WorkNC G3 V19 标准培训教材(下).pdf
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1、 181 注释 第 4 章 刀具路径参数设定详解 本章主要介绍建立刀具路径的一般参数设定,以及局部加工的范围限定和加工 曲面的建立和选择。 182 注释 4.1 加工范围和 CAM 图形 4.1.1 加工区域 (1) 窗口 点击全部按钮,软件将自动将加工范围扩大到工件最外边界 手动设定 X,Y 最小值,最大值来限定工件加工范围。 (2)扩大窗口 在扩大窗口区域输入数值,然后勾选扩大窗口,软件将向 4 周扩大加工范围。 同时勾选扩大窗口和刀具直径及预留量,软件将扩大相应数值的加工范围。 图片说明: 默认窗口范围:刀具中心停留在窗口 边界上 窗口扩大:刀具停留在曲面边界外 侧 (3)视角 通过定义
2、视角来限定加工范围,此时无需窗口范围将隐藏掉。 通过定义倾斜的视角来做 3+2 轴(固定 5 轴)加工,此时视角既定义了固定 5 轴的 刀具轴方向,同时定义了固定 5 轴的加工范围。 183 注释 (4)边界曲线 边界曲线是由一条或多条曲线组成的加工曲线集合, 这些曲线可以是 2D 或者 3D 曲线,用来深入细化加工范围。 加工范围的限定由窗口(或视角)与边界曲线的交集部分所决定。 图片说明: 加工范围限定由窗口内部的边界曲线所决定 加工范围限定由窗口和边界曲线的交集所决 定,窗口范围大小将被优先考虑 边界曲线的选择 a) 点击图标选择加工曲线或直接建立曲线并选取请参见“CAM 图形的建立”
3、b) 如果事先已经建立了曲线,也可以对话框内选择加工曲线 c) 点击选择按钮 d) 在弹出的下拉列表内选择相应的加工曲线名称 184 注释 载入加工视角 如果加工曲线是 2D 曲线,那么同时勾选载入加工视角可将该 2D 曲线作为一个视角来限定加 工范围,WorkNC 在运算刀路时只计算视角范围内的图形形状,从而可以提高计算速度。 刀路接触到加工曲线的停止条件 a) 刀具中心压在线上 b) 刀具边界压在线内 c) 刀具边界压在线外 d) 刀具边界与边界线接触点相切 点击图标可以移除当前边界曲线设定 185 注释 (5)加工深度 加工深度可以用来限定加工坐标系统内的 Z 向加工深度。 当需要加工至
4、图形上某一平面时, 点击图标在图形区域选择图形上的平面,并确定。 当图形在需要加工深度没有相应的平面时,点击未设定按钮,在下拉列表内选择模 式及设定 Z 向深度。 a) 点击未设定按钮 b) 在弹出的加工深度对话框内选择模式并设定 Z 向深度数值 186 注释 深度选项: 此选项意味着不设定加工平面,刀路将加工到工件的 Z 向最低位置,并且刀具的 侧刃将会接触到曲面的边界后提刀。 此选项设定加工平面,刀具的刀尖触碰到此平面后提刀。 此选项设定加工平面,并且相当于在此平面的 Z 向高度建立了一张平面曲面;此 平面曲面的加工范围由窗口,或视角与边界曲线的交集所限定;因此刀路将在此平面 曲面上生成,
5、当刀路到达限定的加工范围时提刀。 设定 Z 轴深度 在此区域手动设定 Z 向深度,或者点击工件最低位置按钮,让系统自动设定。 187 注释 (6)加工曲面设定 此功能可以通过选取一些曲面建立加工曲面集合;通过选择不同的加工曲面集 合建立曲面群组; 在曲面群组内部针对不同加工曲面集合设定为加工曲面, 保护曲面, 忽略曲面。 曲面群组将与窗口(或视角)及边界曲线共同限定加工对象的范围。 点击图标可以移除当前加工曲面设定。 点击按钮可以选择已经建立好的加工曲面群组。 点击图标可以转入图形区域选择曲面建立加工曲面集合然后建立加工曲面群组。 初次选择加工曲面设定 a) 点击图标转入图形区域,弹出选择需加
