四轴五轴多轴加工编程经典案例解析

  近年来,随着我们国家国民经济的迅速发展,4轴、5轴联动机床不仅在军工企业得到普及,在中小企业也开始普遍装备多轴机床。针对不同的客户的真实需求,市场上出现了种类非常之多的多轴机床,从低端的5轴雕刻机到高档的进口5轴机床,如同雨后春笋般地出现在各类机械加工公司中。作为数控加工的辅助工具,CAM 编程软件也纷纷推出多轴编程模块以适应多轴加工的需求。为适应社会需求,大量从事数控加工的技术人需要学习5轴编程与操作技术。

  今天小编给大家带来一本这方面的好书《多轴数控加工中心编程与加工从入门到精通》

  从多轴加工中心(主要是针对4轴、5轴)的编程基础讲起,详细的介绍了多轴加工零件时UG NX软件的编程、后置处理定制、多轴零件的Vericut软件的仿真、多轴加工中心的具体操作和加工。书中通过许多典型案例详细阐述多轴加工的编程与操作实用技能,案例按照多轴零件的实际工艺流程,从零件图分析、制定工艺过程、机床操作、编程、加工仿真,到机床加工的流程来安排。随书二维码中,附带很多类型机床的仿真项目,供读者练习编程使用。

  在案例中,提供了作者多年来多轴加工中的经验,侧重介绍多轴加工中心机床的加工,介绍了如何通过最优的对刀方法来简化编程操作,或通过编程手段来简化对刀操作,以此来实现最优的多轴加工工艺。

  可作为各工厂、企业从事多轴加工的培训教材,适用于多轴加工编程及仿真应用的中、高级用户,可作为各类中、高职高专院校的机械、模具、机电及相关师生教学培训的教材和作为应用型本科工程训练培训的教材,也可作为数控加工从业人员自学多轴加工的参考资料。

