Creo 3.0数控加工教程.pdf

收藏

编号:20200522091611519134    类型:共享资源    大小:12.79MB    格式:PDF    上传时间:2020-05-22
  
1
文币
关 键 词:
Creo 3.0数控加工教程 3.0 数控 加工 教程
资源描述:
Creo 3.0 工程应用精解丛书 Creo 3.0 数控加工教程 詹友刚 主编 机 械 工 业 出 版 社 本书全面、系统地介绍了 Creo 3.0 数控加工技术,内容包括数控加工概论、数控工艺概述、Creo 数控 加工入门、铣削加工、孔加工、车削加工、线切割加工、多轴联动加工、钣金件制造以及后置处理等。 本书是根据北京兆迪科技有限公司给国内外几十家不同行业的著名公司(含国外独资和合资公司)编 写的培训教案整理而成的,具有很强的实用性和广泛的适用性。本书附带 2 张多媒体 DVD 学习光盘,制 作了 69 个数控加工编程技巧和具有针对性的实例教学视频并进行了详细的语音讲解, 时间长达 377 分钟, 光盘还包含本书所有的素材源文件、范例文件以及 Creo 3.0 软件的配置文件(2 张 DVD 光盘教学文件容 量共计 6.4GB)。另外,为方便 Creo(Pro/E)低版本用户和读者的学习,光盘中特提供了 Creo 2.0、Pro/E 5.0 版本的素材源文件。 在内容安排上,本书紧密结合范例对 Creo 数控加工的流程、方法与技巧进行讲解和说明,这些实例 都是实际生产一线中具有代表性的例子,这样安排能帮助读者较快地进入数控加工编程实战状态;在写作 方式上,本书紧贴软件的实际操作界面,采用软件中真实的对话框、操控板、按钮等进行讲解,使初学者 能够直观、准确地操作软件,从而尽快上手,提高学习效率。 本书内容全面,条理清晰,范例丰富,讲解详细,图文并茂,可作为机械技术人员学习 Creo 数控加 工编程的自学教程和参考书, 也可作为大中专院校学生和各类培训学校学员的 CAD/CAM 课程上课及上机 练习教材。 图书在版编目(CIP)数据 Creo 3.0 数控加工教程 / 詹友刚主编. —3 版. —北京: 机械工业出版社,2014.8 (Creo 3.0 工程应用精解丛书) ISBN 978-7-111-47600-9 I. ①C… Ⅱ. ①詹… Ⅲ. ①数控机床—加工—计算 机辅助设计—应用软件—教材 Ⅳ. ①TG659-39 中国版本图书馆 CIP 数据核字(2014)第 181012 号 机械工业出版社(北京市百万庄大街 22 号 邮政编码:100037) 策划编辑:丁 锋 责任编辑:丁 锋 责任校对:龙 宇 责任印制:乔 宇 北京铭成印刷有限公司印刷 2014 年 9 月第3版第 1 次印刷 184mm×260 mm· 22.5 印张·430 千字 0001—3000 册 标准书号:ISBN 978-7-111-47600-9 ISBN 978-7-89405-469-2(光盘) 定价:59.80 元(含多媒体 DVD 光盘 2 张) 凡购本书,如有缺页、倒页、脱页,由本社发行部调换 电话服务 网络服务 社 服 务 中 心:(010)88361066 教材网:http:// 销 售 一 部:(010)68326294 机工官网:http:// 销 售 二 部:(010)88379649 机工官博:http:// 读者购书热线:(010)88379203 封面无防伪标均为盗版 III 前 言 Creo 是由美国 PTC 公司推出的一套博大精深的机械三维 CAD/CAM/CAE 参数化软件 系统,它整合了 PTC 公司的三个软件,即 Pro/ENGINEER 的参数化技术、CoCreate 的直接 建模技术和 ProductView 的三维可视化技术。 作为 PTC 闪电计划中的一员,Creo 具备互 操作性、开放、易用三大特点。Creo 内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维 模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出,到生产加工的全过程,应用范围涉 及航空航天、汽车、机械、数控(NC)加工以及电子等诸多领域。Creo 3.0 是美国 PTC 公 司目前推出的最新版本, 它构建于 Pro/ENGINEER 野火版的成熟技术之上, 新增了许多功能, 使其技术水准又上了一个新的台阶。 本书全面、系统地介绍了 Creo 3.0 数控加工技术,其特色如下。  内容全面,与其他的同类书籍相比,包括更多的 Creo 数控加工内容。  