6、工的曲面对话框。 188 注释 b) 点击创建加工曲面集合按钮,弹出选择需加工的曲面对话框 c) 点击图标建立新的加工曲面集合 d) 在图形显示区域选择需要加工的曲面并右键确认选择 紫色表示选择状态; 绿色表示设为加工面; 189 注释 e) 再次点击图标建立新的加工曲面集合,这次我们选择边上的曲面作为保护面, 并同时设定保护距离。 f) 更改曲面集合功能(把加工曲面变更为保护曲面) ,鼠标右键点击加工,在弹出的下 拉列表内选择保护,然后在值那一栏设定保护距离。 默认设为加工面 190 注释 g) 点击确定返回参数设定界面,完成加工曲面设定。 对于事先已经建立了加工曲面集合的情况 a) 点击图
7、标转入图形区域,弹出选择需加工的曲面对话框。 b) 选择一个已经设定好的群组后点击确定。 保 护 曲 面 以 绛红色显示 191 注释 4.1.2 CAM 元素的建立 CAM 图形包含加工视角,加工曲线,加工曲面集合等元素。 (1)加工视角 加工视角的作用: 减少加工区域。 定义刀具轴方向,常用于固定 5 轴加工或部分联动 5 轴加工。 建立视角的方式主要有以下两种: 通过工作目录管理器 a) 点击 CAM 图形 标签来扩展子项目(共 6 个子项) 。 b) 右键点击加工视角栏。 c) 在右键关联菜单选择新建加工视角。 通过图形区域 a) 右键点击工件。 b) 弹出可作操作对话框; c) 在关
8、联菜单内选择新建视角 192 注释 从视图区域新建视角 在上述 2 种方式中,都可以弹出下列窗口: 建议直接通过视图区域建立视角然后根据需要调整视角大小。 d) 如有需要,改变视角名称。 e) 点击视角的边框,然后拖拽至指定位置。 193 注释 (2)曲线 加工曲线是由一些连续的线段或曲线构成。曲线的方向由端点来控制。 根据端点的位置,定义为 2 种曲线类型 : 开放式: 起点与端点位置不同。 封闭式: 起点与终点重合。 根据曲线的作用,分为以下两种曲线类型: 驱动曲线: 引导刀具切削方向。 边界曲线: 限定加工区域。 建立曲线集方式有以下两种: 通过工作目录管理器 a) 点击 CAM 图形来
9、扩展子项目,右键点击曲线,然后在关联菜单内选择新建曲线集 合 通过图形区域 a) 右键点击工件然后在关联菜单内选择新建曲线集: 194 注释 在上述 2 种方式中,都可以弹出下列窗口: 在此窗口内,你可以做如下操作: 建立曲线集,开放式或封闭式。 编辑已经存在的曲线集。 生成已经存在曲线的在平面内的偏移曲线。 以下图为列,我们需要利用曲线来加工图形的上部,操作如下: 直接选择曲线 a) 点击 图标以便观测整个工件. b) 依次点击曲面的边界直到形成封闭边界曲线。 c) 在图形区域的空白处点击右键确认选择。 d) 重复上述步骤直到获得所需要的所有曲线从而形成曲线集。 195 注释 e) 点击保存
10、,确认曲线集建立完成。 如果在建立完一条曲线后,你希望改变选择模式,你必须点击 图标来锁定。 通过曲面轮廓线得到曲线集合 a) 依次点击曲面。 b) 点击 图标.曲线将根据选择的曲面自动建立。 c) 点击曲线列表内的曲线,然后点击 图标可以删除该曲线。 锁定 选择一张曲面 或者多张曲面 注: 为了更好的显 示, 点击图标 可以隐藏工件, 这 将使你仅仅可看 到选择的曲线 现在, 这条曲线集 即可以限定加工 工件上部了。 196 注释 建立新的曲线 a) 首先点击你希望建立的曲线类型图标,位于曲线向导窗口的上部. 通过起点和终点建立直线 通过控制点建立连续线 通过 3 点建立矩形,第一点和第二点
