第03章 轮廓铣削加工
第03章 轮廓铣削加工【数控编程教程】
3.1.2 轮廓铣的子类型
进入加工模块后，选择下拉菜单“插入”“工序”命令， 系统弹出图3.1.1所示的“创建工序”对话框。
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20
图3.1.1 “创建工序”对话框
3.2 型 腔 铣
陡峭区域等高轮廓铣是一种能够指定陡峭角度的等高 轮廓铣，通过多个切削层来加工零件表面轮廓，是一种固 定轴铣操作。如果需要加工的零件表面既有平缓的曲面又 有陡峭的曲面或者是非常陡峭的斜面，则特别适合这种加 工方式。
a）部件几何体
加工过程
b）毛坯几何体
图3.4.10 陡峭区域等高轮廓铣
c）加工结果
3.5 固定轴曲面轮廓铣
图3.10.1 练习1
【练习2】加工要求：除底面和四周的最大外侧面外，加工 所有表面。合理定义毛坯尺寸，加工后不能有过切或余量。加 工操作中体现粗、精工序。
图3.10.2 练习2
【练习3】 加工要求：除底面和四周的外侧面外，加工所 有表面。半透明显示为毛坯，加工后不能有过切或余量。加工 操作中体现粗、精工序。
a）部件几何体
加工过程
b）毛坯几何体
图3.2.1 型腔铣
c）加工结果
3.3 插 铣
插铣是一种独特的铣削操作，该操作使刀具竖直连续运动，高 效地对毛坯进行粗加工。在切除大量材料（尤其在非常深的区域） 时，插铣比型腔铣削的效率更高。插铣加工的径向力较小，这样就 有可能使用更细长的刀具，而且保持较高的材料切削速度。它是金 属切削最有效的加工方法之一，对于难加工材料的曲面加工、切槽 加工以及刀具悬伸长度较大的加工，插铣的加工效率远远高于常规 的层铣削加工。
7.10.7-PPT3典型零件轮廓铣削加工区域铣削编程操作
6.2 环面加工
• 环面的加工采用区域驱动子类型。切削模式的图样为同心圆使切削步长为最 长距离，因此进给速度可以更快，从而机床加工效率提高。
• 1．创建操作 • 2．指定切削区域 • 3．驱动方法 • 4．进给和速度 • 5．操作
6.3 扇面加工
• 扇面的加工采用表面积驱动方法。由于表面积驱动对加工面选择方式的严格 要求，不能同时选择3个面，因此先做出一个面的操作之后，再变换出剩下 2个面的操作完成扇面的加工。
2.边界驱动实例
• 如图所示组成汽车模型的曲面很多，逐一选择加工表面比较麻烦。本节以汽 车模型的精加工讲解使用边界驱动方法。
2.1 CAM设置
• 本小节模型加工时需要使用的CAM设置是曲面铣削模板，具体步骤如下：
2.2 创建几何体
• 汽车模型精加工操作需要设置的几何体有：机床坐标系和切削几何体。具体 步骤如下：
3.5 刀轨设置
• 本小节的刀轨设置的参数只有进给和速度，具体步骤 如下：
• (1)单击【刀轨设置】标签，弹出【刀轨设置】选项卡。 • (2)单击进给和速度图标，弹出【进给和速度】对话框。
按照图3.5.1所示输入。 • (3)单击【确定】按钮，完成退出【进给和速度】对
话框。
3.6 操作
• 刀轨设置完毕，需要生成刀具轨迹，具体步骤如下： • (1)单击【操作】标签，弹出【操作】选项卡。 • (2)单击生成图标，弹出【操作参数错误】对话框。 • (3)根据提示得出安全几何体没有设置，分析原因可能是未设置坐标系内的
典型零件轮廓铣削加工
区域铣削编程操作
区域铣削
• 曲面铣削是一种刀具沿曲面外形运动的加工类型，如图所示。加工时机床的X轴、 Y轴和Z轴联动。曲面加工主要针对于型腔面、手板模型、复杂零件的半精加工 和精加工。曲面铣削的刀具在加工当中下插和上也要切削，因此曲面铣削刀 具主要是球刀。
第03章 轮廓铣削加工
3.4 等高轮廓铣
• 等高轮廓铣（ZLEVEL_PROFILE）也称为深度轮廓加工是 一种特殊的型腔铣操作，只加工零件实体轮廓与表面轮廓，与型 腔铣中指定为轮廓铣削方式加工有点类似。等高轮廓铣通常用于 陡峭侧壁的精加工。
等高轮廓铣与型腔铣的差别在于： 1．等高轮廓铣可以指定陡峭空间范围，限定只加工陡 峭区域。 2．等高轮廓铣可以设置更加丰富的层间连接策略。 3．等高轮廓铣不需要毛坯，可以直接针对部件几何体 生成刀轨。
表面积驱动
• 表面积驱动也称为曲面区域驱动，该驱动方法创建一组阵列的、 位于驱动面上的驱动点，然后沿投影矢量方向投影到零件面上而 生成刀轨。 • 表面积驱动的固定轴曲面轮廓铣操作可以不选择部件几何体，将 直接在驱动曲面上产生刀轨。
流线驱动
• 流线驱动方法可以构建一个网格曲面，再以其参数线来产生驱动 点投影到曲面上生成刀轨。网格曲面可以自动以切削区域的边界 或者指定流曲线与交叉曲线来构建，流线铣可以在任何复杂曲面 上生成相对均匀分布的刀轨。 • 相对于表面积驱动方法，流线铣有更大的灵活性，它可以用曲线、 边界来定义驱动几何体，并且不受曲面选择时必须相邻接的限制， 可以选择有空隙的面；同时流线铣可以指定切削区域，并自动以 指定的切削区域边缘为流曲线与交叉曲线作为驱动几何体。
