表壳零件的编程过程(上)——浮雕教程

表壳零件的编程过程(上)

一、实例介绍:

本实例使用的图形,如图1所示,是零件的3D造型图。整个造型就是本实例的加工图形,尺寸为26.26×35.39×7.24;工件在毛坯情况如图2所示,

图2 毛坯图(其中黑色线条表示毛坯,红色表示工件)

本实例使用的材料为金属铝,有平底6mm、4mm、3.175mm和2mm刀具,球头R2、R1.59和R1刀具可供选择。

通过本实例需要达到的目标是:

1、掌握综合零件的工艺分析方法;

2、掌握多种加工方式结合加工的方法;

3、掌握软件的灵活应用。

二、编程操作过程(由于在前面实例编程过程里边已经有比较详细的软件操作说明,本实例中关于前面已经介绍过的过程,就不详细说明,不明白的地方参看前面的相关过程)

1、调入图形文件

给定文件的格式为IGES,文件名为biaoke.igs,在JDPaint5.0 “曲面造型工具” 中使用输入的方式的打开文件,打开后的文件如图3所示

图3 给定的图形文件

2、工艺分析

工艺过程分析。从工件的形态来看,是一个结构比较复杂的工件;既有水平面,又有陡峭面;既有平坦面,又有陡峭面;既有大弧度面,又有小弧度面。在编程的时候,如果按照加工简单面的思路,先用一把刀去粗,把大部分先去除,表面留3~5个丝的余量,再用一把刀精加工。若精加工刀具用的半径比较大,小曲率半径的曲面加工不到,若使用刀具的半径太小,小曲率曲面加工到位了,加工效率太低;整个造型使用一个路径加工完成,水平面和竖直面的加工效果和效率都比较差,图4就是加工不到位和加工效果差的现象。

图4

所以,在加工比较复杂工件时,粗加工和加工简单工件一样,精加工就不能够采用加工简单曲面的思路,应根据曲面造型形态特点,对每一个部位根据其形态特点,采取合适的加工方式,进行局部加工。对于水平和竖直的面采取二维加工方式加工,加工效果好,效率还高;对于陡峭面采用等高外形方式加工比较合适;对于平坦面采用平行截线比较合适;对于圆环状的平坦面采用径向放射比较合适,总之采用最合适的加工方式去加工。

对于本例我们可以进行以下过程进行加工:

1) 粗加工,如图5所示:

图5

2) 加工内部水平和竖直部位,如图6所示:

图6

3) 加工环状面,如图7所示:

图7

4) 加工剩下的平坦面,如图8所示:

图8

5) 加工陡峭面,如图9所示:

图9

6) 加工4个小圆弧面,如图10所示:

图10

7) 处理底面,如图11所示:

图11

工艺方法的选择。前面已经分析出工艺顺序,接下来选择相应的加工方法。

1)粗加工,根据毛坯和工件特点,适合选用区域粗加工。

2)加工水平竖直部位,由于已经进行了粗加工,工件表面留下的余量已经很少,除了中间圆形底面,其它部位都比较适合使用轮廓加工,中间的底面使用区域加工。

3)加工环状面,从面的形态特征分行,面比较接近回转面,面从里到外是向圆弧状向下倾斜,为保证加工效果的一致性,采用径向放射精加工比较合适,以面的中心位置为放射中心。

4)加工图形剩下的平坦面,从造型中可以看出,该面比较平坦,对称向两边倾斜,比较适合采用平行截线方式,走到方向于面的倾斜方向一致。

5)加工陡峭面,加工陡峭面一贯比较合适的加工方式就是等高外形。

6)加工4个小圆弧面,由于小圆弧面比较小,有刚好是球面一部分,半径还是1,可以采取比较特殊的加工方式,那就是用R1的球头刀直接以钻孔的方式加工。

7)底面处理,从形态特点分析来看,比较适合采用区域加工的方式。

3、选择加工刀具、作辅助图形、确定工件原点

确定加工使用的刀具。先确定粗加工刀具由于本工件不是太大,也不算很小,工件上几个向内凹的部位,曲率半径只有2和2.7;使用6mm刀具,可以使加工效率高一些,但在这些部位的余量就会大一些;使用4mm刀具加工效率稍低一些,但这些圆角位置的加工余量就会均匀一些。所以在这里粗加工确定选用使用4mm平底刀。

二维加工的刀具,从前面也分析结果,已经可以确定,使用3.175mm平底刀比较合适。

曲面精加工,由于工件陡峭面和底面结合部为尖角,上面的平坦面和竖直结合是尖角,所以使用平底刀加工比较容易加工到位,因此在这里选用平底刀,从前面测量得知,最小圆角为R2,使用一致大小的刀具加工效果会比较差,因此在这里选用3.175平底刀。

4个小圆弧面加工,从前面分析已经可以确定,使用R1球头刀。

作外形加工的辅助图形。从前面的加工方法分析,可以知道,粗加工、二维加工和最后的钻孔加工需要作加工辅助图形。前面已经有过详细的操作步骤,这里就不再纤细介绍。

粗加工辅助图形,工件毛坯是直径55mm的圆柱,因此只需要以工件中心为圆心画一个直径为55的圆即可,图12所示。

图12

图13

二维加工辅助图形,在“绘图”菜单中用“曲面上线”功能,把相应曲面的轮廓先提取出来,如图13所示。再用用“画点”的方式,捕捉4个曲面的顶点画出4个点,如图14所示。

图14

确定工件原点。从前面的毛坯图,可以得知本实例加工是在一块比工件稍大的毛坯上加工,为方便在机床上面定义原点,把XY的原点定义在工件的圆形中心,Z轴方向一般情况下定义在工件的最高点。使用“变换”下拉菜单中的“图形居中”功能,图15所示,把图形的中心和顶部移动到工件原点,如图16所示。

图15图形居中

图16移动后结果

4、填刀具路径(这里不再详细说明操作步骤,主要是加工参数和以前没有使用过的功能)

1)开粗

a. 加工图形选择全部曲面和直径55mm的圆,如图17所示;

图17加工图形

b. 在“设定雕刻范围”对话框中,选择“区域粗雕刻”参数如图18所示;

图18

图19

c. 选择4mm平底刀的刀具,“切削用量设置”如图19所示;

d. 其它参数设置同其它曲面粗加工设置一样,最后生成的路径如图20所示。

图20

未完待续。。。。。。。。。

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