作者：王学平
出版社：电子工业出版社
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NX数控铣编程基础与实例(含DVD光盘1张)试读：
前言
本书既是练习丰富、实例典型的数控铣编程教材，也是实用的学习参考书。本书内容本书分两篇共15章讲述NX数控铣削编程方法与技巧。第1、2、3章介绍了NX/Manufacturing数控铣编程概念及术语。第4、5、6、7、8章分别讲述型腔铣、等高轮廓铣、固定轴曲面轮廓铣、平面铣以及加工编程的原理和方法。第9章讲述操作中的共同参数选项设置，如步距、切削速度、非切削运动及机床控制等。第10章讲述如何输出NC程序和车间工艺文件。第11章讲述如何自定义模板及定制操作对话框。第12、13、14、15章分别是典型零件、模具型芯、型腔以及电极零件铣削编程实例。本书特色本书通过大量编程练习，力求让读者通过练习，深入理解每一种铣削编程原理及方法。本书通过典型零件、模具型芯、模具型腔以及电极编程实例，讲述型腔铣、等高轮廓铣、固定轴曲面轮廓铣、平面铣以及孔加工编程技巧。如何使用本书本书适合初学者或有一定编程基础的读者使用。对于初学者，建议先简要学习第1、2、3章，了解和掌握NX/Manufacturing数控铣编程术语、思路及步骤；其次，可学习第4、5、6、7、8章中的任何一章，因为这4章中的内容相对独立，每一章介绍一种铣削编程方法；再次，学习共同参数选项设置、输出NC程序和车间工艺文件；最后学习第11、12、13、14和15章。对于有一定编程基础的读者，可直接研读编程实例。本书配送光盘一张，提供了所有练习及实例的模型文件和编程视频文件，读者可直接播放这些视频文件进行学习。本书在编写过程中，朱光力教授和戴珏教授给予了热情指导，机电学院副院长钟健给予了大力支持，参与本书编写工作的人员包括：谢国明、洪建明、周旭光、周建安、徐炜波、吴增桂、曹国锟、张素卿、郭晓霞、何雪花、朱力光、钟健、何光忠、王学平、张志平，这里向他们表示衷心感谢。由于编著者水平有限，错漏之处在所难免，恳请读者批评指证，建议及问题请发送到davidwan@oa.szpt.net。编著者2011年3月基础篇主要内容● NX/Manufacturing概述● 操作与操作导航器● 加工创建● 型腔铣编程● 等高轮廓铣编程● 固定轴曲面轮廓铣编程● 孔加工编程● 共同参数选项● 模板创建● 输出NC程序和车间工艺文件第1章 NX/Manufacturing概述主要内容● NX/Manufacturing● NX/Manufacturing初始化● NX/Manufacturing用户界面● 数控编程术语1.1 NX/ManufacturingNX是技术领先、高度集成、广泛使用的CAD/CAE/CAM软件，它为用户的产品设计以及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Manufacturing是NX的计算机辅助制造模块，它与NX CAD/CAE模块紧密集成，是优秀的数控加工编程工具。1.1.1 Manufacturing功能简介Manufacturing计算机辅助制造模块功能强大，涵盖以下加工方式。1．固定轴铣削（Fixed-Axis Milling）固定轴铣削用于产生2.5轴及3轴运动的刀具路径，是使用最为广泛的加工编程模块，其内容包括平面铣（Planar Milling）、型腔铣（Cavity & Core Milling）、固定轴曲面轮廓铣（Fixed Contour Milling）以及孔加工（Point To Point/钻孔、铰孔、镗孔、攻螺纹等）。固定轴铣削也是本书要详细讲述的内容。2．可变轴铣削（Variable-Axis Milling）可变轴铣削提供了任意曲面的固定轴和多轴铣削加工编程，规定了3～5（轴）刀具方位、循环动作以及曲面加工质量。通过使用曲面参数，把刀具轨迹映射到加工面上，并利用任意曲线及点对刀具轨迹进行控制。3．顺序铣削（Sequential Milling）顺序铣削方式适用于用户要求对切削过程中刀具的每一步路径生成都要进行控制的情况。顺序铣削刀轨和几何模型是完全相关的，使用交互方式逐段建立刀具路径。4．车削（Lathe）车削提供了回转类零件的加工编程功能。