课题3：轮廓铣削加工3
2.练习：完成练习任务
3.讲评
课题3：轮廓铣削加工
3.5巩固练习
编写如图所示零件的加工程序并加工。材料45钢。
要求：
1.工艺分析
2.加工路线
3.工艺文件
4.编写程序
5.仿真加工
课题3：轮廓铣削加工（3）
理论：1.掌握轮廓铣削加工的编程步骤。
技能：1.能编制轮廓铣削的加工程序；
2.能熟练使用数控铣床仿真软件；
3.能完成轮廓铣削仿真加工。1.轮廓铣削 Nhomakorabea程序编制；
2.轮廓铣削仿真加工。
轮廓铣削仿真加工
专业课（理实一体）
练习法
多媒体、网络或投影仪
2/20
杨丰
回顾：轮廓铣削编程步骤
项目三：轮廓铣削加工
⑤ 当刀补数据为负值时，则G41、G42功效互换。
⑥G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。
⑦G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
（5）刀具半径补偿应用实例
已知某零件如下图所示，工件材料为5mm厚的铝板，编写工件精加工程序。加工刀具：直径φ10的立铣刀；安全高度10mm；切削用量：主轴转速600r/min，进给速度300mm/min；采用顺铣，上平面为Z0。
产品名称
零件名称
材料
零件图号
工序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
设备名称
编制
审核
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速
/（r/min）
进给速度
/（mm/min）
背吃刀量
/mm
1
粗铣高度为16mm凸台
T01
Φ20mm
立铣刀
320
80
4
2
粗铣高度为8mm凸台
T01
Φ20mm
立铣刀
320
80
4
3
精铣高度为8mm凸台
教学资源
《数控编程与加工操作》
教学后记
任课教师
曹新明
教研室主任或课程负责人
廉良冲
湖南生物机电职业技术学院教学方案设计
教学步骤、内容与时间分配
重点、难点诠释或分解目标等
项目3轮廓铣削加工
3.2.1轮廓铣削的工艺知识
1.轮廓铣削的走刀路线
当铣削平面零件轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件轮廓的法向切入，而应沿外轮廓曲线延长线的切向切入，以避免在切入处产生刀具的切痕而影响表面质量，保证零件外轮廓曲线平滑过渡。同理，在切出工件时，也应避免在零件的轮廓处直接退刀，而应沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。
轮廓、型腔的铣削加工
实训项目四轮廓、型腔的铣削加工实训目的与要求：1.利用基本指令对轮廓、型腔进行编程、加工；2.掌握用半径补偿功能进行轮廓、型腔的编程、加工；3.合理安排工艺进行零件的加工。
课题一轮廓的铣削加工模块一不带半径补偿的轮廓加工一、编程实例编写如图4-1所示零件加工程序，毛坯尺寸120×800×20，工件材料45号钢。
图4-1 不带半径补偿的轮廓加工二、相关知识点（一）工艺部分1.夹具及刀具选用本例夹具可选规格136mm的机用平口虎钳。
加工外轮廓刀具可选用φ16mm的立铣刀；为提高内壁加工质量，不直接用φ12的键槽铣刀，而是采用φ10mm的键槽铣刀加工腰圆型槽。
刀具切削参数如表4-1所示。
表4–1 刀具与切削用量2.（1）加工路线的确定原则在数控加工中，刀具刀位点相对于零件运动的轨迹称为加工路线。
加工路线的确定与工件的加工精度和表面粗糙度直接相关,其确定原则如下：①加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。
②使数值计算简便，以减少编程工作量。
③应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。
④加工路线还应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定。
（2）切入、切出方法选择采用立铣刀铣削外轮廓侧面时，铣刀在切入和切出零件时，应沿与零件轮廓曲线相切的切线或切弧上切向切入、切向切出（图4-2中A-B-C-B-D）零件表面，而不应沿法向直接切入零件，以避免加工表面产生刀痕，保证零件轮廓光滑。
铣削内轮廓侧面时，一般较难从轮廓曲线的切线方向切入、切出，这样应在区域相对较大的地方，用切弧切向切入和切向切出（图4-3中A-B-C-B-D）的方法进行。
