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NX CAM 5 axis_machining_training_projection_method_and_tool_axis

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• What is Free Flow Machining ? Free Flow machining establishes a new approach to the generation of toolpaths. The approach uses technology that follows the natural topology of the part to be machined but without being limited to the mathematics of the individual surfaces. The technology is not dependant on the way that the part was modeled. In this area the approach is a major advance on over the traditional methods that are driven directly off the basic geometry of each surface. Free flow Machining can be compared to the concept of a fluid flowing through or over the part to be machined. The result is free flowing paths that naturally follow the contours of the overall part and is not constrained by the maths of localized surface elements. Free Flow machining technology is incorporated in the new Streamline Toolpath, released in NX 5.
• 523_2.prt
• 523_2.prt
• 523_2.prt
• srf_area_9.prt
• 打开实例，简单介绍各种走刀方式。
• NX CAM 5 axis_machining_training_projection_method_and_tool_axis

1. 1. Page 1© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software多轴加工培训 Session 2 Prepared by: Paul Ji
2. 2. Page 2© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareLesson 3 投影的概念和 NX 的投影方法1. 课程学习目的：本节课程主要了解多轴加工的各种投影方法。2. 课程学习目标：区分各种多轴加工中用到的各种投影方法，如点投影，线投影，平行光源投影等；能在创建操作时恰当使用合适的投影方法。要点：1. 理解各种投影的概念2. 学习使用 NX 提供的各种投影方法
3. 3. Page 3© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software物理世界中存在的投影方法物理世界中常见到三类光源，即点光源（如日光灯泡），线光源（日光灯管）和平行光源（如太阳照射地球情况下，太阳光源）。相应的在 NX 软件中，我们也将按照上述的概念来讲解这三类光源的投影方法以及较特殊的一类环绕光源类。点光源类： Away from point ， Towards point线光源类： Away from line ， Towards line平行光源类： Specify Vector ， Tool axis （很难定义属于那一类，暂时按定轴考虑将它归类 在平行光源类）环绕光源类： Normal to drive, Towards drive （较特殊）
4. 4. Page 4© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareNX 刀轨投影原理Projection vectorcontact Point output PointPoints out of :curvesBoundarySurfaceToolProjection vectorTool AxisDrive PointMachining sideNX 通过指定的驱动方法创建内部驱动点（也可称之为驱动刀轨） . 然后再将驱动点沿着指定的投影向量向零件投影直于刀具到达零件表面，进而产生最终刀具位置来输出刀尖座标点（即是实际加工刀轨）， 如果没有零件被指定 , 将不会产生投影。投影向量始终指向被加工的一侧刀轴矢量始终与投影方向相反 ( 相对于零件面 )刀轴矢量可被单独控制刀尖中心始终位于投影矢量上
5. 5. Page 5© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software点光源类Away from point Towards point参看讲解 part ： ../demo/projection_point.prt对于本例为了明显的讲解投影方法我们规定刀轴方向为 Normal to Part ，此时的刀轴方向就是投影方向的反方向。光源光源
6. 6. Page 6© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software线光源类Away from line Towards line参看讲解 part ： ../demo/projection_line.prt对于本例为了明显的讲解投影方法我们规定刀轴方向为 Normal to Part ，此时的刀轴方向就是投影方向的反方向。光源 光源