11、为基准直线,第三点定义矩形的高度 建立圆: 首先点击中心点,然后再次点击鼠标定义圆的半径 b) 通过在图形区域点击相关点来建立曲线,当建立连续线或者直线时,点击完最后一 点后右键确认。 c) 重复上述步骤来生成曲线集。 曲线偏移 a) 创建如下图边界曲线 b) 点击扩展选项面板按钮 c) 曲线向导面板将显示投影-偏移区域,如下图 建立曲线时可以使 用任何对象捕捉功 能来辅助建立曲线 197 注释 d) 点击图标选择曲线投影平面,并右键确认 e) 设置偏移方向及距离 f) 点击预览按钮 198 注释 g) 点击使预览生效按钮 h) 点击隐藏选项面板按钮 隐藏选项面板后返回初始曲线向导面板,曲线编
12、辑命令被激活 199 注释 i) 删除不需要的曲线, 最后保存。 选择曲线后点击图标, 只保留向外偏移的曲线。 (3)点 在刀路计算中,点可以被用为下刀点,钻孔点等。 建立点的操作步骤也可以有以下两种: 通过工作目录管理器 a) 点击 CAM 图形 标签来扩展子项目,右键点击点,然后在关联菜单内选择建立下刀 点集合。 200 注释 通过右键点击工件然后在关联菜单内选择建立下刀点集合: 在上述 2 种方式中,都可以弹出下列窗口: 这个窗口内,你能够建立下刀点,钻孔点等等,或者编辑已经存在的点。 201 注释 获得点的方式有以下 4 种: 通过输入点的坐标值 a) 在添加点区域输入坐标值或者修改坐
13、标值,然后点击 添加点 按钮。 通过找到圆的圆心 a) 此页面可以设定圆形的中心点;在图形区域点击圆形上的点,需要 3 点(可借助对 象捕捉) ,然后点击添加中心点按钮。 202 注释 通过找到直线段的中点: a) 通过 2 点建立直线,然后添加这条直线的中点(可借助对象捕捉) 。 在图形区域直接点击鼠标生成点集。 最后点击 确定 完成点的建立。 203 注释 4.2 刀具 刀具设定区域,可以定义该刀具路径需要的刀具类型,大小或者在刀具库内选 择指定的刀具。 (1)刀具定义 球刀 鼻刀 平刀 204 注释 (2)使用刀具库 a) 点击刀具库按钮 b) 在弹出的刀具库中选择刀具,然后点击确定。
14、刀具库窗口 205 注释 4.3 加工方法 加工方法包含了 3 个刀具路径走向的参数: 加工方式 循环 加工方向 (1)加工方式 a) 点击加工方式右侧的按钮 b) 弹出加工方式对话框,选择加工方式。 206 注释 (2)循环方式 a) 点击循环方式右侧的对话框 b) 弹出循环方式对话框 单向 207 注释 来回 环绕 (3)加工方向 a) 点击加工方向右侧的对话框 208 注释 b) 弹出加工方向对话框 与 X 轴保持固定夹角 平行于 X 轴 平行于 Y 轴 209 注释 4.4 切削速度 点击切削进给率按钮 弹出主轴转速和切削进给率对话框 在这里可以直接设定主轴转速,切削进给率,下刀进给率