图4-2 外轮廓切线（弧）切入切出图4-3 内轮廓切弧切入切出（3）凹槽切削方法选择加工凹槽切削方法有三种，即行切法（图4-4a）、环切法（图4-4b）和先行切最后环切法（图4-4c）。
三种方案中，a图方案最差（左、右侧面留有残料）；c图方案最好。
轮廓铣削总结
轮廓铣削总结一、概述轮廓铣削是一种常见的加工方法，通过铣刀在工件表面来回移动，以消除工件上不规则的凸起或凹陷，使工件表面平整，达到指定的尺寸和精度要求。
本文将对轮廓铣削的原理、工具和操作方法进行总结，并提供一些注意事项和优化建议。
二、轮廓铣削的原理轮廓铣削的基本原理是通过铣刀的旋转和工件的相对运动，切削掉工件上的材料。
具体来说，当铣刀接触工件时，切削刃会切削掉工件上的一层材料，并将其排出切削区域。
随着铣刀的移动，不断地进行切削，最终实现对工件轮廓的加工。
三、轮廓铣削工具轮廓铣削需要使用铣刀和铣床等专用设备。
以下是常见的轮廓铣削工具：1.铣刀：铣刀是轮廓铣削的核心工具，一般由硬质合金材料制成，可分为高速钢刀和硬质合金刀两种。
根据加工需求，可选择不同的刀具材料和刀具几何形状，如平面铣刀、球头铣刀等。
2.铣床：铣床是进行轮廓铣削的专用机床，通过电机驱动铣刀的旋转和工作台的移动，实现工件的加工。
铣床具有较高的刚性和精度，适用于不同形状和尺寸的工件加工。
四、轮廓铣削操作方法轮廓铣削的操作方法包括以下几个步骤：1.准备工作：检查铣刀和工件，确保刀具安装正确，并清除工件上的杂质和脏物。
根据加工要求，设置好铣床的工作参数，如转速、进给速度等。
2.定位和夹紧：将工件放置在铣床的工作台上，并使用夹紧装置固定工件，确保工件的位置和姿态准确。
3.粗加工：根据零件的轮廓要求，选择合适的切削刀具和切削参数，进行粗加工。
粗加工时，切削深度应逐渐增加，以确保切削过程稳定，并提高加工效率。
4.精加工：在粗加工的基础上，调整刀具和切削参数，进行精加工。
精加工时，切削深度较小，切削速度较慢，以保证工件表面质量和尺寸精度。
5.清洁和检查：在轮廓铣削完成后，及时清理工作区域和铣床，检查工件表面是否平整、尺寸是否符合要求，并进行必要的修整。
五、注意事项和优化建议在进行轮廓铣削时，需要注意以下事项，并根据需要进行优化：1.刀具选择：根据工件的材料和加工要求，选择合适的铣刀材料和刀具几何形状。
数控铣公开课课件《 轮廓的铣削加工》
《爱心轮廓的铣削加工》【课题】爱心轮廓的铣削加工【课时】2课时（90min）【教学内容分析】本课程是爱心内外轮廓的铣削加工，要求完成外轮廓爱心与内轮廓爱心的成型铣削。
运用所学简单内外轮廓的铣削工艺，结合圆弧插补指令，采用刀具半径补偿，完成爱心的铣削加工。
本节旨在通过加工练习，熟练掌握刀具轨迹路线规划和圆弧插补指令的运用。
以学生为主体，发挥学生主观能动性，辅以老师指导，达到学生自主动手、积极动脑的目的，为后面课程学习打下良好基础。
【教学对象分析】本课程是小班化教学，本组学生的基础知识学习不够扎实，对数控编程理论及数控原理方面的知识能力不是很强。
学习目的性明确，主要是数控编程操作为导向，目前能根据安排好的工艺进行简单的零件编程和机床基本操作。
但合理安排工艺，熟练操机还需要有待于提高。
【教学目标】知识目标：1.要求能够分析制定轮廓加工工艺，并填写程序单。
2.熟练编制刀具补偿加工程序，规范机床操作。
能力目标：通过完成这一项目，提高学生工件加工的实践操作能力。
在课堂教学中培养学生的主动性。
情感目标：通过课题的操作实践，让学生对数控产生极大的兴趣，能够体验自身的成就感。
从而为热爱本专业，【教学重点、难点】重点：学会加工轨迹路径规划，和刀具半径补偿的运用。
难点：1.圆弧半径与刀具半径的选择2.工件加工精度的保证【重点难点剖析】简单内外轮廓铣削之前已经学过，但根据不同轮廓形状选着合理的刀补路径规划是需要认真合理选择的，这也是本节课重点；刀具的选择在有圆弧加工的情况下，因不同轮廓，选择也不尽相同，故是难点。
【教学方法】采用项目教学法，任务驱动法【课前准备】根据课前分好的小组，将任务书分发到学生手中，以每组讨论问题，各组交流，所有学生都参与。
【教学策略及设计思路】本课题运用项目教学“项目驱动教学法”为主要教学手段，并辅以“多媒体动画”等手段，吸引学生的注意力；并通过创设情境，引导学生进行思考，用一连串的问题把整个的教学有机地联在一起，培养学生勤于思考、勇于探索的科学精神。
内外轮廓铣削
刀补建立：指刀具从起点接近工件时，刀具中心从 与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过 程。该过程的实现必须有G00或G01功能才有效。 刀补进行：在G41或G42程序后，程序进入补偿模式， 此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀 补取消。