7. 7. Page 7© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software平行光源类Specify Vector & Tool Axis （按定轴考虑归类）参看讲解 part ： ../demo/projection_vector.prt对于本例为了使得平行光源投影效果明显，将在一个斜面上距离，行距的变化将反映投影刀轨和实际刀轨之间的因投摄矢量造成的效果。光源
8. 8. Page 8© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software环绕光源类：Normal to drive Towards drive参看讲解 part ： ../demo/projection_Normail_Drive.prt 和 ../demo/projection_Towards_Drive.prt对于上述两种投射方法仅仅在 Surface area 驱动方法中存在，从客户角度我们不建议区分 Normal to Drive 和 TowardsDrive 方法，凡是在 Normal to Drive 不能生成合理刀轨时，即采用 Towards Drive ，因此对于一般客户推荐采用 TowardsDrive 方法。
9. 9. Page 9© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software补充内容投影原理的具体应用情形驱动点投影到零件表面 驱动路径沿与投影向量相同的方向投影投影向量的方向决定零件的加工侧 朝向线投影向量 离开线投影向量
10. 10. Page 10© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software补充内容投影原理的具体应用情形警告 :当心 : 当使用从点发散或从线发散作为投影向量时 , 从工件表面沿投影向量到焦点或焦线的最短距离必须大于刀具半径 , 如下图所示 . 刀具末端必须能够沿着投影向量定位到焦点或沿着焦线的任何地方而不过切零件刀具不会过切零件面当刀具沿着投影向量从焦线向零件表面定位时 , 刀具过切零件表面投影选项光源 光源
11. 11. Page 11© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software投影选项固定投影向量 , I,J,K 分量的值分别为 0,0,-1固定投影向量 , 由一已存在直线定义固定投影向量 , 由两点定义固定投影向量 , 由相切于曲线定义固定投影向量 , 由球座标定义 由刀轴定义的投影向量
12. 12. Page 12© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software投影选项从点向外发散投影向量 聚向点投影向量从线向外发散投影向量 朝向线投影向量正交于驱动面投影向量Swarf Ruling 投影向量User Function 用户自定义投影功能CAM Exit Name CAM 入口变量名
13. 13. Page 13© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software投影选项朝向驱动 (Toward Drive)Toward Drive Normal to Drive•为型腔加工设计•驱动面位于零件面的内侧Use Toward Drive to mill the inside of a cavityDefining the Material SideT = Tool, D = Drive Surface, P =Part,PV = Projection Vector,MS = Material Side normalvectorRecommended Material SideTool Path Motion Oppositeto Drive PathDrive Tool Interferes with PartTool Doesnt Fit Inside Drive SurfacePart Feature Inside of Drive Surface
14. 14. Page 14© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software正确设定投影矢量的建议Part Feature Inside of Drive Surface驱动刀轨本身并非刀轨 . 驱动刀轨必须沿投影向量投影至零件表面才能产生刀轨 . 投影向量的选择对于产生高质量的刀轨是至关重要的 . 建议如下 :• 在向量与目标曲面不会平行时的情况下 , 使用 Tool Axis or Specify Vector 选项• 当有很多加工面的组合 , 使用单一向量无法产生足够的角度覆盖所有曲面时 , 使用 Awayfrom Point, Toward Point, and Away from Line, Toward Line 选项• 确保你所选择的点或线的位置满足 : 当从或向所指定的点或线投影时 , 刀具能够到达整个加工区域进行切削 . 当使用离开方式时 , 确保在刀尖位于指定的点或线时 , 刀具不会过切工件 .当加工型腔时 , 使用 Away from Point 或 Away from Line . 当加工型芯时 , 使用 TowardPoint 或 Toward Line.• 以上选项不依赖于驱动曲面的法线矢量 , 在刀具半径大于零件的上某些特征 ( 如拐角半径 ,角落等 ) 的情况下 , 适于使用这些选项• 当驱动曲面的法线矢量被很好的定义且变化非常光顺时 , 使用 Normal to Drive 及Toward Drive 选项 . 使用加工 Toward Drive 型腔 , 使用 Normal to Drive 加工型芯 .• 在刀具半径大于零件的上某些特征 ( 如拐角半径 , 角落等 ) 的情况下 , 不适于使用这些选项
15. 15. Page 15© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software关于公差PartsurfaceDrive Point 1Drive Point 2Additional PointAdditional Pointouttolintol当两个点被投影至零件表面之后 ,NXCAM 会测量在切削参数对话框内设定的公差是否被满足. 如果不满足 , 则会在此两点之间插入新的点 , 直至内外加工公差被满足 最好将驱动点的公差设定与切削公差匹配
