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1、实体建模及数控加工应用实例,湖北省机械工业学校-王有安,2011年12月24日,手机模型零件,实体建模及数控加工应用实例,学习目标及任务,掌握实体建模的思路和方法 掌握草图创建及轮廓图素绘制技巧熟练掌握拉伸增料及拉伸除料操作技巧 掌握平面区域粗加工操作技巧掌握等高线粗加工操作技巧掌握轮廓线精加工操作技巧掌握G01钻孔加工操作技巧掌握工艺清单生成及G代码生成,实体建模及数控加工应用实例,学习方法与手段：通过系统的实例操作及多媒体教学方式，实现以教、学、做为核心的一体的教学方法，使学生具有更为扎实的建模基础和加工思路。难点解决措施：通过更系统的建模练习与操作，多学、多看、多做、多想，从而达到完全掌
2、握的目的。,学习方法与手段及难点解决措施,实体建模的思路和方法 数控加工轨迹生成及处理,本章难点,实体建模及数控加工应用实例,本章将通过手机模型零件来讲述实体建模功能及零件加工数控轨迹生成功能，涉及到的绘图工具包括：草图、实体拉伸增料及拉伸裁料等，使用构建图素命令包括直线、圆弧、圆弧过渡、圆、等距线、相关线等，使用到修改图素命令包括删除、修剪、延伸等。使用到的加工方式有平面区域粗加工、等高线粗加工、区域式粗加工、轮廓线精加工及G01钻孔加工。这些指令都是设计及加工中经常用到的。通过零件的造型和刀路生成，可以熟悉实体造型的一般思路和操作过程，从而深入掌握实体造型的方法及常规数控加工轨迹生成及G代
3、码处理方法。,本章重点内容,建模：手机模型零件,本例将设计的零件3D模型图、工程图如下图所示。,手机模型3D图,建模：手机模型零件,-建模流程,二、手机外形拉伸除料,一、方块拉伸增料,建模：手机模型零件,-建模流程,四、型腔拉伸除料,三、台阶拉伸除料,建模：手机模型零件,-建模流程,六、螺丝孔拉伸除料,五、屏幕及按键区拉伸除料,建模：手机模型零件,1新建图形文件,启动CAXA制造工程师2011，输入文件名称为“手机模型”，设置保存路径，单击【保存】。,建模：手机模型零件,2实体建模,绘制草图。在零件特征栏中点击【零件特征】，在零件特征栏中的单击【XY平面】，点击【创建草图】，按键盘F5键，进入
4、草图界面。点击【矩形】，输入长度70，宽度130，放置位置为坐标系中心点，点击【创建草图】，完成草图创建。,建模：手机模型零件,2实体建模,创建拉伸实体。点击【拉伸增料】，选择绘制好的草0，输入拉伸深度为20，点击确定，完成实体创建。,建模：手机模型零件,2实体建模,拉伸后的实体模型,建模：手机模型零件,2实体建模,创建拉伸除料。点击创建好的实体上表面，再点击【创建草图】工具，按键盘F5键，进入草图界面，点击【相关线】，选择【实体边界】，点击实体边界生成曲线。,建模：手机模型零件,2实体建模,使用【等距】【偏移】方式，绘制辅助线，然后使用【直线】、【圆弧】、【倒圆角】、【镜像】工具绘制外形轮廓
5、，在绘制大于实体外框，多余线段使用【曲线修剪】【删除】进行裁剪和删除，如图所示，完成创建。,建模：手机模型零件,2.实体建模,点击【拉伸除料】，选择绘制的草图1，输入除料深度10，选择除料方向，确定。,建模：手机模型零件,2.实体建模,除料后实体模型,建模：手机模型零件,2.实体建模,创建拉伸除料。点击实体上表面，再点击【创建草图】工具，按键盘F5键，进入草图界面，点击【消隐显示】，点击【相关线】，选择【实体边界】，点击实体边界生成曲线，点击【曲线组合】，选择选项为【删除圆曲线】，选择需要组合的拷贝曲线，选择方向。点击【等距】工具，选择已经组合好的外轮廓，输入偏距值0.9，偏距方向朝内。删除偏
6、距前的轮廓曲线，再创建矩形。如图所示，点击【草图创建】工具，完成草图创建。点击【拉伸除料】工具，选择草图，输入拉伸除料深度为2，选择拉伸方向，确定，完成边台创建。,建模：手机模型零件,2.实体建模,除料后实体模型,建模：手机模型零件,2.实体建模,拉伸除料内部型腔，点击实体上表面，再点击【创建草图】工具，按键盘F5键，进入草图界面，点击【消隐显示】，点击【相关线】，选择【实体边界】，点击实体边界生成曲线，点击【等距】工具，选择已经组合好的外轮廓，输入偏距值1.9，偏距方向朝内。删除偏距前的轮廓曲线，再绘制R2.7圆弧。使用【曲线修剪】【倒圆角】工具，绘制完整内部封闭轮廓，点击【草图创建】工具，
7、完成草图创建，如图所示。,建模：手机模型零件,2.实体建模,拉伸除料型腔，点击【拉伸除料】工具，选择草图3，输入拉伸除料深度为8，选择拉伸方向，确定，完成型腔创建。,建模：手机模型零件,2.实体建模,除料后实体模型,建模：手机模型零件,2.实体建模,拉伸除料显示屏区域和手机按键区域，点击型腔底表面，再点击【创建草图】工具，按键盘F5键，进入草图界面，点击【消隐显示】，点击【相关线】，选择【实体边界】，点击实体边界生成曲线，点击【等距】工具，绘制辅助线。绘制长43.2宽42.1矩形、长轴10短轴6椭圆，使用【删除】工具，绘制完整内部封闭轮廓，点击【草图创建】工具，完成草图创建，如图所示。,建模：
8、手机模型零件,2.实体建模,拉伸除料显示屏区域和手机按键区域，点击【拉伸除料】工具，选择草图4，输入拉伸除料深度为2，选择拉伸方向，确定，完成创建。,建模：手机模型零件,2.实体建模,除料后实体模型,建模：手机模型零件,2.实体建模,拉伸除料螺丝孔，点击凸台最高表面，再点击【创建草图】工具，按键盘F5键，进入草图界面，点击【消隐显示】，点击【相关线】，选择【实体边界】，点击R2.7凸边生成曲线，如有右图所示。点击【圆】工具，绘制直径2mm圆，放置圆心位置时，使用键盘空格键，选择捕捉圆心方式，如下左图所示。绘制7-直径2mm圆，在使用【删除】工具，删掉实体边界所拷贝的圆弧，只保留圆，点击【草图创
9、建】工具，完成草图创建，如下右图所示。,建模：手机模型零件,2.实体建模,除料后实体模型,建模：手机模型零件,2.实体建模,拉伸除料螺丝空，点击【拉伸除料】工具，选择草图5，输入拉伸除料深度为6，选择拉伸方向，确定，完成创建，点击【保存】按钮。,建模：手机模型零件,2.实体建模,完成手机模型零件创建,加工：手机模型零件,3.零件加工,加工零件及其工艺分析的主要任务 零件几何尺寸、公差及精度要求的核准；确定加工方法、工夹量具及刀具；确定编程原点及编程坐标系；确定走刀路线及工艺参数。根据模型分析出，零件加工部位较多，有外形、型腔、内槽、孔。其中最小半径为2。因零件需去除余量较多，固先采用直径较大刀
