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NX2.0软件在数控加工中的应用 |
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作者：新疆天业集团化工研究院 黄峥嵘 来源：智造网 |
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NX2.0是面向制造行业、紧密集成的CAD/CAE/CAM软件系统，提供了从产品设计、分析、仿真到数控程序生成等一整套解决方案。本文介绍将非工程软件3D MAX的人像模型导入到NX2.0软件，并进行处理和加工的过程。
一、对人像模型的加工前处理
如图1所示，由3DMAX的stl文件格式导入NX2.0软件的人像模型，模型的类型为Faceted Body。由于模型没有任何参数，因此NX2.0中的绝大部分建模和编辑命令多对它无法操作，只有采用间接的方法去操作它。
首先将模型面部调整到正对着屏幕，调整坐标系，做一个120mm×160mm 长方形，通过Edit-transform-scale和translate命令将模型调整到合适的大小并移动到长方形中，然后对长方形进行Extrude操作，将人像模型中除面部包裹在六方体中。由于人像模型所属类型的原因，无法与六方体进行Unite操作，因此通过对此文件以stl文件格式进行导出、导入，使人像模型和六方模型融合 为一体，都变为Faceted Body类型，这样人像的加工模型就建立起来了，如图2 所示。
人像加工模型
二、利用NX2.0加工模块进行模型加工
1.材料设备选型和加工工艺设计
为了保证人像模型加工质量和效果，加工的材料选用航空锻铝，选用的机床为高速轻载机床DMU-80T，主轴转速最高可达30000r/min。根据人像模型的尺寸，选择120mm×160mm×70mm毛胚，根据人像模型轮廓特点和材料特点，加工工序分为四个工序：粗加工、半精加工、精加工和清根加工。
2.刀具选用和切削参数的确定
为了保证加工的质量和加工效果，刀具全部选用肯那硬质合金涂层刀具，粗加工选用Ф10mm四刃立铣刀，切削速度为80m/min，主轴转速n=2500r/min，切削进给速度为200mm/min;半精加工选用Ф5mm四刃球头铣刀，主轴转速n=5000r/min，切削进给速度为600mm/min;精加工选用Ф2mm四刃球头铣刀,主轴转速n=12000r/min，切削进给速度为1000mm/min;清根加工选用Ф1mm四刃立铣刀，主轴转速n=24000r/min，切削进给速度为1000mm/min。
3.数控加工编程
(1)编程准备用NX2.0软件对人像模型编程需要做几项准备工作。1)将几何体WORKPIECE项毛 坯设为120mm×160mm×70mm的方料;2) MCS加工坐标系设在六方体的上表面左下角;3)依次建立4种刀具;4)由于人像模型为Faceted Body，在固定轴曲面加工中，无法对面部曲面进行选择，所以做一个尺寸非常接近人像面部的辅助面，如图3所示。在具体编程时，这个辅助面就可作为人像模型面部的驱动面，实现对人像面部轮廓曲面的加工。
毛胚和驱动面
(2)曲面加工编程
1)粗加工。整体粗加工的目的在于尽可能快地有效切除多余材料。采用型腔铣cavity Mill方式进行粗加工，选择Ф10mm四刃立铣刀，加工几何体选类型为Facets的人像模型，毛胚选做好的六方体，型腔切削类型选Follow part，刀具的步进距为刀具的50%，每刀切深设为0.5mm，选择层优先，顺铣，部件侧面加工余量设为0.3mm，底面的加工余量为0mm，内外公差设为0.03mm。在 连接方式中选择优化方式和打开刀路方式，减少空行程，生成的加工刀路轨迹如图4所示。
粗加工道路轨迹
2)半精加工。半精加工选择Ф5mm四刃球头铣刀，采用FIXED_CONTOUR加工方式。加工几何体仍选类型为Facets的人像模型，FIXED_CONTOUR加工方式主要是对驱动方式设定，对于Faceted Body模型选择Suface Area方式是比较合适和简便的，驱动几何体选预先做好的辅助面作为驱动面，以平行方式走刀，切削类型选择ZIG_ZAG，以减少抬刀次数，走刀间距是通过stepover的值来控制，值越大走刀越密集，半精加工stepover的值定为100，模型内外公差设为0.03mm，加工余量设为0mm。图5为半精加工横向刀路轨迹，通过对刀路观察，在模型的陡峭处切屑不好，所以增加了对工件的纵向刀路轨迹， 如图6所示，对驱动面对切削方向选择就可实现。
为半精加工横向刀路轨迹
为半精加工纵向刀路轨迹
3)精加工。精加工仍然采用FIXED_CONTOUR加工方式，选择Ф2mm四刃球头铣刀，采用stepover的值定为300，以更加密集刀路对模型进行加工，加工余量设为0mm，内外公差设为0.001mm，精加工也采用横向刀路和纵向刀路组合方式。
4)清根加工。清根加工采用Flowcut_ smooth加工方式，采用Ф1mm球头铣刀，加工几何体选类型为Facets的人像模型，加工区域不选，修剪几何体选已做好的辅助面，这样设定清根加工区域就在辅助面内，切削类型选择ZIG_ ZAG，刀具的步进距为刀具的30%，加工余量设为0mm，内外公差设为0.001mm，得到的加工轨迹如图7所示。
清根加工刀路轨迹
4.仿真加工
刀路程序编制完成后，对全部程序进行仿真加工，检查程序有无过切现象，如图8仿真加工结果显示，所有程序无过切现象。
仿真加工
5.实际加工
刀路程序经后处理后生成G代码的加工程序，传入数控机床进行实际加工，经加工验证，人像模型轮廓和细节形状清晰，加工表面光洁度高，而且切削效率较高。
三、总结
利用3D MAX人像模型，通过NX2.0软件处理和数控编程，完成了复杂人像模 型的加工过程，展现了N X2.0数据转换和曲面加工的流程。(end)
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(3/7/2010) |
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