基于UG面銑之切削模式分析與刀路優化技巧

李倩

摘 要：文章首先介紹了UG面銑常用的幾種切削模式，然后以“跟隨部件”和“跟隨周邊”兩種切削模式為例，介紹了兩種切削模式的特點和不足，最后對兩種切削模式產生的刀路提出了優化措施。

關鍵詞：UG；跟隨部件；跟隨周邊

中圖分類號：TH69 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2945（2018）23-0121-02

Abstract： This paper first introduces several kinds of cutting modes commonly used in UG face milling， then takes "following parts" and "following the periphery" two cutting modes as examples， and introduces the characteristics and shortcomings of the two cutting modes. Finally， the optimization measures for the tool path of the two cutting modes are put forward.

Keywords： UG； follow part； follow perimeter

1 UG的面銑之切削模式簡介

對于UG的2D編程來說，常見的切削模式有7種：跟隨部件、跟隨周邊、擺線、單向、往復、輪廓、單向輪廓。（1）跟隨部件：創建的刀具路徑由零件幾何體的偏置得到的。最外側的邊和所有內部島及型腔用于計算刀軌，該切削方式特別適合加工那些有凸臺和島嶼的零件，可以較好地保證凸臺和島嶼的加工精度；（2）跟隨周邊：沿部件或毛坯幾何體定義的最外側邊緣偏置進行切削，所創建的刀具路徑是沿著輪廓順序的、同心的軌跡，是由切削區域的輪廓偏置得到的，該切削方式用于帶有島嶼和內腔零件的粗加工；（3）單向：始終沿一個方向切削。刀具在每個切削結束處退刀，然后移動到下一切削刀路的起始位置；（4）往復：往復式切削的刀軌在切削區域內沿平行直線來回加工，往復式切削方法順銑、逆銑交替產生，去移除材料的效率較高，該切削方式最適合用于平面的粗加工；（5）單向輪廓：與單向切削類似，但是在下刀時將下刀在前一行的起始點位置，然后沿輪廓切削到當前行的起點進行當前行的切削，切削到端點時，沿輪廓切削到前一行的端點；（6）輪廓：輪廓切削用于創建一條或者指定數量的刀軌來完成零件側壁或輪廓的切削。可以用于敞開區域和封閉區域的加工。輪廓切削加工方式通常用于零件的側壁或者外形輪廓的精加工或者半精加工；（7）擺線：擺線加工通過產生一個小的回轉圓圈，從而避免在切削過程中全刀切入時切削材料量的過大。擺線加工適用于高速加工，可以減少刀具負荷，該切削方式可用于高速切削，加工中刀具的載荷相對均勻，適合加工島嶼間、內部銳角和狹窄的區域。

本案例僅就跟隨部件和跟隨周邊兩種常用切削模式為例，來說明它們所產生的刀路特點及其刀路的優化技巧。

2 典型零件切削模式產生的刀路分析

2.1 四周無壁的平面類零件

對比：四周無壁的平面類零件，在各種切削參數都相同的情況下，兩種切削模式所產生的刀路一樣，不同點是刀路方向，“跟隨部件”的刀路方向是由外向內，而“跟隨周邊”的刀路方向是由內向外，這樣很容易損壞刀具。

2.2 面上有島嶼的零件

對比：對于面上有島嶼的零件，在各種切削參數都相同的情況下，兩種切削模式產生的刀路不同：“跟隨部件”產生的刀路是以島嶼為核心，生成一系列的同心圓弧，而“跟隨周邊”所產生的刀路是由切削區域的輪廓偏置得到的同心的軌跡；“跟隨部件”產生的刀路跳刀很多，“跟隨周邊”只有一刀進刀和以刀退刀。

2.3 面上有開口腔體的零件

對比：對于面上有開口腔體的零件，在各種切削參數都相同的情況下，兩種切削模式產生的刀路不同：“跟隨部件”產生的刀路是以開口腔的壁為核心，生成一系列的同心曲線，而跟隨周邊所產生的刀路是以開口腔的輪廓偏置得到的同心的曲線；“跟隨部件”產生的刀路跳刀很多，“跟隨周邊”只有一刀進刀和以刀退刀。

2.4 面上有孔類的零件

對比：對于面上有孔類的零件，在各種切削參數都相同的情況下，兩種切削模式所產生的刀路一樣，不同點是刀路方向，“跟隨部件”的刀路方向是由外向內，而“跟隨周邊”的刀路方向是由內向外。

從上圖中可以得到以下結論：

（1）“跟隨部件”的刀具路徑是沿著輪廓順序的、同心的軌跡；“跟隨周邊”可以生成一系列向內或向外移動的同心的切削刀路。

（2）對于平面上的型腔和圓柱上的凸臺，“跟隨部件”

和“跟隨周邊”所產生的刀路是一樣的。

（3）“跟隨部件”的切削模式的切削刀路方向是從外向內，而“跟隨周邊”的切削刀路方向是從內到外的。

（4）“跟隨周邊”的切削模式在切削時可能無法切削到一些較窄的區域，從而會將一些多余的材料留給下一層的切削層，鑒于此原因，應在切削參數中打開清壁和島清根。這可以保證刀具能夠切削到每個部件和島壁，從而不會留下多余的材料。

（5）采用“跟隨周邊”的切削模式在加工面上有島嶼的零件時，產生的跳刀比較多。

3 刀路的優化技巧

從上圖中看到：無論哪種切削模式，都不會是十全十美的。為了提高加工率，保證產品質量，延長刀具的壽命，就必須修改刀路，優化刀路。

3.1 “跟隨部件”的優化刀路措施

修改切削參數中的勾選“島清根”和 “壁清理”選項卡，避免加工表面產生殘留，影響表面質量；在加工凸角時為避免產生過切，在拐角選項卡中選擇“延伸”。

3.2 “跟隨周邊”的優化刀路措施

修改切削參數中的“刀路方向”，即把原來的“由內向外”的刀路方向修改為“由外向內”，避免刀具損壞；勾選“島清根”和 “壁清理”選項卡，避免加工表面產生殘留，影響表面質量；在加工凸角時為避免產生過切，在拐角選項卡中選擇“延伸”。

參考文獻：

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