刀补取消：刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编 程轨迹重合的过程。刀补的取消用G40来执行。
18
三、轮廓切入与切出方式
1. 切入方式
为避免在工件表面留下切入刀痕，不能在工件表面下刀，应 在距离工件表面上切入点一段合适距离处下刀，即沿切入点的几 何线段的切线方向切入，一般有直线和圆弧切入方式。
2. 切出方式
轮廓铣削后，不要在工件表面停刀，要将刀具轨迹沿切线方 向延伸出去，离开工件轮廓表面后退刀。
项目三：轮廓铣削
任务一：内、外轮廓铣削 任务二：多个相同轮廓铣削 任务三：对称轮廓铣削 任务四：旋转轮廓铣削 任务五：极坐标编程
1
任务一：内、外轮廓铣削 学习目标
1．掌握刀具半径补偿方法。 2．掌握顺铣和逆铣的特性。 3．掌握轮廓切入、切出方式。
2
任务引入
图示为一平面轮廓加工的工件，毛坯尺寸为 80mm×80mm×15mm成型料，周边不需加工，可直接装夹。
一、顺铣和逆铣
1. 顺铣 定义：铣刀的切削力方向与工件的进给方向相同， 即铣刀与工件接触部位的旋转方向与工件进给方向相 同，也就是说铣刀的刀刃是从工件的待加工表面切入， 从已加工表面切出。
5
顺铣特点 （1）铣刀刀刃的切削厚度由最大到零，不存在滑
行现象，刀具磨损较小，提高刀具耐用度。 （2）切削力方向与进给方向相同，不利于消除工
(2)倒圆角
指令格式：G01 X_ Y_ ，R_ ; 参数：X、Y为假象交点坐标，R为圆弧半径值； 例，OM：G01 X-35.Y-35.,R2.;
UG NX 10.0数控编程教程(高职高专教材)PPT教案 第01章 UG NX10.0数控编程入门
“MCS”对话框
机床坐标系
1.4.2 创建安全平面
安全平面的设置，可以避免在创建每一工序时都设置避让参 数。安全平面的设定可以选取模型的表面或者直接选择基准面 作为参考平面，然后设定安全平面相对于所选平面的距离。
“平面”对话框
选取此面为参考平面
安全平面
选取参考平面
安全平面
1.4.3 创建工件几何体
“后处理”对话框
“信息”窗口
1.10 生成车间文档
UG NX提供了一个车间工艺文档生成器，它从NC part文件 中提取对加工车间有用的CAM的文本和图形信息，包括数控程 序中用到的刀具参数清单、加工工序、加工方法清单和切削参 数清单。它们可以用文本文件（TEXT）或超文本链接语言 （HTML）两种格式输出。操作工、刀具仓库工人或其他需要了 解有关信息的人员都可方便地在网上查询使用车间工艺文档。 这些文件多半用于提供给生产现场的机床操作人员，免除了手 工撰写工艺文件的麻烦，同时也可以将自己定义的刀具快速加 入到刀具库中，供以后使用。
“工件”对话框 部件几何体
“部件几何体”对话框 毛坯几何体
1.4.4 创建切削区域几何体
“铣削区域”对话框
“切削区域”对话框
1.5 创 建 刀 具
在创建工序前，必须设置合理的刀具参数或从刀具库中选 取合适的刀具。刀具的定义直接关系到加工表面质量的优劣、 加工精度以及加工成本的高低。
“创建刀具”对话框
选择该命令，工序导航器切换到程序顺序视图 选择该命令，工序导航器切换到机床视图 选择该命令，工序导航器切换到几何视图 选择该命令，工序导航器切换到加工方法视图
图1.12.1 工序导航器的快捷菜单
1.12.1 程序顺序视图 1.12.2 几何视图 1.12.3 机床视图 1.12.4 加工方法视图
《数控铣削编程与加工(FANUC系统) 第2版 项目三 铣削轮廓类零件
（2）机外对刀后的设定
标准刀具
1
2
3
机床坐标系Z0
A 140
L1 100
L2 120
L3
工作坐标系Z0
刀具长度补偿的应用
➢ 选择其中的一把刀具作为标准刀具，也可将所选择的标准刀具 的长度设为“0”，再将上图中测得的机械坐标A值输入G54的Z偏 置存储器中，而将不同的刀具长度（L1、L2和L3）输入对应的刀具 长度补偿存储器中。
加工外形轮廓
取消刀补 程序结束部分
任务二 内轮廓铣削
1．掌握刀具长度补偿功能指令； 2．掌握内轮廓铣削过程中的Z向进退刀方法； 3．了解机外对刀的方法及设备； 4．掌握内轮廓的加工方法； 5．掌握内轮廓铣削的编程方法；
加工如下图所示工件，毛坯为80mm×80mm×26mm的硬铝， 试编写其数控铣床加工程序并进行加工。
（1）建立与取消程序段最好在G00、G01指令模式下； （2）为保证刀补建立与取消时刀具与工件的安全，采用G01方式；
G00：先建立刀补再下刀，先退刀再取消刀补。 （3）采用切线切入方式或法线切入方式来建立或取消刀补； （4）为了防止起始位置与终点在半径补偿建立与取消过程中刀具 产生过切现象，位置最好与补偿方向在同一侧； （5）不允许存在连续两段以上的非补偿平面内移动指令；
a)建立刀补进刀
b)取消刀补退刀
