NX CAM 5 axis_machining_training_5X_definition

© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reserved
Siemens PLM Software
多轴加工培训 Session 1
 Prepared by: Paul Ji

Lesson 1 多轴加工的基本概念
1. 课程学习目的：
本节课程主要了解多轴加工的涵
义，明确的何为多轴加工。
2. 课程学习目标：
清晰的区分各种多轴加工，如
3+2 加工，五轴加工等
要点：
1. 了解多轴加工的涵义
2. 了解 3+2 加工， 4+1 加工，五轴
联动加工的涵义，清晰定义加工
类型

多轴加工的涵义 (Multi-Axis Machining Concept)
固定轴加工
 刀轴或工件的方位是固定
 在加工操作的过程中刀轴
和工件的方位不会发生变
化
多轴加工
 意味着至有一条旋转轴参
与切削运动
 但…
 使用多轴机床并不一定意味着旋转轴
一定与其它轴联动
 在许多情况下 , 旋转轴的作用是对刀具
或工件进行定位 , 然后进行固定轴加工
, 例如 :
 大部分机械零件
 发动机壳体 , 齿轮箱… …

影响多轴加工的关键因素 (Key Elements)
 多轴机床 (Machine)
 具有多种配置（如五轴联动机床，五轴定位机床， 4+1 机床… )
 根据多轴加工编程需要选择合适配置的机床
 控制系统 (Controller)
 大多数知名控制系统均提供卓越的功能（如 Siemens, Fanuc, Heidenhain… ）
 每一种类的控制器在某些特定领域都有其独特的控制能力，需要深入了解发挥
其最大的效力
 CAM 系统 (CAM System)
 CAM 系统各不相同（如 NX, PowerMill, Catia, HyperMill… ）
 NXCAM 是最优秀的 CAM 系统之一
 人的知识和经验 (Knowledgable and Experienced People)
 People make things different

多轴机床的种类及配置 (Machine Type and Configuration)
 C 型 (C Frame)
 龙门铣 (Gantry)
 双转台 (Dual Rotary Tables)
 双摆头 (Dual Swiveling Heads)
 转台 + 摆头 (Table Head)
 非正交型 (Non-Orthographics)
 车铣复合 (Turn-Mill)
 六脚型 (Hexapods)

6
与运动学相关的间距参数 (Kinematic Relative Spacing)

7
X
Z
C 型转台 – 摆头式配置
(C-Frame Table-Head Configuration)
工作台只绕 C 轴转动
 适合轻型及中等重量的工件
 工件移动范围最小化
 各轴累加的负面效果最小化
 工件设定容易
 可视性好
主轴头
 当主轴绕 Y 轴摆动时 , 工作台需要额外的 X 方向移动
 刀具越长 , 需要的额外 X 向移动距离越大
 存在刀长问题

8
双转台式
(Dual-Table)
工作台可绕两旋转轴旋转
 适合轻型工作
 工作台累加及精度问题
 削减机床刚性
 当发生转动时 , 需要额外的 X,Y 及 Z 线性移动
工件设定需要考虑的因素
 线性轴行程的极限位置
 移动部件间的砬撞
刀轴方向始终与线性轴 (Z 轴 ) 平行
 适合刀轴需要频繁来回移动的切削场合 , 例如钻孔
及攻丝
B
C
非正交 ,B 轴在 YZ 轴间成 45
度角
X
Z

9
双摆头式
(Dual-Head)
 适合大型及重型工件
 工件设定容易
 需考虑刀长因素

10
龙门式双摆头 , 三主轴式
(Gantry Dual-Head 3 Spindles)
 巨型工件 , 重型作业
 可同时加工三个工件
 需考虑刀长因素

11
加装旋轴台
(Rotary Table)
 好的灵活性
 旋转轴累加于线性工作台上
 必须确保安装及设定的精确
 需考虑为安装移动控制单元预留额外的空间
 旋轴工作台的制造商可能与机床制造商不同 . 因此需要理解线性轴与旋转轴如何实现
同步

12
Hexapods
 6 个自由度
 尚未用于商业用途

13
根据加工工件特性选择合适的多轴机床

Lesson 2 3+2, Variable_Contour 和 5_Axis_Zlevel
1. 课程学习目的：
本节课程主要学习创建
3+2 ， Variable Contour 和 5
Axis Zlevel 操作。
2. 课程学习目标：
能使用 NX CAM 创建上述三种
类型的操作，生成符合加工要求
的刀轨。
要点：
1. 学习创建 3+2_Fixed_Axis 操作
2. 学习创建 Variable_Contour 操作
3. 学习创建 5_Axis_Zlevel 操作

3+2 Fixed Axis 加工平面类型的铣加工
 定义刀轴方位
圆弧输出问题
 主轴头为非摆动轴时 , 处理圆弧插补通常没有问题
 摆头机床
 取决于控制系统及机床配置
 可能需要限制输出为仅线性运动
 后处理器处理圆弧运动与线性运动之间的转换
 需处理与公差相关的问题
..democollar_mfg_setupcollar_mfg_setup_1.prt

16
3+2 Fixed Axis 加工钻孔
 刀轴选项
 与加工座标系 +Z 轴相同
 指定向量
 与工件面正交
 使用圆弧法线矢量
..demodrilling_project.prt