10、具进行粗加工，在使用小直径刀具进行清角残料加工，在进行侧壁精加工，然后为底部精加工，最后为钻孔加工。,加工：手机模型零件,3.加工工序表,加工：手机模型零件,3.零件加工,创建模型毛坯。在零件特征栏中点击【加工管理】，双击【毛坯】，勾选下方【参照模型】，在点击【参照模型】，将Z基准点改为-19.5，确定，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,创建加工边界线。点击【相关线】，选择【实体边界】，选择所有模型轮廓线，点击【矩形】工具，创建矩形，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域粗加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【粗加工】-【平
11、面区域粗加工】。点击上方【加工参数】，在【走刀方式】选项中勾选【环切加工】、【从外向里】，输入行距15，如右图所示。点击选择【刀具参数】选项，输入刀具半径为10，刀角半径为0.8，如下左图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域加工方式。点击选择【切削用量】选项，输入主轴转数2000，下刀速度1000，切入切出2000，切削速度2500，退刀速度3000，如下右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域粗加工方式。点击确定，选择最大矩形外框边界线，选择切削方向，确定，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域加工方式。平面加工轨迹生成图,加工：手机模型零件,3
12、.零件加工,等高线加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【粗加工】-【等高线粗工】，点击上方【加工参数1】，加工方向设置为【顺铣】，Z切入勾选为【层高】，层高值输入0.3。在【XY切入】选项中勾选【行距】、行距值输入7，【切削模式】勾选【环切】，输入加工余量为0.5，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,等高线加工方式。点击上方【切入切出】选项，勾选螺旋方式，输入螺旋半径为5，螺距0.3，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,等高线加工方式。点击上方【刀具参数】选项，输入刀具半径为5，刀角半径为0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零
13、件加工,等高线加工方式。点击上方【加工边界】选项，勾选边界上选项，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,等高线加工方式。点击上方【切削用量】选项，输入主轴转速2200，慢速下刀速度1000，切入切出速度1500，切削速度1800，退刀速度3000，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,等高线加工方式。点击确定，再窗选模型，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,等高线加工方式。生成等高粗加工轨迹，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,区域粗加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【粗加工】-【区域式粗加工】。点击上方【加工
14、参数】，加工方向设置为【顺铣】，Z切入勾选为【层高】，层高值输入0.1。在【XY切入】选项中勾选【行距】、行距值输入1，【切削模式】勾选【环切】，输入加工余量为0.1，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,区域粗加工方式。点击上方【切入切出】选项，勾选螺旋方式，输入螺旋半径为0.5，螺距0.1，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,区域粗加工方式。点击上方【刀具参数】选项，输入刀具半径为2，刀角半径为0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,区域粗加工方式。点击上方【加工边界】选项，勾选使用有效的Z范围，输入最大为-8，最小为-10，勾选边界内侧选项，如右图所示。
15、,加工：手机模型零件,3.零件加工,区域粗加工方式。点击上方【切削用量】选项，输入主轴转速5500，慢速下刀速度1000，切入切出速度300，切削速度500，退刀速度300，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,区域粗加工方式。点击确定，在拾取椭圆按键上边界，并选择切削方向，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,区域粗加工方式。生成等高粗加工轨迹，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【精加工】-【轮廓线精加工】。点击上方【加工参数】，偏移类型设置为偏移，Z切入勾选为【层高】，层
16、高值输入2。在【XY向余量】选项中输入0.15，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切入切出】选项，勾选圆弧方式，输入半径为5，角度30，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【刀具参数】选项，输入刀具半径为2，刀角半径为0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【加工边界】选项，勾选使用有效的Z范围，输入最大为-2，最小为-8，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切削用量】选项，输入主轴转速5500，慢速下刀速度500，切入切