5．刀具半径补偿的应用 ➢ 使编程人员直接按轮廓编程，简化了编程工作； ➢ 用同一段程序，对零件进行粗、精加工；
采用刀具半径补偿保留精加工余量
三、轮廓铣削加工路线的确定
1．加工路线的确定原则 ➢ 保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高； ➢ 使数值计算简便，以减少编程工作量； ➢ 使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间； ➢ 根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定；
加工中心数控铣床实训第3单元轮廓铣削课件
3.1平面铣削
G28指令中的坐标值将被NC作为中间点存储。另一方面， 如果一个轴没有被包含在G28指令中，NC存储的该轴的 中间点坐标值将使用以前的G28指令中所给定的值。例 如：
N1 X20.0 Y54.0； N2 G28 X-40.0 Y-25.0；点坐标值（X-40.0，Y-25.0） N3 G28 Z31.0；中间点坐标值（X-40.0，Y-25.0，Z31.0） 该中间点的坐标值主要由G29指令使用。
3.1平面铣削
具体加工工艺如下： 1）夹E、C面或F、G面，使B面向上，放置垫铁调整
高度，初步找正，夹紧并加工B面，保证平面度。 2）夹E、C面或F、G面，使B面向下并紧贴垫铁，通
过垫铁调整高度，初步找正，在活动钳口一侧放置薄 的木条（防止干涉）初步夹紧（不要用太大的力量）， 检查垫铁是否松动，如果垫铁松动则用软的锤子敲击 工件，使其贴紧，然后用力夹紧工件，加工D面，保 证平行度，保证尺寸48±0.02。
要进行长度补偿。刀具长度补偿指令有（G43/G44/G49）。 1）格式 建立刀具长度补偿：G43/G44 G01/G00Z＿H＿； 取消刀具长度补偿：G49 G01/G00 Z＿，或G01/G00 Z＿H0； 其中： G43 正向补偿。 G44 负向补偿。 G49 取消补偿。
3.1平面铣削
效，可以省略；否则不能省略，其余参考①。
3.2外轮廓铣削
（2）刀具半径补偿取消 ①在XY平面中： G40 G00/G01 X＿ Y＿ F＿； “X＿ Y＿”最多可省略一个，保证坐标轴在该条程
序中能够移动；“F＿”可省略。“G00/ G01”二者取一。 ②在XZ平面中： G40 G00/G01 X＿ Z＿ F＿； ③在YZ平面中： G40 G00/G01 Y＿ Z＿ F＿； 这三条指令的区别仅在于G00/G01后边跟的坐标轴不
第三章试题及答案
第三章试题及答案一、判断题（√）1．在机床接通电源后，通常都要做回零操作，使刀具或工作台退离到机床参考点。
（√）2．退火的目的是：改善钢的组织；提高强度；改善切削加工性能。
（×）3．适宜镗削的孔有通孔、盲孔、阶梯孔和带内回转槽的孔。
（×）4．“G02”与“G03”主要差别在于前者为切削凹圆弧，后者为切削凸圆弧。
（×）5．当用G02/G03指令，对被加工零件进行圆弧编程时，圆心坐标I、J、K为圆弧终点到圆弧中心所作矢量分别在X、Y、Z坐标轴方向上的分矢量（矢量方向指向圆心）。
（√）6．在轮廓铣削加工中，若采用刀具半径补偿指令编程，刀补的建立与取消应在轮廓上进行，这样的程序才能保证零件的加工精度。
（√）7．数控机床适用于单件生产。
（×）8．在G41或G42的起始程序中刀具可以拐小于90º的角，在刀具半径补偿状态下不含有刀补矢量程序段可以有两段。
（√）9．采用顺铣，必须要求铣床工作台丝杠螺母副有消除侧向间隙机构，或采取其他有效措施。
（√）10．采用立铣刀加工内轮廓时，铣刀直径应小于或等于工件内轮廓最小曲率半径的2倍。
二、选择题1.机械加工余量的变动范围是（B ）。
（A）前后工序尺寸之差；（B）前后工序尺寸公差之和；（C）各工序尺寸公差之和；（D）毛坯尺寸公差2.孔加工循环结束后，刀具返回参考平面的指令为（D ）（A）G96；（B）G97；（C）G98；（D）G99。
3.在G41或G42指令的程序段中不能用（B ）指令。
（A）G00或G01；（B）G02或G03；（C）G01或G02；（D）G01或G03。
4.固定循环指令以及Z、R、Q、P指令是模态的，直到用（C ）指令撤销固定循环为止。
（A）G43；（B）G49；（C）G80；（D）G99。
5.如下图所示，一圆弧面中心点为X1=20.0，Z1=－5.0，R1=7.0，另一圆弧中心点为X2=48.32，Z2＝13.12、R2=16，其相切点为（A ）。
ug数控轮廓铣课程设计
ug数控轮廓铣课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握UG数控轮廓铣的基本概念、加工原理及操作流程。
2. 让学生了解轮廓铣在制造业中的应用场景，理解其重要性。
