UG实训教案——项目二 心形凹模加工

项目二心形凹模加工[学习目标]通过本项目的学习，掌握UG面铣操作和平面铣操作；掌握操作中刀具父节点的创建；掌握在操作中进给率的设置。

一、项目内容1．零件图形：图2-1 心形凹模零件2．编程要求：（1）、材料：45钢（2）、毛坯件的尺寸为180mmx140mmx30mm（3）、编写程序要求如下:以合理的加工工艺路线和切削参数，运用UG编制出零件的粗、精加工程序。

二、知识点面铣操作、平面铣操作、刀具组、进给率设置三、学习内容（一）、面铣削1．概述“面铣削”最适合于切削实体（例如铸件上的凸台）上的平面。

通过选取面，系统会自动知道不过切工件的剩余部分。

NX 提供了三种用于创建面铣削操作的模板。

创建操作→Mill_Planar，然后选择以下各项之一：∙∙面铣削区域“面铣削区域”包含工件几何体、切削区域、壁几何体、检查几何体以及自动壁选择。

∙∙面铣削“面铣削”包含工件几何体、面（毛坯边界）、检查边界以及检查几何体。

∙∙手工面铣削“手工面铣削”包含所有几何体类型，并且切削模式设为混合模式。

∙∙程中将忽略面。

使用面铣削的优点:∙∙交互非常简单，原因是您只需选择所有要加工的面并指定要从各个面的顶部移除的余量。

∙∙当区域互相靠近且高度相同时，它们就可以一起进行加工，这样就因消除了某些进刀和退刀运动而节省了时间。

合并区域还能生成最有效的刀轨，原因是刀具在切削区域之间移动不太远。

∙∙“面铣削”提供了一种描述需要从所选面的顶部移除的余量的快速简单方法。

余量是自面向上而非自顶向下的方式进行建模的。

∙∙使用“面铣削”可以轻松地加工实体上的平面，例如通常在铸件上发现的固定凸台。

∙∙创建区域时，系统将面所在的实体识别为工件几何体。

如果将实体选为工件，则您可以使用过切检查来避免过切此工件。

∙∙对于要加工的各个面，您可以使用不同的切削模式，包括在其中使用“教育模式”来驱动刀具的手工切削模式。

∙∙刀具将完全切过固定凸台，并在抬刀前完全清除此工件。

∙∙当切削跨过空间时，您可以使刀具保持切削状态，而无须执行任何抬刀操作。

2、几何体（1）工件几何体：“工件几何体允许指定体用于表示已完成的工件。

为使用过切检查，必须指定或继承实体工件几何体。

（2）面几何体：面几何体包含封闭的边界，这些边界内部的材料指明了要加工的区域。

（3）切削区域：“切削区域”是“面几何体”的替代方式，用于定义要切削的面。

不能同时使用二者；必须选择使用“切削区域”还是“面几何体”。

通过“切削区域”，可选择多个面。

只会使用平整面。

当“面几何体”（毛坯边界）不足以定义工件体上所加工的面时，可使用“切削区域”。

而且，当希望使用壁几何体时，例如加工的面具有已完成的壁且壁需要唯一的余量而非工件余量时，可使用它。

通过此功能，可以使用平整的切削区域面来为“面铣削”操作定义加工的面。

（4）壁几何体：使用“壁余量”和壁几何体来覆盖与工件体上已加工面相关的壁的全局工件余量。

（5）检查几何体或检查边界：检查几何体或检查边界允许指定体或封闭边界用于表示夹具。

如果使用了封闭的边界，则检查边界的所有成员都具有相切的刀位。

类似于“平面铣”操作中的“检查边界”，材料一侧是根据边界的方向定义的。

它表示材料的位置，并且既可以在内部也可以在外部（沿刀轴测量，从边界的平面开始）。

检查边界平面的法向必须平行于刀轴。

使用“预选壁几何体”，您可以初始化用于“面铣削”操作的“壁几何体”，而无须选择单个的壁面；“壁几何体”是基于“切削区域”面和选定“工件体”的。

您仍可以从“壁几何体”中移除、编辑或附加项。

当与“切削区域”面相邻的大多数（而非全部）“壁几何体”可通过使用“自动壁识别”的记录准则进行选择时，可使用此功能。

3、操作参数（1）底部面边缘的操作：“面铣削”的主要设计目的是使平面光滑。

但是，“面铣削”在特定的限制内仍可用于腔体加工。

这些限制是，腔体的壁是平面的并且垂直于腔体的底部面。

在腔体壁有锥度或腔体的壁与底部面间有倒圆）的情况下，仍然可使用“面铣削”，但是可能会残留一些未切削的材料。

要使未切削的材料最少，可关闭防止底切。

（2）不规则形状上的操作方式：“往复面铣削步距”可跟随选定面的边界。

边界为凸形时，采用这种方式是正确的，以便刀具在步距过程中不会在面中拖动。

但是，边界为凹形时，跟随这些边界纯粹是无用运动。

“不规则形状上的操作方式”可确保步进运动生成尽可能最短的刀轨，这样既不致于在铣削面中拖动，也不会与任何工件或检查几何体碰撞。

3．切削深度在“面铣削”中，系统会按如下方法计算每个选定面的切削层：∙∙切削层 = (blank_distance - floor_stock) / depth_per_cut。