范例丰富,对软件中的主要命令和功能,先结合简单的范例进行讲解,然后安排一 些较复杂的综合范例帮助读者深入理解、灵活运用。  讲解详细,条理清晰,保证自学的读者能独立学习。  写法独特,采用 Creo 3.0 软件中真实的对话框、操控板和按钮等进行讲解,使初学 者能够直观、准确地操作软件,从而大大提高学习效率。  附加值高,本书附带 2 张多媒体 DVD 学习光盘,制作了 69 个数控加工编程技巧和 具有针对性的范例教学视频并进行了详细的语音讲解, 时间长达377分钟, 2张DVD 光盘教学文件容量共计 6.4GB,可以帮助读者轻松、高效地学习。 本书是根据北京兆迪科技有限公司给国内外一些著名公司(含国外独资和合资公司) 编写的培训教案整理而成的,具有很强的实用性,其主编和主要参编人员均来自北京兆迪 科技有限公司。该公司专门从事 CAD/CAM/CAE 技术的研究、开发、咨询及产品设计与制 造服务,并提供 Creo、Ansys、Adams 等软件的专业培训及技术咨询,本书在编写过程中得 到了该公司的大力帮助,在此衷心表示感谢。读者在学习本书的过程中如果遇到问题,可通 过访问该公司的网站 来获得帮助。 本书由詹友刚主编,参加编写的人员还有王焕田、刘静、雷保珍、刘海起、魏俊岭、 任慧华、詹路、冯元超、刘江波、周涛、段进敏、赵枫、邵为龙、侯俊飞、龙宇、施志杰、 詹棋、高政、孙润、李倩倩、黄红霞、尹泉、李行、詹超、尹佩文、赵磊、王晓萍、陈淑 童、周攀、吴伟、王海波、高策、冯华超、周思思、黄光辉、党辉、冯峰、詹聪、平迪、 管璇、王平、李友荣。本书已经多次校对,如有疏漏之处,恳请广大读者予以指正。 电子邮箱:zhanygjames@ 编 者 IV 本 书 导 读 为了能更好地学习本书的知识,请您先仔细阅读下面的内容。 写作环境 本书使用的操作系统为 64 位的 Windows 7, 系统主题采用 Windows 经典主题。 本书采 用的写作蓝本是 Creo 3.0 中文版。 光盘使用 为方便读者练习,特将本书所有素材文件、已完成的范例文件、配置文件和视频语音 讲解文件等放入随书附带的光盘中,读者在学习过程中可以打开相应素材文件进行操作和 练习。 本书附多媒体 DVD 光盘 2 张,建议读者在学习本书前,先将 2 张 DVD 光盘中的所有 文件复制到计算机硬盘的 D 盘中,然后再将第二张光盘 creo3.9-video2 文件夹中的所有文 件复制到第一张光盘的 video 文件夹中。在 D 盘上 creo3.9 目录下共有 4 个子目录。 (1)creo3.0_system_file 子目录:包含一些系统配置文件。 (2)work 子目录:包含本书讲解中所用到的文件。 (3)video 子目录:包含本书讲解中所有的视频文件(含语音讲解) ,学习时,直接双击 某个视频文件即可播放。 (4)before 子目录:为方便 Creo(Pro/E)低版本用户和读者的学习,光盘中特提供了 Creo 2.0、Pro/E 5.0 版本的配套文件。 光盘中带有“ok”扩展名的文件或文件夹表示已完成的实例。 本书约定 本书中有关鼠标操作的简略表述说明如下。 单击:将鼠标指针移至某位置处,然后按一下鼠标的左键。 双击:将鼠标指针移至某位置处,然后连续快速地按两次鼠标的左键。 右击:将鼠标指针移至某位置处,然后按一下鼠标的右键。 单击中键:将鼠标指针移至某位置处,然后按一下鼠标的中键。 滚动中键:只是滚动鼠标的中键,而不能按中键。 选择(选取)某对象:将鼠标指针移至某对象上,单击以选取该对象。 拖动某对象:将鼠标指针移至某对象上,然后按下鼠标的左键不放,同时移 动鼠标,将该对象移动到指定的位置后再松开鼠标的左键。 本书中的操作步骤分为 Task、Stage 和 Step 三个级别,说明如下。 对于一般的软件操作,每个操作步骤以 Step 字符开始。 每个 Step 操作步骤视其复杂程度,下面可含有多级子操作,例如 Step1 下可 V 能包含(1) 、 (2) 、 (3)等子操作, (1)子操作下可能包含①、②、③等子操 作,①子操作下可能包含 a) 、b) 、c)等子操作。  如果操作较复杂,需要几个大的操作步骤才能完成,则每个大的操作冠以 Stage1、Stage2、Stage3 等,Stage 级别的操作下再分 Step1、Step2、Step3 等操 作。  对于多个任务的操作,则每个任务冠以 Task1、Task2、Task3 等,每个 Task 操作下则可包含 Stage 和 Step 级别的操作。  由于已经建议读者将随书光盘中的所有文件复制到计算机硬盘的 D 盘中,所以书 中在要求设置工作目录或打开光盘文件时,所述的路径均以 D:开始。 