零件的几何模型和刀具轨迹完全相关，刀具轨迹能随几何模型的改变而自动更新。它具有粗车、多次走刀精车、车沟槽、车螺纹和钻中心孔等功能。5．线切割（Wire EDM）该模块支持NX的线框模型和实体模型，可用于2～4轴线切割加工编程。6．后处理（Postprocessing）NX 提供了编写后处理程序的交互式平台。通过此平台，用户可以比较容易地开发适合于特殊加工设备的后处理程序。1.1.2 NX/Manufacturing主要特点● 可接受有缺陷的CAD数据。● 可减少加工时间30%。● 使用客户化界面（模板）可减少用户培训、编程时间（50~75）%。● 基于特征的加工技术可节省编程时间90%。● 使用HSM/Nurbs精加工模具可减少加工时间50%。● 过程加工材料（IPW）的自动生成与管理。● 单一操作完成复杂零件的加工编程。1.2 Manufacturing初始化加工环境是指进入NX加工模块后的编写程序工作环境，加工环境初始化就是根据被加工零件的特点选择合适的编程工作环境。在打开一个模型零件准备编写加工程序时，需要加载加工（Manufacturing）模块，有两种方法：一是在开始（Start）下拉菜单中选择加工（Manufacturing），如图1-1所示；二是在应用（Application）工具条中单击按钮，如图1-2所示。图1-1图1-2在加载加工模块之后，系统显示如图 1-3 所示的加工环境设置对话框。根据被加工零件的特点，选择一种CAM设置方式，单击确定按钮，进入到特定的编程环境中。图1-3在图1-3中，虽然用户一次只能选择一种CAM设置方式进行初始化，但当编写一段程序即创建一个操作时，用户可以在操作对话框中的类型下拉菜单中重新选择如图 1-4 所示的加工类型，因此在初始化菜单中，不论选择哪一种设置方式，编程环境都可根据要求重新选择。图1-41.3 NX/Manufacturing用户界面在系统初始化之后，将进入编程环境，其界面由所选的CAM设置决定。图1-5是设置为平面铣 mill_planar的用户界面，也是本书所讲述的加工界面，其他铣削界面与此界面类似。图1-51.3.1 NX/Manufacturing工具条和菜单在用户界面模型窗口外的空白处，单击MB3，显示如图1-6所示的加工工具条设置下拉菜单，单击要使用的工具条名称后，工具条将出现在用户界面中。若工具条名称前有√，表示此工具条已显示，再单击则会关闭。图1-61．导航器工具条导航器工具条主要用于视图之间的切换，如图1-7所示。图1-72．插入工具条插入工具条用于创建程序、刀具、几何、加工方法以及操作，如图1-8所示。图1-83．加工对象工具条加工对象工具条用于管理如加工几何、刀具、加工方法以及操作等对象，如图1-9所示。图1-94．加工操作工具条加工操作工具条用于对操作进行各种编辑和处理，如图1-10所示。图1-105．Manufacturing菜单菜单不如工具条使用方便，但一些功能只在菜单里给出，若要使用一些特殊功能，请在插入（Insert）、格式（Format）、工具（Tools）、分析（Analysis）等主菜单中选取。1.3.2 NX/Manufacturing首选项在主菜单中选择首选项（Preferences）→加工（Manufacturing），打开如图1-11所示的对话框。在此对话框中，可在编程之前预先设置操作（Operation）、配置（Configuration）等参数。图1-111.4 NX/Manufacturing数控加工编程术语1．工作坐标系（WCS）工作坐标系（Work Coordinate System）是建模的参考坐标系，而在NX CAM中，WCS是创建曲线、指定避让几何、指定预钻下刀点、切削区域开始点等对象的坐标系。2．加工坐标系(MCS)加工坐标系是创建刀轨的参考坐标系，即刀具位置坐标输出的基准，用 XM-YM-ZM表示，如图1-12所示。定义了加工坐标系，在编写加工程序时就无须考虑工件在机床上的安装位置，只要根据工件的特点及尺寸来编写加工程序即可。图1-12加工坐标系的原点即为编程原点。理论上，加工坐标系的原点可以定义在任意位置上，然而实际情况下，编程原点通常可参考以下几点设定：1）编程原点可以定义在被加工零件上，也可以定义在毛坯、夹具或机床上。