∙∙毛坯距离和底部面余量是从面平面沿垂直于面平面的刀轴来测量的。

毛坯距离 = 面所在的平面与毛坯之间的距离。

底部面余量 = 面平面与底部面余量之间的距离。

4．切削（1）切削方式切削方式确定了用于加工切削区域的刀轨模式：∙∙Zig-Zag、Zig 和“单向轮廓铣”都可生成各种平行线切削刀路。

∙∙“跟随周边”可生成一系列同心切削刀路，这些刀路可向内或向外进行。

∙∙“轮廓铣”可生成跟随切削区域轮廓的工件部分的单个切削刀路。

与其它切削类型不同，“轮廓铣”的设计目的并不是移除一定量的材料，而是只跟随区域周围的工件部分。

如果切削区域完全由毛坯几何体组成，则轮廓铣切削方式不会在该区域生成任何切削运动。

∙∙使用“混合切削”可以在各个区域选择不同的切削方式，其中一种方式就是手工切削。

（2）毛坯距离和最终底部面余量“毛坯距离”定义了要移除的材料总厚度，是在所选面几何体的平面上方并沿刀轴方向测量而得。

此选项可与最终底部面余量结合使用，后者定义了在面几何体上剩余未切削的材料厚度。

要移除的材料总厚度是指“毛坯距离”和“最终底部面余量”之间的距离。

进刀/退刀允许定义正确的刀具运动，以便向工件进刀或从其退刀。

正确的进刀和退刀运动有助于避免刀具承受不必要的应力，并能使驻留标记数或工件过切程度减至最小。

加工参数允许设置与切削刀具以及切削时刀具与工件材料间的交互有关的选项。

图2-1 步距4．跨空区域切削“跨过空间”是一个特定于“面铣削”的切削参数。

为使系统识别空区域，该区域必须是完全封闭的腔体或孔。

当跨空区域切削时，有三个选项可供选择：∙∙跟随将尝试在切削层上在空区域的周围运动：∙∙切削将继续沿着相同的方向以切削进给率进行切削，实际上忽略空区域。

∙∙移刀将继续沿着相同的方向切削，但是如果跨越空区域的距离超过移刀距离，则当刀具完全悬空时会将切削进给率变为横向进给率。

仅当刀具完全离开工件而非仍然接触工件时，才激活横向进给率。

5．底切处理防止底切通过使系统在生成刀轨时考虑底切几何体，防止刀柄与工件几何体之间产生摩擦。

在面铣削中，防止底切切换为打开后，避让的最小安全距离就应用于刀柄。

水平和竖直间距用于确定进刀/退刀应该超出切削区域的距离。

6．进给率图2-2 进给率1．进给图2-3进给率选项及示意图2．速度图2-4速度对话框图2-5更多对话框（二）、创建刀具组1．铣刀为“铣刀”设置“类型”时，使用“创建”选项可为铣操作创建刀具。

可以创建下面的“铣刀”类型：图2-6 5参数和7参数图图2-7 10参数图2.球铣刀图2-8 球铣刀图3．铣刀规则创建铣刀时应遵循下列规则：∙∙输入的“直径”、“下半径”、“长度”、“顶角”和“刃口长度”值不能为负。

∙∙“锥角”必须大于 -90 度并小于 90 度。

∙∙“顶角”必须小于 90 度。

∙∙“锥角”加“顶角”必须小于 90 度。

∙∙“刃口长度”不能大于刀具的“长度”。

∙∙“刃口”数必须为正。

四、项目加工（一）、工件分析如图所示为某心形凹模，其下凹部位为一个心形的直壁凹槽，凹槽由6段相切圆弧组成，上表面与底面均为平面，形状较为简单。

需要进行上表面的精加工和凹槽的粗加工、侧壁精加工。

（二）、工艺分析1、工件安装以底面固定安装在机床上。

2、加工坐标系X：工件的中心。

Y：工件的中心。

Z：工件顶面。

3、工步安排本产品的形状较为简单，可以使用2．5轴加工方式进行加工。

由于本工件没有尖角或者是很小的圆角(最小半径为R20)，对表面也没有特别高的要求，所以选用一把φ1 6平底刀进行加工，可以避免换刀操作。

本工件加工的工步分为3个：平面加工、凹槽粗加工和凹槽侧壁精加工。

通过查看手册并计算圆整，可以得到φ1 6的平底刀的转速为600r／min，而切削进给为250mm/min。

图2-9 心形凹模加工工步表五、项目小结本项目通过完成一个心形凹模的加，初步了解UG用于模加工的自动编程方法，学习了在UG中如何创建刀具组、如何在操作中设置进给率和UG的面铣加工操作。