  第1 章 多轴加工的相关基础知识介绍………………………………………………… 1

  1.1 常见多轴加工中心机床种类及加工特点……………………………………… 1

  1.2 机床坐标系……………………………………………………………………… 4

  1.3 多轴加工中心的对刀…………………………………………………………… 5

  1.3.1 相对对刀与绝对对刀……………………………………………………… 5

  1.3.2 常见对刀工具……………………………………………………………… 6

  1.4 5轴编程的高档功能RTCP 与 RPCP ……………………………………… 7

  1.4.1 RTCP应用介绍…………………………………………………………… 8

  1.4.2 RPCP应用介绍…………………………………………………………… 9

  第2 章 4 轴加工中心的操作、编程与仿真………………………………………… 11

  2.1 立式4轴加工中心操作与编程基础………………………………………… 11

  2.1.1 4轴加工中心的坐标系统……………………………………………… 11

  2.1.2 工件装夹………………………………………………………………… 12

  2.1.3 立式4轴加工中心的对刀……………………………………………… 12

  2.1.4 FANUC-0i 系统4轴编程指令………………………………………… 12

  2.2 UG CAM 软件的4轴编程………………………………………………… 13

  2.3 CAM 软件的4轴加工中心后处理定制…………………………………… 13

  2.3.1 数据准备………………………………………………………………… 13

  2.3.2 定制后处理……………………………………………………………… 14

  2.4 立式4轴零件的软件仿真…………………………………………………… 18

  2.4.1 Vericut界面介绍……………………………………………………… 18

  2.4.2 传动轴零件的孔加工工艺……………………………………………… 18

  2.4.3 4轴加工中心仿真流程………………………………………………… 19

  2.5 卧式4轴加工中心操作与编程基础………………………………………… 21

  2.5.1 卧式4轴加工中心的坐标系统………………………………………… 22

  2.5.2 工件装夹………………………………………………………………… 22

  2.5.3 卧式4轴加工中心的对刀……………………………………………… 22

  2.5.4 卧式4轴加工中心后处理定制………………………………………… 22

  2.6 卧式4轴加工中心的零件仿真……………………………………………… 23

  2.6.1 传动轴的加工工艺……………………………………………………… 23

  2.6.2 卧式4轴加工中心仿真流程…………………………………………… 23

  第3 章 4 轴加工的典型案例…………………………………………………………… 25

  3.1 案例1 简易箱体的4轴加工……………………………………………… 25

  3.1.1 零件加工工艺…………………………………………………………… 25

  3.1.2 对刀……………………………………………………………………… 26

  3.1.3 使用UG编程…………………………………………………………… 27

  3.1.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 33

  3.2 案例2 偏心轴加工………………………………………………………… 34

  3.2.1 零件加工工艺…………………………………………………………… 34

  3.2.2 对刀……………………………………………………………………… 35

  3.2.3 UG编程………………………………………………………………… 36

  3.2.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 41

  3.2.5 仿真……………………………………………………………………… 43

  3.3 案例3 圆柱凸轮加工……………………………………………………… 43

  3.3.1 零件加工工艺…………………………………………………………… 43

  3.3.2 对刀……………………………………………………………………… 44

  3.3.3 编程方法一……………………………………………………………… 44

  3.3.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 49

  3.3.5 编程方法二(手工编程) ……………………………………………… 50

  3.3.6 编程方法三……………………………………………………………… 54

  3.4 案例4 桨叶加工…………………………………………………………… 70

  3.4.1 零件加工工艺…………………………………………………………… 70

  3.4.2 对刀……………………………………………………………………… 72

  3.4.3 UG编程………………………………………………………………… 72

  3.4.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 90

  3.5 案例5 五角星(4轴加工) ……………………………………………… 92

  3.5.1 零件加工工艺…………………………………………………………… 92

  3.5.2 对刀……………………………………………………………………… 92

  3.5.3 使用UG编程…………………………………………………………… 93

  3.5.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 97

  3.6 案例6 中国梦……………………………………………………………… 99

  3.6.1 零件加工工艺…………………………………………………………… 99

  3.6.2 对刀…………………………………………………………………… 100

  3.6.3 UG编程方法一………………………………………………………… 100

  3.6.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 106

  3.6.5 UG编程方法二………………………………………………………… 107

  3.7 案例7 分度盘……………………………………………………………… 108

  3.7.1 零件加工工艺………………………………………………………… 108

  3.7.2 对刀…………………………………………………………………… 109

  3.7.3 编程方法一…………………………………………………………… 109

  3.7.4 编程方法二…………………………………………………………… 111

  3.8 案例8 箱体………………………………………………………………… 114

