加工橫截面】對(duì)話框?？梢赃x擇生成簡單截面，由一個(gè)平面進(jìn)行切割產(chǎn)生，也可以生成復(fù)雜截面，使用多個(gè)通過軸線的平面進(jìn)行切割產(chǎn)生。選擇整個(gè)部件，然后單擊按鈕或單擊鼠標(biāo)中鍵，再單擊【確定】按鈕，完成橫截面的生成。6.4.4 車削零件幾何體（TURNING WORKPIECE）在導(dǎo)航器中右鍵單擊“TURNING_WORKPIECE”，或雙擊該選項(xiàng)，彈出如圖6-27 所示的【車削工件】對(duì)話框。在此可

15、指定部件邊界及毛坯邊界。1. 部件邊界的定義部件邊界即被車削零件的外輪廓，如果已經(jīng)指定了“車加工橫截面”，那么默認(rèn)的部件邊界是整個(gè)回轉(zhuǎn)體工件的半面輪廓邊界，在“部件邊界”對(duì)話框中只要點(diǎn)擊【確定】即可。2. 毛坯邊界的定義（1）“棒料”按鈕 該按鈕用來定義棒料毛坯，適合于定義實(shí)心的加工幾何體。單擊該按鈕，“點(diǎn)位置”選項(xiàng)組用來指定毛坯的安裝位置，“在主軸箱處”表示毛坯軸線與主軸方向相同，“遠(yuǎn)離主軸箱”表示毛坯軸線與主軸方向相反，通常選擇在主軸箱處。指定直徑、長度來定義毛坯的幾何尺寸。（2）“管材”按鈕該按鈕用來定義管料毛坯，適合于定義帶有中心孔的加工幾何體。定義方法與棒料的方法相同。（3）“從曲線

16、”按鈕與零件幾何體的定義類似，毛坯幾何體也可以通過指定曲線邊界來定義，選擇圖標(biāo)，單擊“選擇”，彈出【毛坯邊界】對(duì)話框。通過選取面、線或點(diǎn)等方式定義邊界曲線。（4）“從工作區(qū)”按鈕該按鈕用來選擇已有的工件作為毛坯，適用于同一主軸上加工多個(gè)零件。6.4.5包容幾何體 包容幾何體用于規(guī)定車削加工的區(qū)域范圍。在定義零件幾何體時(shí)，通常選取區(qū)域廣闊的零件邊界，但針對(duì)某個(gè)車削操作時(shí)，往往需要僅對(duì)某些部位進(jìn)行加工，在不重新定義零件邊界的前提下，通過定義包容幾何體來限制加工區(qū)域的范圍，不允許對(duì)區(qū)域外的部分進(jìn)行加工。 在【創(chuàng)建幾何體】對(duì)話框中選擇“包容幾何體”按鈕，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入【空間范圍】對(duì)話框。定義包

17、容幾何體的方式有兩種，即修剪平面和修剪點(diǎn)。6.5 中心孔加工 采用車削進(jìn)行中心孔加工能夠保證較高的位置精度和表面粗糙度，NX 8提供的中心孔操作包括中心孔鉆削、锪孔、啄鉆、斷屑鉆、餃孔和攻絲等。中心孔操作對(duì)話框如圖6-40所示，選擇不同的孔加工操作，其參數(shù)也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，下面對(duì)其中一些常用的加工參數(shù)進(jìn)行介紹。1. 循環(huán)類型（1）循環(huán)“循環(huán)”用來設(shè)置中心孔加工的循環(huán)類型。系統(tǒng)提供了6種循環(huán)方式：“鉆”、“鉆，深”、“鉆，斷屑”、“攻絲”、“攻絲，淺”和“鏜”。鏜孔標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)的刀具運(yùn)動(dòng)過程，取決于機(jī)床和后置處理器。典型的鏜孔運(yùn)動(dòng)為：刀具進(jìn)給到孔的最終深度后回退到操作安全點(diǎn)。（2） 輸出選項(xiàng)為了讓

18、系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算鉆孔的刀具路徑，選擇“已仿真”選項(xiàng)。（3） 進(jìn)刀距離定義刀具沿軸線移動(dòng)，開始鉆孔時(shí)的距離。（4） 主軸停止在刀具從工件處返回前，停止主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（5） 退刀該選項(xiàng)用來定義刀具的退出點(diǎn)，包括“至起始位置”和“手工”兩個(gè)選項(xiàng)。“至起始位置”是指退刀時(shí)回到起始點(diǎn)；“手工”是指定義新的退出點(diǎn)。2. 起點(diǎn)和深度（1）起始位置該選項(xiàng)用來定義刀具的起始點(diǎn)，有“自動(dòng)”和“指定”兩個(gè)選項(xiàng)。選擇“自動(dòng)”選項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)指定起始點(diǎn)；選擇“指定”選項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)“指定點(diǎn)”選項(xiàng)，可以通過“點(diǎn)對(duì)話框”或“自動(dòng)判斷的點(diǎn)”來指定起始點(diǎn)。（2）入口直徑將進(jìn)行擴(kuò)孔操作的孔的外徑，主要空口的锪孔。（3）深度選項(xiàng)該選

19、項(xiàng)用于指定中心孔加工的深度。系統(tǒng)提供了6種深度指定方式，下面對(duì)其進(jìn)行說明。6.6 粗車加工粗車加工是用來高效去除大部分材料的加工方式，為后續(xù)的精加工做準(zhǔn)備。單擊下拉菜單【插入】【工序】，或單擊工具條上的“創(chuàng)建工序”圖標(biāo)，彈出如圖6-42所示的【創(chuàng)建工序】對(duì)話框，選擇“粗車外圓”，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入【粗車 OD】對(duì)話框，如圖6-43所示。6.6.1 粗車加工類型車削加工操作包括粗車加工、精車加工、槽加工、中心孔加工、Teach Mode 以及零件截?cái)嗟炔僮鳌４周囎宇愋皖愃朴阢娤骷庸ぶ械募庸し椒?，選擇不同的子類型，也就是選擇了不同的刀具走刀形式。粗車加工各子類型含義如表6-1所示。6.6.2

20、粗車加工操作 粗車加工中需設(shè)置切削策略、合適的加工方法和進(jìn)刀/退刀路線等。下面介紹如圖6-43 所示的【粗車 OD】對(duì)話框中的主要的加工參數(shù)。 1切削策略 切削策略是刀具的走刀方式，應(yīng)根據(jù)不同的毛坯和零件形狀選用不同的切削方式。下面對(duì)各種切削策略進(jìn)行說明。2刀軌設(shè)置方法：該選項(xiàng)指定了車削加工的方法，包括Lathe auxiliary、Lathe centerline、Lathe finish、Lathe groove、Lathe rough和Lathe thread等六種加工方法。步進(jìn)角度：該選項(xiàng)用以確定刀具的運(yùn)動(dòng)方向和坐標(biāo)軸的夾角，包括“指定”和“矢量”兩個(gè)選項(xiàng)。選擇“指定”時(shí)，在“與XC的夾角”文本框中輸入數(shù)值就可確定刀具的運(yùn)動(dòng)方向；選擇“矢量”時(shí)，彈出“指定矢量”選項(xiàng)，可以通過選擇矢量來確定刀具的運(yùn)動(dòng)方向。切削深度：用于定義各切削層的加工深度，其選項(xiàng)如下。3變換模式該選項(xiàng)用來指定切削區(qū)域中的低谷區(qū)域內(nèi)的切削加工順序?！白儞Q模式”的設(shè)