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CATIA V5 R20加工模块的自动编程方法

 爱你lxz 2016-11-19
  在数控加工领域,运用CATIAV5R20自动编程方法一方面可以方便地实现零件的数控编程,生成高效、高精度的NC程序;另一方面,可以通过实体仿真刀具路径,检验是否有明显的过切或者干涉现象,及时作出相应的修改,从而大大提高了实际加工效率,进而缩短了生产周期,为企业带来更大的效益。
  1.CATIA自动编程的步骤
  (1)用CATIA三维建模,在机械设计或外形设计模块将零件实体图形建立起来,或者直接导入现有实体模型。
  (2)在加工模块,根据零件外形尺寸和工艺加工余量,创建毛坯零件。
  (3)零件加工环境和操作定义,包括机床设置、加工坐标系的确定、目标零件和毛坯的定义、安全平面的确定等。
  (4)根据零件成形需要,选择合理的加工方法,如粗加工步序、扫略步序、残料清角、等高线加工、外形切削、轴向加工等。
  (5)选择与加工方法相对应的刀具、切削参数、进退刀路径等。
  (6)刀路仿真,观察切削情况,并确定有无切削干涉。
  (7)数控加工程序的后处理与输出。
  2.实例分析
  本文以装饰品工艺小象的CATIA自动编程方法为例进行分析。小象加工材料为尼龙,采用粗、精铣二次加工的方法成形。
  (1)打开CATIA【机械设计】模块,选择【零件设计】,选择“XY参考”面,
  进入【草图】,选择【样条曲线】功能,根据工艺小象的外形绘制图草图,如图1所示,并拉伸成形,厚度为12mm(见图2)。

图1                                                      图2
  (2)进入【加工】部分,选择【SurfaceMachining】,进入曲面加工模块,选择【GeometryManagement】菜单中【RoughStock】,建立生料,系统弹出“RoughStock”定义毛坯对话框,根据小象外形尺寸,我们设定为X100mm、Y53mm、Z12mm。
  选择特征树中的【Process】下【PartOperation.1】,进行加工设定,完成机床的选择、坐标系原点的确定、零件和毛坯的选择和安全平面确定(具体参数见表1)。
  表1
  (2)选择特征树中的【Process】下的【ManufacturingProgram】,单击【插入】→【MachiningOperations】→【RoughingOperations】→【Roughing】,进入等高降层粗铣加工程式,系统弹出“Roughing.1”对话框。
  首先定义刀具路径,具体参数如表2所示。选择参数时注意观察软件示意图和弹出图(见图3),根据示意图可以形象的看出各参数的设置效果。并且选择【Toolpathstyle】刀具路径方式和【Cuttingmode】切削模式时,要根据实际加工情况判断是用螺旋还是来回走刀,是顺铣还是逆铣等。
  表2

图3
  其次定义加工区域,选取毛坯与零件,软件将自动计算加工区域,设置方法如图4所示。这一步是程式设定的最重要一步,加工区域的选择正确与否直接影响程式建立的成功性。

图4
  进入刀具选择,软件会根据零件加工程式推荐一些刀具,选择,并对刀具进行部分设置,取消【Ball-endtool】勾选,选择【More>>】,根据实际机床及刀具配置对刀具半径、长度、圆角等设置,这里我们设置【Nominaldiameter】为8mm(见图5)。

图5
  设置刀具切屑参数,定义加工进给率。设置【Feedrate】中的【Machining】为200mm/min,【ApindleSpeed】中的【Machining】为800turn/min,注意此处必须取消【AutomaticcomputefromtoolingFeedsandSpeeds】的勾选,否则无法定义F与S(见图6)。

图6
  等高降层粗铣程式设置的最后一步是进/退刀路径设置,由于是粗铣程式,所以选择【Automatic】中的【Ramping】,其余采用默认设置。
  (3)到这里就可以对粗铣程式仿真了,单击【ToolPathReplay】中,弹
  出如图7对话框,选择后单击,可以观察由毛坯加工成形的仿真过程(见图8)。注意观察刀路是否与设想一致,并确保无干涉现象。

图7                                  图8
  同理,单击【插入】→【MachiningOperations】→【ProfileContouring】,选择外形铣削程式对工艺小象的外形精加工,这里就不再累述,根据加工要求选择合理参数,并仿真观察加工效果。重点注意铣削轮廓选择侧边时必须是闭合侧边线;【Approach】与【Retract】必须选择【Circularhorizontalaxial】,以减少对精加工面的损伤,如图9、图10所示。

图9                                                                      图10
  (4)完成上述操作后,还需要通过GenerateNCCode将数控刀具路径转换为数控机床可以识别的数控程序(NCProgram)。CATIAV5提供了两种方式,一个是Batchmode(批处理模式),另一个是Interactivelymode(交互处理模式),这里我们选择前者。单击【NCOutputManagement】中的,选择【In/Out】→【NCdatatype】→【NCCode】,【NCCode】→【IMSPost-processorfile】→【siemens840】(可根据数控设备操作系统自主选择),如图11所示,点击【Execute】,软件将自动生成NC程序,完成工艺小象的自动编程过程。

图11
  3.注意事项
  通过上述案例我们注意到,利用CATIAV5加工模块自动编程应注意以下几点:
  (1)利用CATIA编程过程中要灵活使用特征树中的各部件“隐藏”和“显示”功能,特别是定义加工区域时,需要对毛坯和零件分别选取,利用这个功能可以达到事半功倍的效果。
  (2)当对CATIA的部分参数不是很了解时,灵活应用功能。
  (3)当工序复杂时,必须按照工序顺序在特征树合适位置插入加工程式,这样编出来的程序才有连贯性。
  (4)程序输出时IMA后处理器必须设置:【工具】→【选项】→【加工】→【Output】→【PostProcessorandControllerEmulatorFolder】→【IMS】,否则无法NC系统。

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