软件设置  设置 Creo 系统配置文件 config.pro:将 D:\creo3.9\Creo3.0_system_file\下的 config.pro 复制至 Creo 安装目录的\text 目录下。假设 Creo 3.0 的安装目录为 C:\Program Files\PTC\Creo 3.0,则应将上述文件复制到 C:\Program Files\PTC\Creo 3.0\Common Files\F000\text 目录下。退出 Creo,然后再重新启动 Creo,config.pro 文件中的设置将生效。  设置 Creo 界面配置文件 creo_parametric_customization.ui: 选择“文件”下拉菜 中的命令, 系统弹出 “Creo Parametric 选项” 对话框; 在 “Creo Parametric 选项”对话框中单击区域,单击按钮,在 弹出的快捷菜单中选择选项,系统弹出“打开”对话框。选中 D:\creo3.9\ Creo3.0_system_file\文件夹中的 creo_parametric_customization.ui 文件, 单击按钮,然后单击按钮。 技术支持 本书是根据北京兆迪科技有限公司给国内外一些著名公司(含国外独资和合资公司) 编写的培训教案整理而成的,具有很强的实用性,其主编和参编人员均来自北京兆迪科技 有限公司。该公司专门从事 CAD/CAM/CAE 技术的研究、开发、咨询及产品设计与制造服 务,并提供Creo、Ansys、Adams 等软件的专业培训及技术咨询,读者在学习本书的过程中 如果遇到问题,可通过访问该公司的网站 来获得技术支持。 咨询电话:010-82176248,010-82176249。 VI 目 录 前言 本书导读 第 1 章 Creo 3.0 数控加工基础 . 1 1.1 数控加工概论 1 1.2 数控编程简述 1 1.3 数控机床 3 1.3.1 数控机床的组成 3 1.3.2 数控机床的特点 4 1.3.3 数控机床的分类 5 1.3.4 数控机床的坐标系 8 第 2 章 Creo 3.0 数控加工入门 . 10 2.1 Creo 3.0 数控加工流程 . 10 2.2 Creo 3.0 数控加工操作界面 . 11 2.3 新建一个数控制造模型文件 14 2.4 建立制造模型 15 2.5 设置操作 18 2.6 创建 NC 序列 21 2.7 演示刀具轨迹 24 2.8 加工仿真 25 2.9 切减材料 27 2.10 遮蔽体积块 28 第 3 章 铣削加工 . 29 3.1 体积块铣削 29 3.2 轮廓铣削 40 3.2.1 直轮廓铣削 40 3.2.2 斜轮廓铣削 47 3.3 局部铣削 51 3.3.1 前一工步 51 3.3.2 拐角 . 54 3.3.3 前一刀具 58 3.4 平面铣削 61 3.5 曲面铣削 67 3.6 轨迹铣削 75 3.7 雕刻铣削 80 3.8 腔槽加工 83 3.9 钻削式粗加工 88 3.10 切割线铣削 92 3.11 粗加工铣削 97 3.12 倒角铣削 102 3.13 倒圆角铣削 105 3.14 重新粗加工铣削 108 VII 3.15 精加工铣削 111 3.16 拐角精加工铣削 113 3.17 铅笔追踪铣削 117 第 4 章 孔加工 121 4.1 孔系加工 121 4.1.1 单一孔系加工 .121 4.1.2 多种孔系加工 .126 4.2 螺纹铣削 139 4.2.1 内螺纹铣削 .139 4.2.2 外螺纹铣削 .143 4.3 攻螺纹加工 147 第 5 章 车削加工 . 151 5.1 区域车削 151 5.2 轮廓车削 157 5.3 凹槽车削 160 5.4 外螺纹车削 163 5.5 内螺纹车削 166 第 6 章 线切割加工 . 171 6.1 线切割加工概述 171 6.2 两轴线切割加工 172 6.3 四轴线切割加工 180 第 7 章 多轴联动加工 . 187 7.1 四轴联动铣削加工 187 7.2 五轴联动孔加工 193 7.3 五轴联动铣削加工 198 7.4 侧刃铣削加工 204 第 8 章 钣金件制造 . 212 8.1 钣金件设计 212 8.1.1 钣金件概述 .212 8.1.2 钣金件设计模块 .212 8.1.3 钣金件设计方法 .214 8.2 钣金件制造模块 215 8.2.1 钣金件制造模块的启动 .215 8.2.2 钣金件制造方法和流程 .216 8.3 钣金件制造设置 217 8.3.1 设置工作环境及各项参数 .217 8.3.2 钣金零件处理 .219 8.3.3 工作机床和操作 .222 8.3.4 钣金制造后置处理 .224 8.4 操作范例 227 第 9 章 后置处理 . 