  3.8.1 箱体零件的工艺分析………………………………………………… 114

  3.8.2 对刀…………………………………………………………………… 117

  3.8.3 手工编程……………………………………………………………… 119

  3.8.4 加工仿真……………………………………………………………… 133

  3.8.5 体验“3+2定位加工”仿真………………………………………… 134

  3.9 案例9 螺旋槽……………………………………………………………… 135

  3.9.1 零件加工工艺………………………………………………………… 135

  3.9.2 对刀…………………………………………………………………… 136

  3.9.3 工艺方案一(UG编程)……………………………………………… 136

  3.9.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 141

  3.9.5 工艺方案二(手工编程) …………………………………………… 142

  3.9.6 使用Vericut仿真宏程序切削过程…………………………………… 144

  3.10 案例10 椭球面…………………………………………………………… 145

  3.10.1 零件加工工艺………………………………………………………… 145

  3.10.2 编程…………………………………………………………………… 146

  3.10.3 使用Vericut仿真切削过程………………………………………… 149

  3.11 练习………………………………………………………………………… 149

  3.11.1 练习1 胜利之箭(4轴加工) …………………………………… 149

  3.11.2 练习2 六边形……………………………………………………… 150

  3.11.3 练习3 槽轮………………………………………………………… 151

  3.11.4 练习4 阀芯………………………………………………………… 151

  3.11.5 练习5 屏蔽盒……………………………………………………… 151

  3.11.6 练习6 支座………………………………………………………… 152

  3.11.7 练习7 螺旋轴……………………………………………………… 152

  3.11.8 练习8 叶片………………………………………………………… 153

  第4 章 5 轴双转台加工中心的操作、编程与仿真………………………………… 154

  4.1 5轴双转台加工中心操作、编程基础……………………………………… 154

  4.1.1 5轴机床坐标系………………………………………………………… 154

  4.1.2 工件装夹……………………………………………………………… 155

  4.1.3 对刀…………………………………………………………………… 155

  4.2 UG 5轴编程………………………………………………………………… 156

  4.2.1 用于定位加工的操作………………………………………………… 156

  4.2.2 用于5轴联动加工的操作…………………………………………… 156

  4.2.3 刀轴控制……………………………………………………………… 156

  4.3 UG 5轴双转台加工中心后处理定制……………………………………… 157

  4.3.1 搜集机床数据………………………………………………………… 157

  4.3.2 定制后处理…………………………………………………………… 157

  4.4 5轴零件的加工流程………………………………………………………… 160

  4.4.1 工艺分析……………………………………………………………… 160

  4.4.2 机床操作……………………………………………………………… 161

  4.4.3 UG编程………………………………………………………………… 161

  4.4.4 Vericut仿真…………………………………………………………… 167

  4.5 经济型5轴双转台加工中心UG后处理定制…………………………… 168

  4.5.1 搜集机床数据………………………………………………………… 168

  4.5.2 定制后处理…………………………………………………………… 169

  4.6 5轴零件的加工流程………………………………………………………… 170

  4.6.1 工艺分析……………………………………………………………… 170

  4.6.2 UG编程………………………………………………………………… 171

  4.6.3 Vericut仿真…………………………………………………………… 171

  第5 章 5 轴加工的典型案例…………………………………………………………… 173

  5.1 案例1 壳体……………………………………………………………… 173

  5.1.1 壳体零件的工艺分析………………………………………………… 173

  5.1.2 对刀…………………………………………………………………… 175

  5.1.3 使用UG编程………………………………………………………… 176

  5.1.4 加工仿真……………………………………………………………… 188

  5.2 案例2 桨叶加工…………………………………………………………… 191

  5.2.1 零件加工工艺………………………………………………………… 191

  5.2.2 对刀…………………………………………………………………… 191

  5.2.3 使用UG编程………………………………………………………… 193

  5.2.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 204

  5.3 案例3 叶轮加工…………………………………………………………… 206

  5.3.1 零件加工工艺………………………………………………………… 206

  5.3.2 对刀…………………………………………………………………… 206

  5.3.3 使用UG编程………………………………………………………… 206

  5.3.4 使用Vericut仿真切削过程…………………………………………… 217

  5.4 案例4 五角星(5轴加工) ……………………………………………… 218

  5.4.1 五角星零件的工艺分析……………………………………………… 218

  5.4.2 对刀…………………………………………………………………… 219

  5.4.3 使用UG编程………………………………………………………… 219

  5.4.4 加工仿真……………………………………………………………… 226

  5.5 案例5 六角亭……………………………………………………………… 228

  5.5.1 六角亭零件的工艺分析……………………………………………… 228

  5.5.2 对刀…………………………………………………………………… 230