16. 16. Page 16© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software残留高度的计算 (calculation of scallop height)Scallop heightstepover曲面残留高度取决于刀具加工步距NX 依据设定的残留高度计算步进距
17. 17. Page 17© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software残留高度的计算基于切削样式而非于基于工件表面 !NX 内基于残留高度的五轴刀轨将于驱动曲面上或其它驱动模式下 ( 多数为 2D) 进行计算 ,然后投影至零件面此种方式的结果将在最终零件表面产生不同的残留高度残留高度控制 (Scallop height control)fixed stepoverVariable scallop height
18. 18. Page 18© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software投影方法练习（ 1 ） 使用点、线投影方法，建立恰当的驱动表面，选择合适的操作类型，加工工件的外表面加工电影参看 core_point.avicore_line.avi..partcore.prt
19. 19. Page 19© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software投影方法练习（ 2 ） 使用线投影方法，选择绿色驱动表面，选择合适的操作类型，加工工件的外表面加工电影参看 cavity_mill.avi..part cavity_mill.prt
20. 20. Page 20© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software投影方法练习（ 3 ） 使用环绕投影方法，选择合适的操作类型，加工叶轮叶面加工电影参看 cam_complete_impeller.avi..part cam_complete_impeller.prt
21. 21. Page 21© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareLesson 4 NX 的驱动方法1. 课程学习目的：本节课程主要了解多轴加工的驱动方法。2. 课程学习目标：清晰的区分各种多轴加工中用到的各种驱动方法，如 SurfaceArea ， Boundary ， Streamline。要点：1. 理解各种驱动方法的原理2. 学习使用 NX 提供的各种驱动方法
22. 22. Page 22© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software A new approach to the generation oftoolpaths Flowing like a fluid over the part topology,irrespective of the way it was modeled Creates free flowing paths that naturallyfollow the contours of the overall part. Driven by powerful, user guided automationStreamline 驱动方法
23. 23. Page 23© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareStreamline 驱动方法作用及加工对象通过指定 Flow curves 和 Cross curves 来创建一个放样曲面作为驱动曲面去加工待加工的区域。在曲面 UV 网格不均匀时，其刀轨质量仍然可以保持较好。 Streamline Surface Area..demostreamline.prt
24. 24. Page 24© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareStreamline 驱动方法流线加工驱动几何指定 Flow curves 和 Cross curves 驱动几何线，由上述曲线生成驱动面，产生分布驱动点。
25. 25. Page 25© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareStreamline 驱动方法（续）1. 在选择了 Cut Area 后， Automatic 时下，系统会根据所选区域自动推断产生 Flow和 Cross curves ；在推断产生的 Flow 和Cross curves 不适合时，可手工指定。手工指定时，每添加一条新的 Flow 或Cross curve 前，需要单击 Add NewSet 。2. Cut Direction 中提供了可供选择的 8 个切削方向，只需选择相应的箭头，即可确保走刀方向。3. 使用百分比的形式设定加工区域。
26. 26. Page 26© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software曲面流线刀轨示例（ 1 ）..demostreamline1.prt加工电影参看 streamline1.avi..demostreamline2.prt加工电影参看 streamline2.avi
27. 27. Page 27© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software曲面流线刀轨示例（ 2 ）..demomold_cavity.prt加工电影参看 mold_cavity.avi..demo 20a_demo.prt加工电影参看 20a_demo.avi