234 9.1 后置处理概述 234 9.2 后置处理器 234 9.2.1 后置处理器模式 .235 9.2.2 设置后置处理器 .240 9.3 创建新的后置处理器 253 9.3.1 创建方法介绍 .253 9.3.2 操作范例.256 VIII 9.4 数控代码的生成 258 9.4.1 菜单命令介绍 .258 9.4.2 操作范例.259 第 10 章 综合范例 . 262 10.1 圆盘加工 262 10.2 箱体加工 280 10.3 轴加工 301 10.4 垫板凸模加工 317 第1章 Creo 3.0数控加工基础 1 本章提要 第1章 Creo 3.0 数控加工基础 本章主要介绍 Creo 3.0 数控加工的基础知识,内容包括数控编程以及 加工工艺基础等。 1.1 数控加工概论 数控技术即数字控制技术(Numerical Control Technology) ,指用计算机以数字指令方 式控制机床动作的技术。 数控加工具有产品精度高、自动化程度高、生产效率高以及生产成本低等特点,在制 造业,数控加工是所有生产技术中相当重要的一环。尤其是汽车或航天工业零部件,其几 何外形复杂且精度要求较高,更突出了 NC 加工制造技术的优点。 数控加工技术集传统的机械制造、计算机、信息处理、现代控制和传感检测等光机电 技术于一体,是现代机械制造技术的基础。它的广泛应用,给机械制造业的生产方式及产 品结构带来了深刻的变化。 近年来,由于计算机技术的迅速发展,数控技术的发展相当迅速。数控技术的水平和 普及程度,已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。 1.2 数控编程简述 数控编程一般可以分为手工编程和自动编程。手工编程是指从零件图样分析、工艺 处理、数值计算、编写程序单直到程序校核等各步骤,均由人工完成的全过程。该方法 适用于零件形状不太复杂、加工程序较短的情况,而对于复杂形状的零件,如具有非圆 曲线、列表曲面和组合曲面的零件,或者零件形状虽不复杂但是程序很长,则比较适合 于自动编程。 自动数控编程是从零件的设计模型(即参考模型)获得数控加工程序的全部过程。其 主要任务是计算加工走刀过程中的刀位点(Cutter Location Point,简称 CL 点) ,从而生成 CL 数据文件。采用自动编程技术可以帮助人们解决复杂零件的数控加工编程问题,其大部 分工作由计算机来完成,编程效率大大提高,还能解决手工编程无法解决的许多复杂形状 Creo3.0 数控加工教程 2 零件的加工编程问题。 Creo 3.0 数控模块提供了多种加工类型用于各种复杂零件的粗精加工,用户可以根据 零件结构、加工表面形状和加工精度要求选择合适的加工类型。 数控编程的主要内容有分析零件图样、工艺处理、数值处理、编写加工程序单、输入 数控系统、程序检验及试切。 (1)分析图样及工艺处理。在确定加工工艺过程时,编程人员首先应根据零件图样对 工件的形状、尺寸和技术要求等进行分析,然后选择合适的加工方案,确定加工顺序和路 线、装夹方式、刀具以及切削参数。为了充分发挥机床的功用,还应该考虑所用机床的指 令功能,选择最短的加工路线,选择合适的对刀点和换刀点,以减少换刀次数。 (2)数值处理。根据图样的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系,计算工件粗、 精加工的运动轨迹,得到刀位数据。零件图样坐标系与编程坐标系不一致时,需要对坐标 进行换算。形状比较简单的零件的轮廓加工,需要计算出几何元素的起点、终点及圆弧的 圆心,以及两几何元素的交点或切点的坐标值;有的还需要计算刀具中心运动轨迹的坐标 值。对于形状比较复杂的零件,需要用直线段或圆弧段逼近,根据要求的精度计算出各个 节点的坐标值。 (3)编写加工程序单。确定加工路线、工艺参数及刀位数据后,编程人员可以根据数 控系统规定的指令代码及程序段格式,逐段编写加工程序单。此外,还应填写有关的工艺 文件,如数控刀具卡片、数控刀具明细表和数控加工工序卡片等。随着数控编程技术的发 展,现在大部分的机床已经直接采用自动编程。 (4)输入数控系统。即把编制好的加工程序,通过某种介质传输到数控系统。过去我 国数控机床的程序输入一般使用穿孔纸带,穿孔纸带的程序代码通过纸带阅读器输入到数 控系统。随着计算机技术的发展,现代数控机床主要利用键盘将程序输入到计算机中。