车铣复合加工在《数控编程》教学中的研究

车铣复合加工在《数控编程》教学中的研究
陈玉文;杨伟雪
【摘要】In order to research the method of teaching turning-milling machining in NC program courses , this paper aims at high efficiency mechanical parts and high quality CNC programming , The experience adopts turning , milling and drilling machining type of UG CAM , utilizes optimized machining technics to program with NC machining on parts , and applies user-defined post processing files and makes CNC code of corresponding CNC system . The results indicate that machining quality of the parts accords with the anticipative machining requirements . It is significant for teaching and research of the course .%为探讨车铣复合加工在《数控编程》课程中教学方法，以机械零件高效率、高质量数控编程为目标，采用UG CAM 模块车铣钻加工类型，采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程，并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码。

实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求，对该课程的教学与研究具有重要的指导意义。

【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2014(000)002
【总页数】3页(P67-68,76)
【关键词】车铣复合加工;课程;教学;研究
【作者】陈玉文;杨伟雪
【作者单位】常州机电职业技术学院基础部，常州 213164;常州机电职业技术学
院基础部，常州 213164
【正文语种】中文
《数控编程》课程为数控技术、机械制造与自动化专业的专业核心课程，车铣复合加工为该课程的重要内容（项目），也是该门课的难点和重点。

下面以连接轴车铣复合加工为例介绍机械零件车铣复合数控加工的一般方法与技巧。

连接轴三维模型如图1所示。

该零件为圆柱形，在圆柱面上均匀分布了4个凹槽和4个直径为
30mm，深度为40mm的孔。

连接轴最大直径为180mm，长度为407.489mm，给定的毛坯为圆柱形棒料（直径220mm，长度为115mm），该零件在车铣复合加工中心上完成加工，专用夹具一端定位夹紧毛坯的左端面，另一端固定在车削主轴上。

利用UG NX车削加工模块完成连接轴的端面精车，外圆粗车，外圆精车。

（1）创建车削加工坐标系：①指定MCS坐标为（415，0）；②指定车床工作平面。

（2）创建车削加工几何：①指定部件边界，选择曲线边界，选择的部件边界如图
2所示；②指定毛坯边界，毛坯长度415mm，直径220mm。

设置安装位置坐标（-415，0）。

（3）创建车削刀具：①创建OD_80_L_FACE，该刀具用来车削右端面，刀尖半径为0.5mm，方向角度为-15，刀具号为1，夹持器样式为K样式。

②创建
OD_80_L，该刀具用来粗车外圆，刀尖半径为0.5mm，刀具号为2，夹持器样式为L样式。

③创建OD_55_L，该刀具用来精加外圆，刀尖半径为0.1mm，刀具号为3，夹持器样式为Q样式。

（1）创建FACING工序，选择OD_80_L_FACE刀具。

（2）设置切削区域，在轴向修剪平面1上选取零件右端面上任一点作为轴向修剪平面。

（3）切削深度为恒定，深度为2mm。

（4）设置非切削移动：①出发点选择指定，点坐标为（300，150）；②运动到起点，运动类型为轴向-径向，点坐标为（5，115）；③运动到进刀起点运动类型为轴向-径向。

④离开刀轨，刀轨选项为点，运动到离开点为轴向-径向，指定点坐标（50，0）；⑤运动到回零点运动类型为直接，点选项为与起点相同。

（5）设置进给率和速度，主轴速度为500r/min，进给速度为0.3mm/r，第一刀切削进给速度为0.2mm/r。

（6）生成刀具路径并验证。

连接轴右端面精车仿真如图3所示。

（1）创建ROUGH_TURN_OD工序，选择OD_80_L刀具。

（2）切削深度为变量平均值，最大值为 3mm，最小值为1mm。

（3）设置非切削移动：①出发点选择指定，点坐标为（300，150）；②运动到起点，运动类型为轴向-径向，点坐标为（5，115）；③运动到进刀起点运动类型为轴向-径向；④运动到回零点运动类型为径向-轴向，点选项为与起点相同。

（4）设置进给率和速度，主轴速度为500r/min，进给速度为0.3mm/r，第一刀切削进给速度为0.2mm/r。

（5）生成刀具路径并验证。

连接轴外圆粗车仿真如图4所示。

（1）创建FINISH_TURN_OD工序，选择OD_55_L刀具。

（2）设置非切削移动：与外圆面车削粗加工设置相同。

（3）设置进给率和速度，主轴速度为600r/min，进给速度为 0.5mm/r。

（4）生成刀具路径并验证。

连接轴外圆精车仿真如图5所示。

利用本人自定义的后处理文件（FANUC系统）生成的零件车削NC代码如图6所示。

连接轴上共有4处需铣削、钻削加工。

铣削、钻削加工采用的加工坐标系与车削
不同，要将铣削加工坐标系的位置调整到与铣削主轴相同的位置，即要创建新的铣削加工坐标系。

（1）创建铣削加工坐标系，MCS设置在凹槽平面上圆孔的中心，安全平面设置在凹槽平面上沿+ZM40mm处。

（2）创建铣削加工几何，选择部件几何体，选择毛坯几何。

（3）创建铣削刀具：①创建D30的立铣刀。

刀具直径为30mm，刀具号为4，补偿寄存器也为4。

②创建Z30的麻花钻头。

刀具直径为30mm，刀具号为5，补偿寄存器也为5。

（1）创建操作，选择工序子类型为 PLANAR_MILL，刀具为D30立铣刀。

（2）创建平面铣几何：指定部件边界，指定底面。

（3）步距：刀具直径百分比输入60。

（4）切削层：恒定，2mm。

（5）切削参数：设置所有余量为0。

（6）进给率和速度：主轴速度为 1200r/min，进给速度为150mm/min。

（7）生成刀具路径并验证。

连接轴上某处的凹槽加工仿真如图7所示。

（1）创建操作，选择工序子类型为DRILLING，刀具为Z30麻花钻头。

（2）指定孔，选择加工位置。

（3）指定顶面，选择凹槽底平面。

（4）循环类型中选择标准钻，Cycle参数中Rtrcto设置为自动。

（5）进给率和速度：主轴速度为300r/min，进给速度为50mm/min。

（6）生成刀具路径并验证。

连接轴上某处的圆孔加工仿真如图8所示。

连接轴凹槽和圆孔共有4处，另外3处凹槽和圆孔铣削、钻削加工采用刀轨旋转阵列，采用变换命令，在类型中选择绕直线旋转，直线方法选择点和矢量，指定点和矢量，选择实例，距离/分割角度为4，实例数为3。

刀轨旋转阵列后，凹槽和
圆孔的铣削、钻削仿真如图9所示。

利用本人自定义的后处理文件（FANUC系统）生成的连接轴凹槽和圆孔的铣削、钻削加工NC代码如图10所示。

《数控编程》课程不仅要掌握2、3轴的手工编程和自动编程，还需掌握车铣复合加工编程。

车铣复合加工中心是典型的多主轴加工机床。

车铣复合加工技术可以减少工件装夹的次数，提高工件的加工精度，降低成本。

UG软件CAM模块功能十分强大，采用刀轨旋转阵列可大大提高编程效率。

【相关文献】
[1]陈永涛，陈建文，陈建威.精通中文版UG NX6数控编程与加工[M].北京:清华大学出版社,2008.
[2]田伟，刘文.UG NX6.0中文版数控加工[M].北京:电子工业出版社,2009.
[3]杜智敏，韩慧伶.UG NX5中文版数控编程实例精讲 [M].北京:人民邮电出版社,2008.。