28. 28. Page 28© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software曲面流线刀轨练习（ 1 ）五轴等高OptimizedCut Level刀具 : BM20可变轴轮廓铣曲面驱动 ,向量插补刀具 :BM12创建辅助曲面可变轴曲面流线向量插补刀具 :BM12创建辅助曲线固定轴曲面流线加工投影方式 :正交于驱动刀具 : BM12 使用 Streamline 驱动方法，完成上述流线加工。加工电影参看 streamline_hood_1.avi & streamline_hood_2.avi..partstreamline_hood.prt
29. 29. Page 29© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software曲面流线刀轨练习（ 2 ） 使用 Streamline 驱动方法，完成上述流线加工。加工电影参看 auto_mould.avi..partauto_mould.prt
30. 30. Page 30© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 驱动方法作用及加工对象在驱动曲面的网格上建立一组点的阵列，用这些驱动点沿着指定投影方向投影到指定的待加工零件表面生成刀轨，若不指定加工表面则直接在驱动面生成刀轨。它常可用于可变轴铣削加工形状复杂的表面，也可用于固定轴加工复杂零件表面。零件表面驱动表面刀轴垂直于驱动表面
31. 31. Page 31© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 驱动方法曲面区域驱动几何为了使驱动曲面上生成的驱动点均匀，通常要求驱动面光顺，形状不要太复杂，以便产生整齐的行列网格。
32. 32. Page 32© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 驱动方法1.初次选择曲面时，应按照先后顺序选取，选完一列，单击“ Select NewRow” 选择新的列。2.在选择网格面时可能由于Tolerance 过小，弹出提示信息，此时只需要在Preference  Selection 中修改 Tolerance 即可。
33. 33. Page 33© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 驱动方法曲面区域驱动参数表面余量 Surface Stock ：用于定义加工后表面上留下材料层的厚度。刀具位置 Tool Position ：用于定义刀具与零件表面的接触点位置。切削方向 Cut Direction ：用于指定切削方向和开始第一刀切削的位置。材料侧 Flip Material ：用于将材料侧的方向反向。切削区域 Cut Area ：用于确定驱动表面中的多大范围用于产生操作刀轨。
34. 34. Page 34© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 驱动方法曲面区域驱动参数切削步长 Cut Step ：用于确定沿切线方向上相邻两驱动点之间的距离，以确定加工精确程度。切削步距 Stepover ：用于定义相邻两刀之间的距离。
35. 35. Page 35© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 驱动方法1. 可使用百分比或对角线形式设定加工区域2. 指定的切削方向3. 指定材料侧4. 步距的指定可以是残留高度也可以是步距数5. More 折叠菜单里，可以通过 Number或者 Tolerance 设定每个 cut step 中的投影点数量6. 对于在驱动刀轨发生过切时，采用的避让方式
36. 36. Page 36© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 刀轨练习（ 1 ）..partsrf_area_9.prt 使用 Surf Area 操作类型，加工工件外表面加工电影参看 srf_area_9.avi
37. 37. Page 37© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 刀轨练习（ 2 ） 使用 Surf Area 类型，加工叶轮叶面加工电影参看 cam_complete_impeller.avi..part cam_complete_impeller.prt
38. 38. Page 38© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSurface Area 刀轨练习（ 3 ） 使用 Surf Area 类型，加工叶轮叶面加工电影参看 r1.avi..partr1.prt
39. 39. Page 39© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareBoundary 驱动方法可以是使用 boundary 或者 loops 来定义切削加工区域。Boundary 不依赖于零件表面的形状和尺寸，但 loops 却只能是零件表面的外 边 界 环 ， 切 削 区 域 可 以 由 bounday 、 loops 或 两 者 来 进 行 定义。 Boundary 定义范围内的切削区域将产生驱动刀轨，驱动刀轨沿投影方向投影到零件加工表面生成加工刀轨。Boundary 驱动方法
40. 40. Page 40© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software© 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareBoundary 驱动方法Boundary 驱动方法中刀具的几种位置。
41. 41. Page 41© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareBoundary 驱动方法驱动刀轨边界加工区域加工刀轨..demovx_4.prt
42. 42. Page 42© 2008. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareBoundary 刀轨练习（ 1 ） 使用 boundary 驱动类型，加工工件上表面加工电影参看 jdb_vx_0.avi..partjdb_vx_0.prt