随 着网络技术进入工业领域,通过 CAM 生成的数控加工程序可以通过数据接口直接传输到 数控系统中。 (5)程序检验及试切。程序单必须经过检验和试切才能正式使用。检验的方法是直接 将加工程序输入到数控系统中,让机床空运转,即以笔代刀,以坐标纸代替工件,画出加 工路线,以检查机床的运动轨迹是否正确。若数控机床有图形显示功能,可以采用模拟刀 具切削过程的方法进行检验。但这些过程只能检验出运动是否正确,不能检查被加工零件 的精度,因此必须进行零件的首件试切。首件试切时,应该以单程序段的运行方式进行加 工,监视加工状况,调整切削参数和状态。 从以上内容看来,作为一名数控编程人员,不但要熟悉数控机床的结构、功能及标准, 而且必须熟悉零件的加工工艺、装夹方法、刀具以及切削参数的选择等方面的知识。 第1章 Creo 3.0数控加工基础 3 1.3 数 控 机 床 1.3.1 数控机床的组成 数控机床的种类很多,但是任何一种数控机床都主要由数控系统、伺服系统和机床主 体三大部分以及辅助控制系统等组成。 1.数控系统 数控系统是数控机床的核心,是数控机床的“指挥系统” ,其主要作用是对输入的零件 加工程序进行数字运算和逻辑运算,然后向伺服系统发出控制信号。现代数控系统通常是 一台带有专门系统软件的计算机系统,开放式数控系统就是将计算机配以数控系统软件而 构成的。 2.伺服系统 伺服系统(也称驱动系统)是数控机床的执行机构,由驱动和执行两大部分组成。它 包括位置控制单元、速度控制单元、执行电动机和测量反馈单元等部分,主要用于实现数 控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。它接受数控系统发出的各种指令信息,经功率放 大后,严格按照指令信息的要求控制机床运动部件的进给速度、方向和位移。目前数控机 床的伺服系统中,常用的位移执行机构有步进电动机、液压马达、直流伺服电动机和交流 伺服电动机,后两者均带有光电编码器等位置测量元件。一般来说,数控机床的伺服系统, 要求有好的快速响应和灵敏而准确的跟踪指令功能。 3.机床主体 机床主体是加工运动的实际部件,除了机床基础件以外,还包括主轴部件,进给部件, 实现工件回转、定位的装置和附件,辅助系统和装置(如液压、气压、防护等装置) ,刀库 和自动换刀装置 (Automatic Tools Changer, 简称 ATC) , 自动托盘交换装置 (Automatic Pallet Changer,简称 APC) 。机床基础件通常是指床身或底座、立柱、横梁和工作台等,它是整 台机床的基础和框架。加工中心则还应具有 ATC,有的还有双工位 APC 等。数控机床的本 体结构与传统机床相比,发生了很大变化,普遍采用了滚珠丝杠、滚动导轨,传动效率更 高;由于现代数控机床减少了齿轮的使用数量,使得传动系统更加简单。数控机床可根据 自动化程度、可靠性要求和特殊功能需要,选用各种类型的刀具破损监控系统、机床与工 件精度检测系统、补偿装置和其他附件等。 Creo3.0 数控加工教程 4 1.3.2 数控机床的特点 随着科学技术和市场经济的不断发展,对机械产品的质量、生产率和新产品的开发周 期提出了越来越高的要求。为了满足上述要求,适应科学技术和经济的不断发展,数控机 床应运而生。20 世纪 50 年代,美国麻省理工学院成功研制出第一台数控铣床。1970 年首 次展出了第一台用计算机控制的数控机床(CNC) 。图 1.3.1 所示就是数控铣床,图 1.3.2 所示是加工中心。 数控机床自问世以来得到了高速发展,并逐渐为各国生产组织和管理者接受,这与它 在加工中表现出来的特点是分不开的。数控机床具有以下主要特点。  高柔性。数控机床的最大特点是高柔性,即灵活、通用、万能,可以适应加工不 同形状工件。如数控铣床一般能完成钻孔、镗孔、铰孔、攻螺纹、铣平面、铣斜 面、铣槽、铣削曲面和铣削螺纹等加工,而且一般情况下,可以在一次装夹中完 成所需的加工工序。加工对象改变,除相应更换刀具和解决工件装夹方式外,只 需改变相应的加工程序即可。特别适应于目前多品种、小批量和变化快的生产要 求。  高精度,加工重复性高。目前,普通数控加工的尺寸精度通常可达到±0.005mm。 数控装置的脉冲当量(即机床移动部件的移动量)一般为 0.001mm,高精度的数 控系统可达 0.0001mm。数控加工过程中,机床始终都在指定的控制指令下工作, 消除了人工操作所引起的误差,不仅提高了同一批加工零件尺寸的统一性,而且 产品质量能得到保证,废品率也大为降低。  高效率。机床自动化程度高,工序、刀具可自行更换、检测。