3. 使学生掌握UG软件中轮廓铣参数设置、路径规划及程序生成的方法。
技能目标：1. 培养学生运用UG软件进行轮廓铣加工操作的能力。
2. 培养学生根据零件图纸，独立完成轮廓铣加工工艺规划及程序编制的能力。
3. 提高学生解决实际加工过程中出现的问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高他们的责任心和团队协作精神。
2. 增强学生对制造业的热爱，激发他们学习先进制造技术的兴趣。
3. 引导学生认识到所学知识在国民经济和社会发展中的重要作用，树立正确的价值观。
本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式，使学生全面掌握UG数控轮廓铣的相关知识和技能，培养他们在实际工程中的应用能力，同时注重培养学生的职业素养和价值观，为我国制造业的发展输送高素质的技术人才。
二、教学内容1. UG数控轮廓铣基本概念：讲解轮廓铣的定义、分类及其在数控加工中的应用。
教材章节：第二章 数控铣削加工基础2. 轮廓铣加工原理：分析轮廓铣加工的切削过程、切削参数对加工质量的影响。
教材章节：第二章 数控铣削加工基础3. UG轮廓铣操作流程：介绍UG软件中轮廓铣操作的具体步骤，包括参数设置、路径规划、刀轨生成等。
教材章节：第三章 UG轮廓铣操作4. 轮廓铣加工工艺规划：讲解如何根据零件图纸和要求进行轮廓铣加工工艺规划。
教材章节：第四章 数控加工工艺规划5. UG轮廓铣参数设置与优化：分析UG软件中轮廓铣参数设置的方法，探讨如何优化参数以提高加工质量和效率。
教材章节：第三章 UG轮廓铣操作6. 实践操作：安排学生进行UG轮廓铣的实践操作，巩固所学知识，培养实际应用能力。
教材章节：第五章 实践操作7. 案例分析与讨论：结合实际案例，分析加工过程中可能出现的问题及解决方法。
轮廓铣削工艺编程
5．6 轮廓铣削工艺、编程5．6．1 关于轮廓周铣1．轮廓铣削加工的内容、要求由直线、圆弧、曲线通过相交、相切连接而成二维平面轮廓零件，适合用数控铣床周铣加工，这是因为数控铣床相对普通铣床具有多轴数控联动的功能。
零件二维平面轮廓，一般有轮廓度等形位公差要求，轮廓表面有表面粗糙度要求。
具有台阶面的平面轮廓，立铣刀在对平行刀具轴线的轮廓周铣的同时，对垂直于Z 轴的台阶面进行端铣削，台阶面亦有相应的质量要求。
如图5-6-1所示工件轮廓，有轮廓度和表面质量要求。
2．周铣轮廓的特点立铣刀周铣平面轮廓时，刀具轴线平行于轮廓侧面，铣刀的圆柱素线的直线度对轮廓面质量产生影响。
周铣用的圆柱铣刀刀杆较长、直径较小、刚性较差，容易产生弯曲变形和引起振动。
周铣时刀齿断续切削，刀齿依次切人和切离工件，易引起周期性的冲击振动。
为了减小振动，可选用大螺旋角铣刀来弥补这一缺点。
周铣时，只有圆周上的主切削刃在工作，不但无法消除加工表面的残留面积，而且铣刀装夹后的径向圆跳动也会反映到加工工件的表面上。
5．6．2 立铣刀及选用立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀，主要用于加工凸轮、台阶面、凹槽和箱口面。
1. 普通高速钢立铣刀如图5-6-2所示为普通高速钢立铣刀，其圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃，主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。
标准立铣刀的螺旋角β为40°～45°（粗齿）和30°～35°（细齿），套式结构立铣刀的β为15°～25°。
由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀工作时不能作轴向进给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。
图5-6-2普通高速钢立铣刀图5-6-1轮廓加工工件a)每齿单条刀片 b)每齿多个刀片图5-6-3硬质合金螺旋齿立铣刀直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。
φ2～φ71mm 的立铣刀为直柄；φ6～φ63mm 的立铣刀为莫氏推柄；φ25～80mm 的立铣刀为带有螺孔的7：24锥柄，螺孔用来拉紧刀具。
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3.4.1 一般等高轮廓铣
对于没有陡峭区域的零件，则进行一般等高轮廓铣加工。 下面以图3.4.1所示的模型为例，讲解创建一般等高轮廓铣的一 般步骤。
加工过程
a）部件几何体
b）毛坯几何体
c）加工结果
图3.4.1 一般等高轮廓铣
等高轮廓铣的刀轨设置