17
HEIDENHAIN 控制系统的工作平面变换功能
CYCLE19.0 & CYCLE7.0
10 L Z+100 R0 FMAX
11 L X+25 Y+10 R0 FMAX
12 L B+15 R0 F1000 定位旋转轴
13 CYCL DEF 19.0 WORKING PLANE 定义计算
补偿的角度
14 CYCL DEF 19.1 B+15
15 L Z+80 R0 FMAX 启动刀具轴补偿
16 L X-8.5 Y-10 R0 FMAX 启动加工面补偿

18
SIEMENS 840D 控制系统的定义座标平面功能

主座标系 (Main MCS) 与局部座标系 (Local MCS)
 定义主座标系并打开坐标系设置 Detail 折叠选项
 设定座标系目的为 “ Main”
Main
MCS
Local
MCS
..demoMCS_setting.prt

20
MOM_set_csys Event

21
定位加工时 , 注意正确设定非切削运动及避让几何
技巧 : 若旋转轴的旋转方向不是预期的方位
: 例如预期为 -30 度 , 而实际方向为 +30 度 ,
可通过设定避让几何体的从点 (From point) 位
置及刀轴方位来解决 .

3+2 定位加工练习（ 1 ）
 使用 Face Milling Area 创建操作
加工工件的六边形面
 使用 Planar Profile 创建操作加工
出 PLM 三个英文字符
加工电影参看 3+2_test_part_1.avi
..part3+2_test_part_1.prt

 使用 Face Milling Area 创建操作
加工工件的三个指定面
 尝试使用局部加工坐标系完成上
述操作
加工电影参看 3+2_test_part_2.avi
..part3+2_test_part_2 3+2_test_part_2.prt

 使用 Planar Profile 加工完成工件
内壁的加工。
加工电影参看 lens_cover_mfg.avi
..partlens_cover_mfg_setup_1.prt

可变轴轮廓铣 (Contour Profile)
Contour Profile 操作可以通过设定 Floor 和 Wall 来产生一个直纹面侧壁的
加工操作，使用刀具侧刃作为切削刃。在选择 Floor 后， NX 可自动推断出
Wall 。也可以不选择自动推断出的 Wall 面，而手工指定需要加工的
Wall 。刀具轴稳定持续变化可保证加工刀路平稳。

可变轴轮廓铣 (Contour Profile)
..demowedge_mfg.prt
自动壁识别 (Automatic Wall)
侧倾角 (Tilt angle)
底部轮廓跟踪 (Follow Bottom Wall)
轴向向下偏置 (Offset)
自动辅助底面 (Automatic Auxiliary Floor)
(Perpendicular to the access vector) 及参考自动辅
助底面进行径向及轴向多刀切削
指定辅助底面及参考指定的辅助底面进行
径向及轴向多刀切削
自动辅助底面与指定辅助底面组合使用
轴向偏置与辅助底面的组合使用
轴向偏置与自动辅助底面的组合使用

可变轴轮廓铣练习
 创建一个 Contour Profile 操作加
工整体叶轮的叶根部
加工电影参看 cam_complete_impeller.avi
..partcam_complete_impeller.prt

可变轴轮廓铣练习（ 2 ）
 创建两个 Contour Profile 操作分
别加工工件的外圈和多个型腔
加工电影参看 part_bulkhead.avi
..partpart_bulkhead.prt

可变轴轮廓铣练习（ 3 ）
..partmastbase_contour_profile.prt
 创建一个 Contour Profile 操作加
工绿色底面范围内的齿形斜面
加工电影参看 mastbase_contour_profile.avi

五轴等高加工 (5 Axis Zlevel)
刀轴自动倾角 (C) 的计算基于 : 最大壁高 (A)
及最小间隙 (B)
最大壁高设为 10 最大壁高设为 50
最大壁高设为 1
自动刀轴摆角的计算

五轴等高铣的刀轴矢量控制方式
从工件离开从点离开朝向点
从曲线离开朝向曲线
拐角控制方式
刀位点在 XY 平面上距驱动曲线最近的 2D 距离决定刀轴方向 . 侧倾角选项控制刀
轴相对于加工座标系 Z 轴的角度

五轴等高铣练习（ 1 ） : 各种刀轴控制方法
 使用 5 Axis Zlevel 的各种刀轴控
制方法创建操作加工工件的外表
面直壁
加工电影参看 zl_multi_axis_2_setup_1.avi
..partzl_multi_axis_2_setup_1.prt

五轴等高铣练习（ 1 ） : 各种刀轴控制
方法

五轴等高铣练习（ 2 ） : 优化等高选项
 使用 5 Axis Zlevel 的优化等高选
项使操作产生的刀轨在工件表面
均匀
加工电影参看 powertool_core_hsm.avi
impeller_zlevel_setup_2.avi
..partpowertool_core_hsm.prt
..partimpeller_zlevel_setup_2.prt

五轴等高铣实例练习（ 3 ）
..partA9305_c201.prt
先简化模型 , 再分别用五轴等高及螺
旋向下铣削两种方法进行编程
 使用 5 Axis Zlevel 加工工件侧壁
面

NX CAM 5 axis_machining_training_5X_definition

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (6)

Similar to NX CAM 5 axis_machining_training_5X_definition

Similar to NX CAM 5 axis_machining_training_5X_definition (9)

NX CAM 5 axis_machining_training_5X_definition