例如,加工中心: 在一次装夹后,除定位表面不能加工外,其余表面均可加工;生产准备周期短, 加工对象变化时,一般不需要专门的工艺装备设计制造时间;切削加工中可采用 图 1.3.2 加工中心 图 1.3.1 数控铣床 第1章 Creo 3.0数控加工基础 5 最佳切削参数和走刀路线。数控铣床:一般不需要使用专用夹具和工艺装备。在 更换工件时,只需调用储存于计算机中的加工程序、装夹工件和调整刀具数据即 可,可大大缩短生产周期。更主要的是数控铣床的万能性带来高效率,如一般的 数控铣床都具有铣床、镗床和钻床的功能,工序高度集中,提高了劳动生产率, 并减少了工件的装夹误差。  大大减轻了操作者的劳动强度。数控机床的零件加工是根据加工前编好的程序自 动完成的。操作者除了操作键盘、装卸工件、中间测量及观察机床运行外,不需 要进行繁重的重复性手工操作,可大大减轻劳动强度。  易于建立计算机通信网络。 数控机床使用数字信息作为控制信息, 易于与 CAD 系 统连接,从而形成 CAD/CAM 一体化系统,它是 FMS、CIMS 等现代制造技术的 基础。  初期投资大,加工成本高。数控机床的价格一般是普通机床的若干倍,且机床备 件的价格也高;另外,加工首件需要进行编程、程序调试和试加工,时间较长, 因此使零件的加工成本也大大高于普通机床。 1.3.3 数控机床的分类 数控机床的分类有多种方式。 1.按工艺用途分类 按工艺用途分类,数控机床可分为数控钻床、车床、铣床、磨床和齿轮加工机床等, 还有压床、冲床、电火花切割机、火焰切割机和点焊机等也都采用数字控制。加工中心是 带有刀库及自动换刀装置的数控机床,它可以在一台机床上实现多种加工。工件只需一次 装夹,就可以完成多种加工,这样既节省了工时,又提高了加工精度。加工中心特别适用 于箱体类和壳类零件的加工。车削加工中心可以完成所有回转体零件的加工。 2.按机床数控运动轨迹划分 (1)点位控制数控机床(PTP) :指在刀具运动时,只控制刀具相对于工件位移的准确 性,不考虑两点间的路径。这种控制方法用于数控钻床、数控冲床和数控点焊设备,还可 以用在数控坐标镗铣床上。 (2)点位直线控制数控机床:就是要求在点位准确控制的基础上,还要保证刀具运动 是一条直线,且刀具在运动过程中还要进行切削加工。采用这种控制的机床有数控车床、 数控铣床和数控磨床等,一般用于加工矩形和台阶形零件。 (3)轮廓控制数控机床(CP) :轮廓控制(亦称连续控制)是对两个或更多的坐标运 Creo3.0 数控加工教程 6 动进行控制(多坐标联动) ,刀具运动轨迹可为空间曲线。它不仅能保证各点的位置,而且 还要控制加工过程中的位移速度,也就是刀具的轨迹。既要保证尺寸的精度,还要保证形 状的精度。在运动过程中,同时要向两个坐标轴分配脉冲,使它们能走出所要求的形状来, 这就叫插补运算。它是一种软仿形加工,而不是硬(靠模)仿形,并且这种软仿形加工的 精度比硬仿形加工的精度高很多。这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机和 加工中心等。在模具行业中,对于一些复杂曲面的加工,较多使用这类机床,如三坐标以 上的数控铣床或加工中心。 3.按伺服系统控制方式划分 开环控制是无位置反馈的一种控制方法,它采用的控制对象、执行机构多半是步进 式电动机或液压转矩放大器。因为没有位置反馈,所以其加工精度及稳定性差,但其结 构简单、价格低廉、控制方法简单,对于精度要求不高且功率需求不大的地方,还是比 较适用的。 半闭环控制是在丝杠上装有角度测量装置作为间接的位置反馈。因为这种系统未将丝 杠螺母副和齿轮传动副等传动装置包含在闭环反馈系统中,因而称之为半闭环控制系统, 它不能补偿传动装置的传动误差,但却得以获得稳定的控制特性。这类系统介于开环与闭 环之间,精度没有闭环高,调试比闭环方便。 闭环控制系统是对机床移动部件的位置直接用直线位置检测装置进行检测,再把实际 测量出的位置反馈到数控装置中去,与输入指令比较是否有差值,然后把这个差值经过放 大和变换,最后去驱动工作台向减少误差的方向移动,直到差值符合精度要求为止。这类 控制系统,因为把机床工作台纳入了位置控制环,故称为闭环控制系统。该系统可以消除 包括工作台传动链在内的运动误差,因而定位精度高、调节速度快。但由于该系统受到进 给丝杠的拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和间隙等非线性因素的影响,给调试工作造 成较大的困难。如果各种参数匹配不当,将会引起系统振荡,造成系统不稳定,影响定位 精度。