基于NX软件的回转曲面单线汉字四轴加工

2020-03-03

机械制造 2020年2期

永州职业技术学院湖南永州 425100

1 研究背景

在机械加工中,经常会遇到要求在零件表面上刻数字、汉字、线条或标记等的加工内容,这些加工内容的加工程序通常无法通过手工编程实现,只能利用计算机辅助制造软件来编程。在平面上或一般曲面上进行三轴加工已经有文献介绍,笔者研究应用NX软件在回转的曲面上实现单线汉字四轴加工。

NX是面向先进制造行业且紧密集成的计算机辅助设计、工程、制造软件,提供产品设计、分析、仿真、数控程序生成等一整套解决方案。计算机辅助制造是整个NX系统的一部分,以三维主模型为基础,具有强大可靠的刀具轨迹生成方法,可以完成铣削、车削、线切割等的编程。

2 单线汉字产生

在NX中产生汉字有两种方法:通过曲线文本和通过注释。曲线文本能产生空心汉字,可以沿曲线放置文本,但不能产生单线汉字,单线汉字必须在注释中才能产生,建模模块不能应用注释命令。

在制图模块或加工模块选择“插入”，在下拉菜单中选择“注释”,在注释对话框(图1)中设置文字样式，选择“仿宋字体chinesef_fs”(图2),确定后返回注释对话框,输入所需刻字文本，即可完成创建注释文本。在加工模块用二维刻字或者三维刻字策略，即可得到三轴单线刻字(图3)。

▲图1 注释对话框

▲图2 设置文字样式▲图3 三轴单线刻字

3 回转曲面单线汉字刀轨

对于三轴加工汉字，不在曲面上就可以生成刀轨，但四轴加工就必须将汉字缠绕或投影到回转的曲面上。用注释产生的汉字在缠绕或投影时,汉字不是曲线,不能完成操作。对此，最简单的方法是将文字导出为.cgm文件,再导入NX,这样注释就转变为曲线,可以进行缠绕或投影操作。缠绕只能在圆柱或圆锥曲面上进行(图4),投影可以在任意回转曲面上进行(图5)[7]。

四轴刀轨采用多轴加工的可变轴轮廓铣,选用合适的刀具,用曲线/点驱动方式。值得注意的是，在选择曲线的时候,选择好一条相连的曲线之后,要重新添加新集曲线,否则会不抬刀加工。投影矢量选择“刀轴”,刀轴选择“远离直线”,直线选择“回转中心线”,设置合适的加工深度,即可完成单线汉字的四轴刀路规划(图6)。

▲图4 汉字缠绕▲图5 汉字投影▲图6 四轴刀路规划

4 后处理程序

由于NX自带的mill_4_axis后处理程序所产生的数控程序不符合笔者的要求,因此必须定制机床的后处理程序。以最常见的FANUC数控铣床带A轴为例,对后处理器中必须要修改的部分进行修改，定制得到四轴后处理程序。

运行NX后处理构造器,如果是英文界面,那么在Options选项下的语言中选择“中文”(图7)。然后新建一个后处理器,在对话框中自己确定名称，例如FANCU_4axis_A_post,勾选“主后处理”,输出单位选择“毫米”,机床选择“铣床”及“四轴带轮盘”,控制器选择“库”,再选择“FANUC_6M”(图8),单击确定,弹出后处理器编辑对话框(图9)。

▲图7 选择语言▲图8 新建后处理器

选择“第四轴”,设置四轴参数(图10)。选择旋转平面为“YZ”,文字指引线改为“A”,修改最大进给率、轴方向、轴限制,勾选“旋转轴可以是递增的”,其它参数默认,点击显示机床,查看机床四轴方向(图11)。选择“虚拟控制器”选项,勾选“生成虚拟控制器”(图12),否则无法输出代码。完成设置,点击保存,完成四轴加工后处理器的定制[1]。

▲图9 后处理器编辑对话框▲图10 设置四轴参数▲图11 机床四轴方向▲图12 生成虚拟控制器

保存新建的后处理程序后,系统会生成.pui、.def和.tcl三个文件。这三个文件默认会安装在Program FilesSiemensNX 8.5MACH esourcepostprocessor目录下,否则,必须将以上三个文件复制到该目录下,再选择后处理构造器“实用程序”菜单下的“编辑模板后处理数据文件”(图13)。做好备份,将定制的后处理文件写入模板文件(图14)。保存后退出,重启NX,新定制的四轴加工后处理器就可以使用了(图15)。由新四轴加工后处理器程序，可以生成数控程序(图16)。