UG典型曲面数控加工分析

ACAD/CAM/CAPP应用 pplication of CAD/CAM/CAPP
（1）MCS_MILL（工件坐标系的设置） 工件 坐标系的设置需符合右手笛卡儿坐标原则，坐标系 的设定首先便于对刀，如本例将其设置在上表面的 几何中心。可通过捕捉方式捕捉到新的原点位置， 该原点也将和对刀时设置坐标原点对应。在该功 能下还可设置安全平面（见图5），钩选“间隙” 项，单击指定即可设置。
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UG典型曲面的数控加工分析
四川机电高级技工学校 （崇州 611230） 韦 林 常 春 柳州市柳江县斌利机械修理厂 （四川 545100） 肖 荐
图1为零件prt格式的曲面模型，为某企业一连 接类零件（侧面有孔），材料为镍基合金，来料加 工，加工表面质量要求高。
用几何体”项中选择
WORKPIECE。确定后
选择“切削区域”，
切削方式为“跟随周
边”，“每一刀全局深
度”为0.1mm，作为分
层下刀的深度值，特别
地，UG提供了“切削
层”功能，可以设置在
整个切削深度中的不同
范围，对应不同的切
深，以充分考虑曲面的
形状。
在“切削”项中设
图7
置曲面余量，“切削顺
序”为“层优先”，
图9 生成刀轨后可进
行切削仿真，采用
“3D”动态或“2D动
态”即可，它们的区
别在于前者需设置坯
料而后者无需。如图
11所示，为上部曲面 的“2D”加工仿真结
图 10
果。
（3）翻面的
加工 翻面后，加
工设置和正面类
似。只需另外设置
MCS_MILL，可命名
图 11
为MCS-01，将坐标原点设置在下面的几何中心，
加工内容
粗铣上型，余量0.5mm 精铣上型 翻面校平粗铣腔 精铣表面曲面 精铣圆弧形槽 精铣侧面
数控加工工序卡
零件图号 GZ-01
材料
—
夹具
平口钳
车间
01
刀具与切削参数
刀具规格
类型
材料
主轴转速 进给速度 刀具号 /n·min－1 /mm·min－1
圆角刀D8R1.5 硬质合金 01
2 600
图6
UG“加工”模块提供了刀具库，用户可以从刀具
库中调用刀具，如无所需刀具，用户则可创建刀
具，也可将创建的新刀具导入到刀具库中保存。选
择“创建刀具”，填入刀具参数，即可创建刀具，
如图7所示。
4. UG曲面CAM 在基本设置结束后，则可根据工序卡生成刀轨
了。
（1）型腔铣曲面
粗加工 选择创建操
作，在弹出的菜单“使
需要加工的零件。选择“隐藏”，选择创建的坯料
实体，即设置了零件的坯料。
可以这样理解，UG通过识别坯料和零件的差
集来作为计算刀轨的依据，利用这一原则可以方
便地处理很多坯料尺寸
不一致的问题，如可在
编程时将坯料设置大一
点，尽管在加工个别坯
料时有空刀，但能保证
刀轨能切到所有不同尺
寸的坯料（设置方法见
图6）。 （3）刀具的创建
真），图17为2D仿真结果。
图 16
图 17
UG除了具有2D、3D加工仿真功能以外，还具
有机床加工仿真功能，特别是多轴加工仿真功能，
能方便地进行多轴加工校验，而无需借助其他仿真
图5 工件坐标系及安全平面的设置
（2）WORKPIECE的设置 UG在处理曲面
加工对象时，提供给用户多种对象的设置方法，
如边界、面等。这里推荐使用创建几何体中的
WORKPIECE，其通过用户选择几何体“部件”和
“隐藏”几何体来分别设置加工对象（零件）和加
工坯料。
选择“部件”，全选零件曲面形状，即设置了
1 800
球刀R 2
硬质合金 02
3 200
1 600
圆角刀D8R1.5 硬质合金 01
2 600
1 800
球刀R 2
硬质合金 02
3 200
1 600
球刀R 2
硬质合金 02
3 200
1 600
圆角刀D8R1.5 硬质合金 01
1 200
500
Байду номын сангаас冷加工
75 2013年 第4期

“切削方向”为“逆
铣”（粗加工采用逆铣
走刀方式），“向内”
（由外向内的切削顺
序）。 如图8在“进给
率”中设置主轴转速、
进给速度等参数。
（2）固定轴轮廓
铣精加工曲面 选择固
定轴轮廓铣，选择切削
区域，“驱动方式”为
“区域铣削”，单击
“编辑参数”，“图
样”（即走刀方式）设
为“平行线”，“切削
类型”为双向不提刀。 “切削角”选择为用户
1
2
伸”功能将缺口延
3
伸5mm。然后利
4
用“修剪的片体”
5
功能，用一直线按
6
图2
3. UG加工基本设置 在进入UG“加工”模块前，先创建好零件的 坯料几何体。究其曲面加工功能而言，在使用过程 中发现不同曲面的加工在UG的“加工”模块中其 基本设置项目是具有一致性的，也可理解为加工前 的准备工作。
GZ MVC2000 加工步骤
图8
定义，度数设为90（走刀方向与X 轴的夹角）。为
保证曲面边缘的切削效果，在“切削参数”的“策
略”项钩选“在边上延伸”，如图9所示。生成刀
轨如图10所示。
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冷加工
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Z 轴方向旋转180°即可。将反面形状分为三个部
分：表面曲面、圆弧形槽曲面和侧面。
翻面校平粗铣腔（工序3）：设置方法同工序
1，刀轨如图12所示。
精铣表面曲面（工序4）：设置方法同工序2，
刀轨如图13所示。
图 14 5. UG机床仿真
图 15
UG软件的加工仿真功能分为一般仿真和机
床加工仿真，图16为该零件一般仿真结果（3D仿
“Z C －轴”方向（注意非曲面法向），将延伸后 的曲面修剪至零件边缘（见图4）。
图1 零件三维曲面模型（正、反面）
图3 延伸曲面
图4 修剪曲面
1. 曲面加工前的编辑处理
2. 曲面加工工艺
将曲面模型在UG 中打开，利用软件“分
此处曲面缺口补齐加工
利用UG软件的分析功能，分析零件的外形尺 寸和曲面曲率等参数，选择合适的刀具和加工方
析”功能可分析零件的
法。制定数控加工工序卡（见附表）。
外形尺寸、最小半径等
参数，作为制定加工工
艺的参考。在分析正面
曲面时发现需将图2处
缺口补齐加工，否则在
翻面加工时图2处余量
过大会造成撞刀，
图2处缺口补齐加工 后将在翻面加工时 被切除。
零件名称 机床型号
补齐方法如图
序号
3所示，首先利用
曲面“修剪和延