由于闭环伺服系统复杂和成本高,故适用于精度要求很高的数控机床,如超精密数 控车床和精密数控镗铣床等。 4.按联动坐标轴数划分 (1)两轴联动数控机床。主要用于三轴以上控制的机床,其中任意两轴作插补联动, 第三轴作单独的周期进给,常称 2.5 轴联动。如图 1.3.3 所示,在数控铣床上用球头铣刀采 用行切法加工三维空间曲面。行切法加工所用的刀具通常是球头铣刀。用这种刀具加工曲 面,不易干涉相邻表面,计算比较简单。球头铣刀的刀头半径应选得大一些,有利于降低 加工表面粗糙度、增加刀具刚度以及散热等,但刀头半径应小于曲面的最小曲率半径。由 第1章 Creo 3.0数控加工基础 7 于 2.5 轴坐标加工的刀心轨迹为平面曲线,故编程计算较为简单,数控逻辑装置也不复杂, 常用于曲率变化不大以及精度要求不高的粗加工。 (2)三轴联动数控机床。X、Y、Z 三轴可同时进行插补联动,在加工曲面时,通常也 用行切方法。如图 1.3.4 所示,三轴联动的刀具轨迹可以是平面曲线或空间曲线。三坐标联 动加工常用于复杂曲面的精确加工,但编程计算较为复杂,所用的数控装置还必须具备三 轴联动功能。 (3)四轴联动数控机床。除了同时控制 X、Y、Z 三个直线坐标轴联动之外,还有工作 台或者刀具的转动。图 1.3.5 所示的工件,若在三坐标联动的机床上用球头铣刀按行切法加 工时,不但生产效率低,而且表面粗糙度高。若采用圆柱铣刀周边切削,并用四坐标铣床 加工,即除三个直角坐标运动外,为保证刀具与工件型面在全长始终贴合,刀具还应绕 O1 (或 O2)作摆角联动。由于摆角运动,导致直角坐标系(图中 Y)作附加运动,其编程计 算较为复杂。 (4)五轴联动数控机床。除了同时控制 X、Y、Z 三个直线坐标轴联动以外,还同时控 制围绕这些直线坐标轴旋转的 A、 B、 C 坐标轴中的两个坐标, 即同时控制五个坐标轴联动。 这时刀具可以被定位在空间的任何位置。 螺旋桨是五轴联动加工的典型零件之一,其叶片形状及加工原理如图 1.3.6 所示。在半 径为 Ri的圆柱面上与叶面的交线 MN 为螺旋线的一部分,螺旋角为φi,叶片的径向叶形线 (轴向剖面)的倾角α为后倾角。螺旋线联动 MN 用极坐标加工方法并以折线段逼近。逼 图 1.3.3 两轴联动 图 1.3.4 三轴联动 图 1.3.5 四轴联动 O1 O2 Creo3.0 数控加工教程 8 近线段 ab 是由 C 坐标旋转Δθ与 Z 坐标位移ΔZ 的合成。 当 MN 加工完后, 刀具径向位移 ΔX(改变 Ri) ,再加工相邻的另一条叶形线,依次加工,即可形成整个叶面。由于叶面的 曲率半径较大,所以常用端面铣刀加工,可以提高生产率并简化程序。因此,为保证铣刀 端面始终与曲面贴合, 铣刀还应当相对于 A 坐标和 B 坐标作摆角运动, 在摆角运动的同时, 还应作直角坐标的附加直线运动,以保证铣刀端面中心始终处于编程值位置上,所以需要 Z、C、X、A、B 五坐标加工。这种加工的编程计算很复杂,程序量较大。 1.3.4 数控机床的坐标系 数控机床的坐标系统,包括坐标系、坐标原点和运动方向,对于数控加工及编程, 是一个十分重要的概念。每一个数控编程员和操作者,都必须对数控机床的坐标系有一 个很清晰的认识。 为了使数控系统规范化及简化数控编程,ISO 对数控机床的坐标系系统 作了若干规定。关于数控机床坐标和运动方向命名的详细内容,可参阅 JB/T 3051—1999 的规定。 机床坐标系是机床上固有的坐标系,是机床加工运动的基本坐标系。它是考察刀具在 机床上实际运动位置的基准坐标系。对于具体机床来说,有的是刀具移动工作台不动,有 的则是刀具不动而工作台移动。然而不管是刀具移动还是工件移动,机床坐标系永远假定 刀具相对于静止的工件而运动。同时,运动的正方向是增大工件和刀具之间距离的方向。 为了编程方便,一律规定为工件固定、刀具运动。 标准的坐标系是一个右手直角坐标系,如图 1.3.7 所示。拇指指向为 X 轴正方向,食 指指向为 Y 轴正方向,中指指向为 Z 轴正方向。一般情况下,主轴的方向为 Z 坐标,而工 作台的两个运动方向分别为 X、Y 坐标。 若有旋转轴时,规定绕 X、Y、Z 轴的旋转轴为 A、B、C 轴,其方向为右旋螺纹方向, 如图 1.3.8 所示。旋转轴的原点一般定在水平面上。 图 1.3.9 所示是典型的单立柱立式数控铣床加工运动坐标系示意图。 刀具沿与地面垂直 的方向上下运动,工作台带动工件在与地面平行的平面内运动。机床坐标系的 Z 轴是刀具 图 1.3.6 五轴联动 Z φi α 第1章 Creo 3.0数控加工基础 9 的运动方向,并且刀具向上运动为正方向,即远离工件的方向。