为了提高零件的加工精度，编程原点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上，以便于数据处理。2）编程原点尽量选在精度较高的加工表面上，以提高工件的加工精度。3）对于对称工件，其编程原点最好指定在对称中心上。4）编程原点的设置应易于寻找并在加工过程中便于检查。3．刀轨刀轨就是加工过程中刀具参考点所走过的轨迹。不同的 CAM 系统，参考点的定义是不相同的。NX CAM规定，不论何种铣刀，其参考点都在刀具的底部中心位置处。例如在图1-13中，使用平底立铣刀，圆圈表示刀具直径轮廓，而圆圈中的曲线即为刀轨。图1-134．刀位源文件(CLSF)刀位源文件（Cutter Location Source File）指刀具在生成刀轨时所经过的加工位置点的所有坐标集合，图1-14是图1-15所示刀轨的刀位源文件。图1-145．NC程序NC 程序与机床有关，把生成的刀位源文件使用特定机床的后处理程序进行处理后，将生成与之相适应的NC程序，该程序可直接控制机床进行加工，图1-15是经过后处理输出的NC程序。图1-15第2章 操作与操作导航器主要内容● 操作● 操作导航器● 程序顺序视图● 刀具视图● 加工几何视图● 加工方法视图2.1 操作1．操作（Operation）操作是制造模块中的重要概念，是生成一段刀轨的所有信息的集合，这些信息包括被加工零件几何模型、毛坯模型、夹具、切削方法、切削参数，切削速度以及刀具参数等。操作生成后保存在被加工零件中。实际上，使用NX/Manufacturing编写加工程序，就是创建一个个操作，从而生成一段段刀轨，最终完成零件的粗加工、半精加工以及精加工等工序。例如打开（ Open→光盘\nxcam_parts\ont\milling_demo.prt ）如图2-1所示的零件，进入加工模块，在操作导航器中可以看到如图2-2所示的加工该零件的6个操作，每一个操作都生成一段刀轨，图 2-3 是第三个操作生成的刀轨示意图。图2-1图2-2总之，一个操作由两部分组成：一部分是操作参数；而另一部分则是由这些参数所生成的刀轨。一个既有操作参数，又有刀轨的操作，其名称前面有符号。图2-32．空操作若一个操作中只包含操作参数而不包含刀轨，则称之为空操作。一个空操作中如果包含了生成刀轨的参数，这个操作就可以随时生成刀轨。空操作不允许进行后处理，其名称前有符号，如图2-4所示。图2-43．过期操作若一个操作中既包含操作参数，也包含刀轨，但当它的操作参数被修改之后，若没有重新生成刀轨并保存，这个操作的刀轨就和它的操作参数之间失去了一致性，这样的操作叫过期操作，其名称前面有符号。若对过期操作进行后处理，系统会给出提示，要求重新生成刀轨，再进行后处理或直接进行后处理。4．已输出NC程序的操作一个操作若被后处理（Postprocess）即输出了NC代码，其名称前面有符号，如图2-4所示。2.2 操作导航器顾名思义，操作导航器（Operation Navigator）就是为操作导航的，它是一个如图2-5所示的图形化的用户界面，用于管理操作以及生成操作时所使的刀具、加工几何、加工方法以及程序组。在操作导航器中，程序、刀具、加工几何以及加工方法均以节点形式存在，并且各自以树状结构组织起来，形成父子关系，这种组织方式有两个优点：一是父节点参数可传递给子节点即子节点继承父节点参数；二是程序、刀具、几何和加工方法能被不同的操作所共享，从而减少重复定义，提高编程效率。图2-52.2.1 操作导航器界面1．独立窗口界面在资源工具条中双击，将在模型窗口中显示如图2-6所示的一个单独的操作导航器窗口，此窗口可以移动、停泊或取消，其用法与Windows中的窗口相同。图2-62．左侧窗口界面在资源工具条中单击，显示如图2-7所示的位于图形窗口左侧的操作导航器对话框。若单击左上角所示的图钉按钮，将变成按钮，此时窗口被锁定；若要取消锁定，单击按钮。若要调整窗口大小，可移动光标到窗口右边框，光标将变成如图2-7所示的左右箭头，按住MB1不放并向右拖动，此时窗口增大，若向左拖动则窗口缩小。图2-73．节点展开与折叠在操作导航器对话框中，“+”表示节点已被折叠，“-”表示节点已被展开，单击“+”或“-”，节点将进行折叠与展开切换，如图2-8所示。试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]