• • • 1．陡峭空间范围 功能：等高轮廓铣与型腔铣中指定为轮廓铣削的最大差别在 于等高轮廓铣可以区别陡峭程度，只加工陡峭的壁面。 设置：陡峭空间范围可以选择“无”或者“仅陡峭的”。
3.5 固定轴曲面轮廓铣
• 1．指定切削区域
• 功能：创建曲面铣时，选择切削区域将可以限定在这些曲面区域 上生成刀轨。若不指定切削区域，将把整个定义的部件几何作为 切削区域
3.5 固定轴曲面轮廓铣
• 2．指定检查几何体
• 功能：指定检查几何体，则切削时将避开这一区域
• 3. 指定修剪边界
• 功能：修剪边界几何体用于进一步修剪刀轨
第3章 轮廓铣削加工
本章内容主要包括： 概述 型腔铣 插铣 等高轮廓铣 固定轴曲面轮廓铣 流线驱动铣 清根切削 3D轮廓加工 刻字
3.1 概
述
3.1.1 型腔轮廓铣简介 3.1.2 轮廓铣的子类型
3.1.1 型腔轮廓铣简介
型腔铣在数控加工应用上最为广泛，用于大部分 的粗加工，以及直壁或者斜度不大的侧壁的精加 工。型腔轮廓铣加工的特点是刀具路径在同一高 度内完成一层切削，遇到曲面时将其绕过，下降 一个高度进行下一层的切削。系统按照零件在不 同深度的截面形状来计算各层的刀路轨迹。型腔 铣在每一个切削层上，根据切削层平面与毛坯和 零件几何体的交线来定义切削范围。通过限定高 度值，只作一层切削，型腔铣可用于平面的精加 工及清角加工等。
平面铣与型腔铣的相同点： 1.二者的刀具轴都垂直于切削层平面，生成的刀轨都是 按层进行切削，完成一层厚再进行下一层的切削。 2.刀具路径的所用切削方法基本相同，都包含区域切削 和轮廓的铣削。 3.大部分的选项参数相同，如刀轨设置中的切削参数、 非切削移动、角控制、进给和速度，以及机床控制等选 项。
3.2 型 腔 铣
• • • • • • •
边界驱动方法
• 边界驱动是默认的固定轮廓铣驱动方法。
• 边界驱动方法可指定以边界或空间范围来定义切削区域。根据边 界及其圈定的区域范围按照指定的驱动设置产生驱动点，再沿投 影向量投影至零件表面，定义出刀具接触点与刀具路径。
区域铣削驱动
• 区域铣削驱动曲面铣是最常用的一种精加工操作方式。区域铣削 驱动与边界驱动生成的刀轨有点类似，但是其不需要选择驱动几 何体，同时创建的刀轨可靠性更好，并且可以有陡峭区域判断及 步距应用于部件上功能，建议优先选用区域铣削。 • 通过选择不同的图样方式与驱动设置，区域铣削可以适应绝大部 分的曲面精加工要求。
文本驱动
• 文本驱动方法直接以注释文本为驱动几何体，生成刀位点并投影 到部件曲面生成刀轨。与平面铣中文本铣削区别在于，曲面铣中 的文本将被投影到曲面上以加工曲面。在创建操作时选择子类型 为Contour_text ，将直接创建进入驱动方式为文本的曲面铣操作。
螺旋式驱动
• 螺旋式驱动是一个由指定的中心点向外作螺旋线而生成驱动点的 驱动方法。螺旋驱动方法没有行间的转换，它的步距移动是光滑 的，保持恒量向外过渡。螺旋式驱动方法一般只用于圆形零件。
3.3 插
铣
插铣是一种独特的铣削操作，该操作使刀具竖直 连续运动，高效地对毛坯进行粗加工。
在切除大量材料（尤其在非常深的区域）时，插铣 比型腔铣削的效率更高。插铣加工的径向力较小，这样 就有可能使用更细长的刀具，而且保持较高的材料切削 速度。它是金属切削最有效的加工方法之一，对于难加 工材料的曲面加工、切槽加工以及刀具悬伸长度较大的 加工，插铣的加工效率远远大于常规的层铣削加工。
3.1.2 轮廓铣的子类型
进入加工模块后，选择下拉菜单命令，系统弹出图3.1.1所 示的“创建工序”对话框。
A1
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图3.1.1 “创建工序”对话框
3.2 型 腔 铣
型腔铣（标准型腔铣）主要用于粗加工，可以切除大部分毛坯 材料，几乎适用于加工任意形状的几何体，可以应用于大部分的粗 加工和直壁或者是斜度不大的侧壁的精加工，也可以用于清根操作。
3.6 流线驱动铣
流线驱动铣也是一种曲面轮廓铣。创建工序时，需要指 定流曲线和交叉曲线来形成网格驱动。加工时刀具沿着曲面 的U-V方向或是曲面的网格方向进行加工，其中流曲线确定 刀具的单个行走路径，交叉曲线确定刀具的行走范围。
3.7 清 根 切 削
清根一般用于加工零件加工区的边缘和凹处，以清除这 些区域中前面操作未切削的材料。这些材料通常是由于前面 操作中刀具直径较大而残留下来的，必须用直径较小的刀具 来清除它们。需要注意的是，只有当刀具与零件表面同时有 两个接触点时，才能产生清根切削刀轨。
3.5 固定轴曲面轮廓铣