15、三个参数:在相应的数据 框中输入数值。 210 注释 也根据刀具商提供的刀具参数(切削线速度,刀具齿数,每齿切削量)自动设定主 轴转速,切削进给率) 输入切削线速度,自动得到主轴转速; 输入刀刃数和每刃切削量,自动得到切削进给率。 211 注释 4.5 精度 设置刀轨的加工精度,预留量以及 XY 方向切削步距 “加工预留量”是刀轨针对工件形状进行加工后,工件表面所留的最小材料余 量。预留量可以设正值,也可以设负值。但是必须遵循以下原则: 鼻刀或平刀:刀角半径+加工预留量+工件预留量0 球刀:刀角半径+加工预留量+工件预留量0.02 “加工精度”是指相对于工件形状的刀轨加工精度(单位:mm) 。
16、指定的加工 精度値越小,切削结果越接近于工件形状,但同时刀轨的计算时间增加,NC 数据量 也增大,因此需根据加工的种类适当选择加工精度。 “径向步距”是指平面(XY 平面)上两条刀轨之间的间隔距离。 4.6 Z 向步距 设置刀具路径 Z 方向的切削步距。 点击按钮弹出 Z 向步距对话框 212 注释 未设定 对于非层降切削的刀轨策略,需要选择未设定选项, (如投影精加工, 最佳化等高加工等) 固定步距 Z 方向步距是恒定值,并且从限定加工区域内的图形最高点分层加工至最低点。 可变步距 用来设定 Z 向的加工范围和步距,并可根据 Z 向梯度,分段设定不同的步距。 分段设定不同的布局格式: 第一段
17、起始高度 第一段终止高度 第一段步距 第二段起始高度 第二段终止高度 第二段步距 213 注释 4.7 安全距离设定 此区域用来设定刀具接近或者离开工件时的运动模式和运动距离以及刀具切入 和切出工件时的方式。 缓速下降 点击缓速下降右侧按钮,弹出如下对话框 缓速下降距离:刀具接近工件多少距离时由 G00 快速进给切换为缓速下降数值。 2D缓速下降距离仅考虑 Z 方向 选择此模式意味着,刀具接近工件时只考虑 Z 轴的工件预留量,而不考虑工件侧 面的预留量。 符号 1: G00 快速 进给速度 擦着垂直 化壁下降 符号 2: 在 Z 轴方 向内以缓 慢的速度 接近工件 214 注释 3D缓速下降时
18、考虑侧向毛坯预留情况 选择此模式意味着,刀具接近工件时不仅考虑 Z 轴的工件预留量,而且考虑工件 侧面的预留量。如果加工垂直壁底部区域,刀具将从垂直壁顶部缓慢下降至工件。 退刀 点击退刀右侧按钮,弹出如下对话框 退刀距离 设定加工区域内的退刀安全平面,此距离是个相对值。退刀距离加上加工区域内 的图形 Z 向最高点来决定安全平面。 退刀安全平面圆角: 退刀至安全平面然后移动到下一进刀点时,圆弧过度。 符号 1: 加工垂直 壁 底 部 时,刀具 以缓慢的 速度接近 加工区域 符号 1:退刀 安全平面圆 角 符号 2:Z 向 垂直退刀 215 注释 2D 垂直退刀 选择此选项意味着退刀以 Z 向垂直
19、退刀至安全平面,如上图所示。 3D 沿面退刀 选择此选项意味着退刀时考虑工件形状以及退刀距离,WorkNC 选择合适的捷径 退刀并移至下一进刀点。 进刀方式 点击进刀方式右侧按钮,弹出如下对话框 216 注释 垂直进刀:刀具以垂直方向切入工件。 斜向进刀 此选项意味着刀具接近工件时为了避免垂直插入工件而采用根据 Z 轴螺旋下降的 方式切入工件。 圆弧进刀 选择此选项意味着刀具切入工件时根据设定的圆弧轨迹导入。 由于工件形状限制,某些区域空间限制了圆弧的导入,此时斜向进刀开始起作用。 符号 1:沿着 Z 轴快速进给至 缓速下降距离 符号 2:以缓速 下降速率垂直 进刀至工件 符号 3:以快速 进