  5.5.3 使用UG编程………………………………………………………… 230

  5.5.4 加工仿真……………………………………………………………… 241

  5.6 案例6 箱体(5轴加工) ………………………………………………… 243

  5.6.1 箱体零件的工艺分析………………………………………………… 243

  5.6.2 对刀…………………………………………………………………… 246

  5.6.3 手工编程……………………………………………………………… 247

  5.6.4 加工仿真……………………………………………………………… 267

  5.6.5 体验“3+2定位加工”仿真………………………………………… 268

  5.7 案例7 鼎…………………………………………………………………… 269

  5.7.1 鼎零件的工艺分析…………………………………………………… 269

  5.7.2 对刀…………………………………………………………………… 272

  5.7.3 使用UG编程………………………………………………………… 273

  5.7.4 加工仿真……………………………………………………………… 285

  5.8 案例8 酒杯………………………………………………………………… 288

  5.8.1 酒杯零件的工艺分析………………………………………………… 288

  5.8.2 对刀…………………………………………………………………… 290

  5.8.3 使用UG编程………………………………………………………… 291

  5.8.4 加工仿真……………………………………………………………… 301

  5.9 练习………………………………………………………………………… 302

  5.9.1 练习1 支架…………………………………………………………… 302

  5.9.2 练习2 亭……………………………………………………………… 303

  5.9.3 练习3 夹子…………………………………………………………… 304

  5.9.4 练习4 叶轮1 ………………………………………………………… 304

  5.9.5 练习5 叶轮2 ………………………………………………………… 305

  5.9.6 练习6 五角星(5轴加工) ………………………………………… 306

  5.9.7 练习7 胜利之箭(5轴加工) ……………………………………… 306

  第6 章 其他5 轴加工中心的操作与编程案例……………………………………… 307

  6.1 案例工艺分析……………………………………………………………… 307

  6.1.1 零件分析……………………………………………………………… 307

  6.1.2 工件装夹……………………………………………………………… 308

  6.1.3 刀具选择……………………………………………………………… 308

  6.1.4 UG编程………………………………………………………………… 308

  6.2 双摆头5轴加工中心机床加工案例……………………………………… 308

  6.2.1 对刀…………………………………………………………………… 308

  6.2.2 定制后处理…………………………………………………………… 308

  6.2.3 UG编程………………………………………………………………… 313

  6.2.4 Vericut仿真切削过程………………………………………………… 314

  6.3 一转台一摆头5轴加工中心机床加工案例……………………………… 315

  6.3.1 确定刀具长度和工件在机床中的位置……………………………… 316

  6.3.2 定制后处理…………………………………………………………… 316

  6.3.3 UG编程………………………………………………………………… 319

  6.3.4 Vericut仿真切削过程………………………………………………… 321

  6.4 非正交双转台5轴加工中心机床加工案例……………………………… 322

  6.4.1 对刀…………………………………………………………………… 322

  6.4.2 定制后处理…………………………………………………………… 322

  6.4.3 UG编程………………………………………………………………… 323

  6.4.4 Vericut仿真切削过程………………………………………………… 325

  6.5 非正交双摆头5轴加工中心机床加工案例……………………………… 325

  6.5.1 选择刀柄,装夹刀具,并测量刀具长度…………………………… 325

  6.5.2 定制后处理…………………………………………………………… 326

  6.5.3 UG编程………………………………………………………………… 328

  6.5.4 Vericut仿真切削过程………………………………………………… 328

  6.6 非正交一转台一摆头5轴加工中心机床加工案例……………………… 330

  6.6.1 确定刀具长度和工件在机床中的位置……………………………… 330

  6.6.2 定制后处理…………………………………………………………… 331

  6.6.3 UG编程………………………………………………………………… 333

  6.6.4 Vericut仿真切削过程………………………………………………… 334

  6.7 带RTCP功能的双摆头5轴加工中心机床加工案例…………………… 335

  6.7.1 零件加工工艺………………………………………………………… 336

  6.7.2 定制后处理…………………………………………………………… 336

  6.7.3 UG编程………………………………………………………………… 337

  6.7.4 Vericut仿真切削过程………………………………………………… 338

  6.8 带RPCP功能的双转台5轴加工中心机床加工案例…………………… 340

  6.8.1 零件加工工艺………………………………………………………… 340

  6.8.2 定制后处理…………………………………………………………… 340

  6.8.3 使用UG编程………………………………………………………… 341

  6.8.4 Vericut仿真切削过程………………………………………………… 341

  6.9 德马吉DMG DMU50双转台5轴加工中心加工案例…………………… 343

  6.9.1 零件加工工艺………………………………………………………… 343

  6.9.2 定制后处理…………………………………………………………… 343

  6.9.3 使用UG编程………………………………………………………… 348

  6.9.4 Vericut仿真切削过程………………………………………………… 348

  参考文献……………………………………………………………………………………… 350

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