曲面铣削是一种刀具沿曲面外形运动的加工类型， 加工时机床的X轴、Y轴和Z轴联动。 固定轴曲面轮廓铣，是一种用于精加工由轮廓曲 面所形成区域的加工方式。它通过精确控制刀具轴和 投影矢量，使刀具沿着非常复杂曲面的复杂轮廓运动。 区域铣削驱动方法是固定轴曲面轮廓铣中常用到 的驱动方式，其特点是驱动几何体由切削区域来产生， 并且可以指定陡峭角度等多种不同的驱动设置，应用 十分广泛。 FIXED_CONTOUR 固定的 轮廓
3.5 固定轴曲面轮廓铣
• 固定轮廓铣的刀轨设置参数组中的参数相对于型腔铣要 少，而且大部分参数是与型腔铣一致的。
驱动方法
• 曲面铣削中最重要的一项就是：驱动方法。它是设置切削区域的创建方法、 刀具运动的图样（平行、轮廓、周边等）的形式、刀具的步进等。驱动方 法是决定曲面加工质量好坏和机床运行效率的高低的重要设置。如果驱动 设置不当，零件的加工质量就会有影响严重情况下会造成过切。曲面铣削 常见的驱动方法有： 1．曲线∕点驱动 2．螺旋驱动 3．边界驱动 4．区域铣削驱动 5．表面积驱动 6．径向切削驱动 7．清根驱动
• 陡峭空间范围设置为“无”，整个零件轮廓将被加工， • 陡峭空间范围设置“仅陡峭的”，需要指定角度。只有陡峭度大 于指定陡峭“角度”的区域被加工，非陡峭区域就不加工。
等高轮廓铣的刀轨设置
• 2.合并距离 • • 功能：将小于指定距离的切削移动的结束点连接起来以消除 不必要的刀具退刀。 应用：当部件表面陡峭度变化较多，在非常接近指定的陡峭 角度时，陡峭度的微小变化引起退刀，另外在表面间存在小的间 隙时，应用合并距离可以减少退刀。当生成的刀轨有较多的很接 近的退刀与进刀路径时，可以将合并距离稍稍改大点。 功能：消除小于指定值的刀轨段。
平面铣与型腔铣的不同点： 1.几何体定义方式不同。平面铣用边界定义零件材料， 边界是一种几何实体，可用曲线/边界、面、点定义。而 型腔铣可用任何几何体及曲面区域和小面模型来定义零 件材料。 2.切削层深度的定义不同。平面铣通过指定的边界和底 面的高度差来定义总的切削深度，并且有5种方式定义 切削深度；而型腔铣通过切削范围与切削层来定义切削 深度。 3.切削参数选项有所不同。切削参数中大部分参数都一 样，但型腔铣的参数选项稍多一些。
曲线/点驱动
• 曲线/点驱动方法通过指定点和曲线来定义驱动几何体。驱动曲线 可以是敞开的或是封闭的，连续的或是非连续的，平面的或是非 平面的。曲线/点驱动方法最常用于在曲面上雕刻图案或者文字， 将零件面的余量设置为负值，刀具可以在低于零件面处切出一条 槽。
径向切削驱动
• 径向切削驱动曲面铣可以垂直于并且沿着一个给定边界生成驱动 轨迹，使用指定的步距，带宽和切削类型。径向切削驱动曲面铣 可以创建沿一个边界向单边或双边放射的刀轨，特别适用于环形 区域的清角加工。
3.8 3D轮廓加工
3D轮廓加工是一种特殊的三维轮廓铣削，常用于修边， 它的切削路径取决于模型中的边或曲线。刀具到达指定的边 或曲线时，通过设置刀具在ZC方向的偏置来确定加工深度。
3.9 刻
字
在很多情况下，需要在产品的表面上雕刻零件信息和标 识，即刻字。UG NX 8.0中的刻字操作提供了这个功能，它 使用制图模块中注释编辑器定义的文字，来生成刀路轨迹。
• 3．最小切削深度 •
3.4.2 陡峭区域等高轮廓铣
陡峭区域等高轮廓铣是一种能够指定陡峭角度的等高 轮廓铣，通过多个切削层来加工零件表面轮廓，是一种固 定轴铣操作。
练习
小结
• • • • 掌握轮廓铣削加工的子类型； 掌握型腔铣的特点、应用及参数设置； 了解插铣的特点、应用及参数设置； 掌握等高轮廓铣的特点、应用及参数设 置 • 重点：型腔铣与平面铣及等高轮廓铣之 间的区别？
3.4 等高轮廓铣
• 等高轮廓铣（ZLEVEL_PROFILE）也称为深度轮廓加工是 一种特殊的型腔铣操作，只加工零件实体轮廓与表面轮廓，与型 腔铣中指定为轮廓铣削方式加工有点类似。等高轮廓铣通常用于 陡峭侧壁的精加工。
等高轮廓铣与型腔铣的差别在于： 1．等高轮廓铣可以指定陡峭空间范围，限定只加工陡 峭区域。 2．等高轮廓铣可以设置更加丰富的层间连接策略。 3．等高轮廓铣不需要毛坯，可以直接针对部件几何体 生成刀轨。
表面积驱动
• 表面积驱动也称为曲面区域驱动，该驱动方法创建一组阵列的、 位于驱动面上的驱动点，然后沿投影矢量方向投影到零件面上而 生成刀轨。 • 表面积驱动的固定轴曲面轮廓铣操作可以不选择部件几何体，将 直接在驱动曲面上产生刀轨。
流线驱动
• 流线驱动方法可以构建一个网格曲面，再以其参数线来产生驱动 点投影到曲面上生成刀轨。网格曲面可以自动以切削区域的边界 或者指定流曲线与交叉曲线来构建，流线铣可以在任何复杂曲面 上生成相对均匀分布的刀轨。 • 相对于表面积驱动方法，流线铣有更大的灵活性，它可以用曲线、 边界来定义驱动几何体，并且不受曲面选择时必须相邻接的限制， 可以选择有空隙的面；同时流线铣可以指定切削区域，并自动以 指定的切削区域边缘为流曲线与交叉曲线作为驱动几何体。