17、出速度300，切削速度400，退刀速度2000，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击确定，在拾取内腔边界，并选择切削方向，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。生成轮廓线精加工加工轨迹，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【精加工】-【轮廓线精加工】。点击上方【加工参数】，偏移类型设置为偏移，Z切入勾选为【层高】，层高值输入1。在【XY向余量】选项中输入0.15，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方
18、式。点击上方【切入切出】选项，勾选圆弧方式，输入半径为5，角度30，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【刀具参数】选项，输入刀具半径为3，刀角半径为0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【加工边界】选项，勾选使用有效的Z范围，输入最大为-9，最小为-10，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切削用量】选项，输入主轴转速5500，慢速下刀速度400，切入切出速度300，切削速度400，退刀速度2000，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工
19、方式。点击确定，在拾取内腔边界，并选择切削方向，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。生成轮廓线精加工加工轨迹，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【精加工】-【轮廓线精加工】。点击上方【加工参数】，偏移类型设置为偏移，Z切入勾选为【层高】，层高值输入3。在【XY向余量】选项中输入0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切入切出】选项，勾选圆弧方式，输入半径为5，角度30，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮
20、廓线精加工加工方式。点击上方【刀具参数】选项，输入刀具半径为3，刀角半径为0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【加工边界】选项，勾选使用有效的Z范围，输入最大为-10，最小为-10，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切削用量】选项，输入主轴转速2000，慢速下刀速度1000，切入切出速度1200，切削速度1500，退刀速度2000，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击确定，在拾取内腔边界，并选择切削方向，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加
21、工方式。生成轮廓线精加工加工轨迹，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【精加工】-【轮廓线精加工】。点击上方【加工参数】，偏移类型设置为偏移，Z切入勾选为【层高】，层高值输入1。在【XY向余量】选项中输入0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切入切出】选项，勾选圆弧方式，输入半径为5，角度30，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【刀具参数】选项，输入刀具半径为2，刀角半径为0，如右图所示。,加工：手机模型零件
22、,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【加工边界】选项，勾选使用有效的Z范围，输入最大为-9，最小为-10，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切削用量】选项，输入主轴转速5000，慢速下刀速度300，切入切出速度500，切削速度400，退刀速度2000，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击确定，在拾取内腔边界，并选择切削方向，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。生成轮廓线精加工加工轨迹，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。在零件特征栏中
23、点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【精加工】-【轮廓线精加工】。点击上方【加工参数】，偏移类型设置为偏移，Z切入勾选为【层高】，层高值输入5。在【XY向余量】选项中输入0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切入切出】选项，勾选圆弧方式，输入半径为5，角度30，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【刀具参数】选项，输入刀具半径为5，刀角半径为0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【加工边界】选项，勾选使用有效的Z范围，输入最大为-10，最小为-10，
24、如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切削用量】选项，输入主轴转速2200，慢速下刀速度1000，切入切出速度1200，切削速度1500，退刀速度2000，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击确定，在拾取内腔边界，并选择切削方向，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。生成轮廓线精加工加工轨迹，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【精加工】-【轮廓线精加工】。点击上方【加工参数】，偏移类型