当面对机床进行操作时, 刀具相对工件的左右运动方向为 X 轴,并且刀具相对工件向右运动(即工作台带动工件 向左运动)时为 X 轴的正方向。Y 轴的方向可用右手定则确定。若以 X' 、Y' 、Z'表示 工作台相对于刀具的运动坐标轴,而以 X、Y、Z 表示刀具相对于工件的运动坐标轴,则显 然有 X'=-X、Y'=-Y、Z'=-Z。 图 1.3.9 机床坐标系示意图 图 1.3.7 右手直角坐标系 +X +Y +Z +A +B +C +X +Y +Z 图 1.3.8 旋转坐标系 Creo3.0 数控加工教程 10 第2章 Creo 3.0 数控加工入门 Creo 3.0 的 Pro/NC 模块为我们提供了非常方便、 实用的数控加工功能。 本章将通过一个简单的零件来说明 Creo 3.0 数控加工的一般过程。通过本章的学习,读者 能够清楚地了解数控加工的一般流程及操作方法,并理解其中的原理。 2.1 Creo 3.0 数控加工流程 Creo 3.0 能够模拟数控加工的全过程,其一般流程为(图 2.1.1) : (1)创建制造模型,包括创建或获取设计模型以及工件规划。 (2)设置制造数据,包括选择加工机床、设置夹具和刀具。 (3)操作设置(如进给速度、进给量和机床主轴转速等) 。 (4)设置 NC 序列,进行加工仿真。 (5)创建 CL 数据文件。 (6)利用后处理器生成 NC 代码。 图 2.1.1 Creo 数控加工流程图 设计产品 规划工件 创建制造模型 设置制造数据 设置夹具规划 选择加工机床 设置刀具数据 后处理程序 驱动机床 操作设置 创建刀具轨迹 数据文件 设置 NC 序列 不符合要求 符合要求 加工仿真 本章提要 第2章 Creo 3.0数控加工入门 11 2.2 Creo 3.0 数控加工操作界面 首先进行下面的操作,打开指定的文件。 Step1. 选择下拉菜单命令(或单击 功能选项卡中的“选择工作目录”按钮),将工作目录设置至 D:\creo3.9\work\ ch02.02。 Step2. 选择下拉菜单命令,打开文件 volume_milling.asm。 打开文件 volume_milling.asm 后,系统显示图 2.2.1 所示的数控加工操作界面。下面对 该工作界面进行简要说明。 数控加工操作界面包括导航选项卡区、快速访问工具栏、标题栏、功能区、消息区、 视图控制工具栏、图形区和智能选取栏。 1.导航选项卡区 图 2.2.1 Creo 3.0 数控加工操作界面 导航选项卡区 图形区 智能选取栏 消息区 快速访问工具栏 功能区 视图控制工具栏 标题栏 Creo3.0 数控加工教程 12 导航选项卡包括三个页面选项: “模型树” 、 “文件夹浏览器”和“收藏夹” 。  “模型树”中列出了活动文件中的所有零件及特征,并以树的形式显示模型结构, 根对象(活动零件或组件)显示在模型树的顶部,其从属对象(零件或特征)位 于根对象之下。例如:在活动装配文件中, “模型树”列表的顶部是组件,组件下 方是每个元件零件的名称;在活动零件文件中, “模型树”列表的顶部是零件,零 件下方是每个特征的名称。若打开多个 Creo 模型,则“模型树”只反映活动模型 的内容。  “文件夹浏览器”类似于 Windows 的“资源管理器” ,用于浏览文件。  “收藏夹”用于有效组织和管理个人资源。 2.快速访问工具栏 快速访问工具栏中包含新建、保存、修改模型和设置 Creo 环境的一些命令。快速访问 工具栏为快速进入命令及设置工作环境提供了极大的方便,用户可以根据具体情况定制快 速访问工具栏。 3.标题栏 标题栏显示了软件版本以及当前活动的模型文件名称。 4.功能区 功能区显示
展开阅读全文
  文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:Creo 3.0数控加工教程.pdf
链接地址:http://www.wenkunet.com/p-2185429.html

当前资源信息

浏览:7次
始于喜****深爱上传于2020-05-22

文档标签

文库网广告
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

文库网用户QQ群:731843829    百度熊掌号:文库网精选     微信公众号:WENKUNET

copyright© 2018-2020 文库网 wenkunet.com 网站版权所有

经营许可证编号:粤ICP备19143267号-1 


1.png 2.png 3.png 4.png 5.png 6.png 7.png 8.png 9.png 10.png