20、给方式沿着 Z 轴退刀 符号 4:第二次 进刀循环 217 注释 圆弧化切入切出:圆弧化切入切出可以采用圆弧,光顺的连接 2 条路径。 1:快速进给 2:缓速下降 3:圆弧进刀 4:圆弧退刀 5:刀路直接横向连接 1:快速进给 2:缓速下降 3:圆弧进刀 4:圆弧退刀 5:圆弧化切入/切出 218 注释 路径延伸距离 此选项可以沿着刀具路径轨迹的切向延伸刀路轨迹。 a) 功能 1:对于由边界曲线限定的加工范围,开启此选项可以使边界处切出干净。 b) 功能 2:对于选择曲面加工时,也可以对曲面边界切除干净。 未选择路径切向延伸功能,曲面边界留有余量 选择路径切线延伸功能,曲面边界加工干净 路径切
21、向延伸功能,侧视图,刀轨完全加工到曲面边界 1:快速进给 2:缓速下降 3:圆弧进刀 4:圆弧退刀 5:圆弧化切入/切出 6:路径延伸距离 当 使 用 曲 面 群 组 设 定 时, 选择 了 周 边 的 曲 面 作 为 保 护面时, 此 功 能 失效 219 注释 4.8 路径连接距离 使用路径连接距离的原则是为了减少提刀,下图显示了如何使用此参数。 功能使用效果图: 路径连接距离=5 路径连接距离=10 注:有时需要刀轨进行强制提刀,比如刻字的时候。如果不提刀,那么由于刀轨的 连接刻字会刻花掉。此时路径连接距离设定为 0。 路径连接距离设定为 10,刻花了工件 路径连接距离设定为 0,每个字
22、母都很清晰 1:发生提刀 A:刀轨中的 2 点距离 大于设定的路径连接 距离 2:未发生提刀,以切 削速度连接刀路 B:刀轨中的 2 点距离 小于设定的路径连接 距离 220 注释 4.9 槽宽保护设定 在粗加工中使用平刀或鼻刀,当遇到较窄的沟槽或孔等局部的口袋形状时,如 果也生成切削刀轨, 将可能使用刀具底部无刀刃部分进行切削, 从而容易使刀具发生 破损。 WorkNC 为了防止上述情况发生, 可对沟槽或孔等局部的口袋形状的宽度进行限 制,如工件形状中存在比设置的最小槽宽还要窄的口袋形状,WorkNC 在刀轨计算时 强制取消该部分的切削刀轨, 使刀具不能进入该狭窄口袋形状中进行切削, 从而有
23、效 保护刀具。 输入槽宽限制值。如果点击“自动” ,则系统根据所用刀具直径,刀角 R 以及加 工预留量自动计算出最优化的槽宽限制值。 4.10 转角优化 在高速加工中为了维持稳定的切削速度,刀具应避免急速的变向,尽可能平稳 圆滑地改变运动方向。另外,急速的变向也是造成过切的原因之一。 WorkNC 可对刀轨的拐角变向部分自动插入指定大小的圆弧, 使刀具在这些部位 的运动和变向变得平稳圆滑。 插入拐角圆弧后会在相应部位产生更多的残留余量,因此精加工刀轨设置拐角 圆弧时需考虑此问题。 转角 优 化 前 转角 优 化 后 注意:由于机床控 制器的性能存在差 别,有些情况下拐 角圆弧的设置反而 会造成
24、切削速度降 低。这种情况通常 发生在老型号的非 高速加工机床上。 221 注释 第 5 章 典型粗加工策略 应对于现代化的机械加工,由于所使用的机床、切削材料、加工工艺的不同, 因此所采用的粗加工方式也有不同, WorkNC 针对于实际加工中所面临的各种不同情 况,提供了 5 种加工策略以供用户进行选择, 打开方式: a、选择加工方式 b、选择加工策略 222 注释 5.1 全局粗加工/再粗加工 该加工策略专门针对于切削扭矩较高的机床而设计,并且针对各种形状的定义 毛坯可有效地进行高速切削。 其特点为: 可定义各种毛坯形状(矩形、圆柱体、铸件、CAD 形状等) 针对于高速切削,转角区域提供大圆
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