25、设置为偏移，Z切入勾选为【层高】，层高值输入5。在【XY向余量】选项中输入0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切入切出】选项，勾选圆弧方式，输入半径为5，角度30，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【刀具参数】选项，输入刀具半径为5，刀角半径为0，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【加工边界】选项，勾选使用有效的Z范围，输入最大为-2，最小为-2，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击上方【切削用量】选项，输入主轴转速220
26、0，慢速下刀速度1000，切入切出速度1200，切削速度1500，退刀速度2000，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。点击确定，在拾取内腔边界，并选择切削方向，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,轮廓线精加工加工方式。生成轮廓线精加工加工轨迹，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域粗加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【粗加工】-【平面区域粗加工】。点击上方【加工参数】，在【走刀方式】选项中勾选【环切加工】、【从外向里】，顶层高度输入-8，底层高度输入-8，输入行距5，如右图所示。点击选择【
27、刀具参数】选项，输入刀具半径为3，刀角半径为0，如下左图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域加工方式。点击选择【切削用量】选项，输入主轴转数3000，下刀速度1000，切入切出1200，切削速度800，退刀速度2000，如下右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域粗加工方式。点击确定，选择最大矩形外框边界线，选择切削方向，确定，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域加工方式。平面加工轨迹生成图,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域粗加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【粗加工】-【平面区域粗加工】。点击上
28、方【加工参数】，在【走刀方式】选项中勾选【环切加工】、【从外向里】，顶层高度输入-10，底层高度输入-10，输入行距5，如右图所示。点击选择【刀具参数】选项，输入刀具半径为3，刀角半径为0，如下左图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域加工方式。点击选择【切削用量】选项，输入主轴转数2500，下刀速度1000，切入切出1200，切削速度1000，退刀速度2000，如下右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域粗加工方式。点击确定，选择最大矩形外框边界线，选择切削方向，确定，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域加工方式。平面加工轨迹生成图,加工：手机模
29、型零件,3.零件加工,平面区域粗加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【粗加工】-【平面区域粗加工】。点击上方【加工参数】，在【走刀方式】选项中勾选【环切加工】、【从外向里】，顶层高度输入-10，底层高度输入-10，输入行距5，如右图所示。点击选择【刀具参数】选项，输入刀具半径为3，刀角半径为0，如下左图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域加工方式。点击选择【切削用量】选项，输入主轴转数2400，下刀速度1000，切入切出1200，切削速度1000，退刀速度2000，如下右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域粗加工方式。点击确定
30、，选择最大矩形外框边界线，选择切削方向，确定，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,平面区域加工方式。平面加工轨迹生成图,加工：手机模型零件,3.零件加工,孔加工方式。在零件特征栏中点击【加工管理】，在空白处，鼠标右击选择【加工】-【其它加工】-【G01钻孔】。点击上方【加工参数】，在【下刀次数】选项中输入10，如右图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,孔加工方式，点击选择【刀具参数】选项，输入刀具半径为1，如下图所示。,加工：手机模型零件,3.零件加工,孔加工方式。孔加工轨迹生成图,加工：手机模型零件,3.零件加工,显示全部刀具轨迹。,加工：手机模型零件,4.加工仿真,全选刀
31、具轨迹，单击右键，选择【实体仿真】，仿真后效果图如下。,加工：手机模型零件,5.生成工艺清单,全选刀具轨迹，单击右键，选择【工艺清单】，输入对应名称，如右图所示。,加工：手机模型零件,5.生成工艺清单,点击生成清单，工艺清单部分截图，下图所示,加工：手机模型零件,6.生成加工程序,全选刀具轨迹，单击右键，选择【后置处理】，【生成G代码】，如右图所示。选择FANUC模板，如下图所示。,加工：手机模型零件,6.生成加工程序,单击确定，再单击右键，系统自动开始处理刀轨，如下图所示。程序生成完毕，如右图所示。,小结,本章主要讲述了常规模型建模指令使用（草图、拉伸增料、拉伸除料）及数控加工轨迹生成方法（平面区域粗加工、等高线粗加工、轮廓线精加工、G01钻孔加工）。通过本章的学习，基本掌握常规模型建模及加工操作过程，同时也介绍了工艺清单的生成及刀轨代码的生成处理，通过实例练习及操作，使学者更容易理解和掌握建模方法及加工路径的生成和处理。,谢谢！,
