使用UG的加工模塊在裝夾情況下的刀路軌跡生成

孫科 長江大學工程技術學院 機械工程學院

引言：在實際的數控加工中，加工前對毛坯的定位夾緊是必不可少的一道工序，定位夾緊的可靠性直接影響著加工質量的好壞。因此，在用CAM軟件數控編程時對于裝夾的部位，以及讓刀具合理的避開裝夾部位是在生成刀路軌跡時不得不去考慮的內容。

1.用虎鉗夾持的坯料加工

如圖1-1所示,圖左側為需要加工的簡單零件體，圖右側為用UG中的“包容塊”創建好的毛坯。該零件的輪廓形狀并不復雜，如果用虎鉗進行裝夾，考慮到只需加工上、下表面及側面，需要裝夾兩次，如果按裝夾次數來劃分工序，也就是兩個工序就可完成其零件的加工。

如圖1-2所示，簡單的建立了用墊塊進行定位，用虎鉗夾持坯料的模型圖。加工中先用“可轉位銑刀”對零件的上表面進行開粗處理，其銑削區域是開放的平坦區域，用普通的平面銑

圖1-1 零件及毛坯圖

就可完成相關加工。選擇UG中的“mill-planar”模塊，并選擇“平面銑”，進行表面的粗加工。通過調整相關的“切削參數”及“非切削參數”之后得到的刀路軌跡圖。從圖中可以

圖1－2 生成刀路軌跡圖

看出進刀點在虎鉗臺面的上方，這種進刀方式存在一定的危險性。隨著加工的不斷進行，銑削到一定深度時，刀具離臺面越來越近，如果操機人員“對刀”中有一定的疏忽，很可能造成刀具與虎鉗臺面碰撞，因此該銑削中的下進刀點并不是理想的進刀點。雖然在UG中可以更改非切削參數中的“起點/鉆點”位置來改為進刀點，但是經過反復的更改起刀點的位置，刀具的進刀點總是在虎鉗臺面上表面的位置變化。

圖1-3 添加輔助片面圖

圖1-4 曲面驅動在刀路軌跡圖

理想的進刀點位置應該是虎鉗側面并沿工件中心線的沿長線上下刀。如圖1－3所示，為了使下刀點的位置趨于理想化，可以作一個輔助的片面。輔助面離毛坯表面的高度就是所需銑削的深度。為了使刀具直線下刀時不與工件發生碰撞，可以將輔助面相對于工件橫向端面上延長一個刀具半徑再加上2mm的長度。選擇UG中的“mill_multi-axis”模塊，并把驅動方式改成“曲面”驅動，調整切削參數及非切削移動后，生成如圖1－4所示的刀路軌跡。從圖中可以看出刀具的下刀點在裝夾臺面的側面空白區域，下刀更安全，同時刀路軌跡始終沿著直線方向，使走刀更直觀簡潔

2 用壓板裝夾的坯料加工

在實際的數控加工中，除了用虎鉗對工件進行定位裝夾之外，用壓板對工件進行夾緊也用的很普遍。圖2-1是用壓板裝夾的零件毛坯，紅色部分代表壓板指壓，在其表面進行開粗處理時要考慮到刀具避開壓板指壓。為了銑削時刀具不與指壓碰撞，在指壓附近用線框畫出了安全區域。選擇UG中的“mill-planar”模塊，并選擇“平面銑”采用“跟隨部件”的

圖2-1 使用壓板裝夾圖

圖1-4 壓板裝夾下的刀路軌跡圖

切削模式，把線框畫出的安全區域設定為“檢查區域”，生成的刀軌路徑如圖2－2所，從圖可以看出，刀路軌跡避開了裝夾區域。由于裝夾區域在表面開粗時沒有加工到，因此需要在上道工序加工的基礎上再調整裝夾部位，進行第二次開粗加工。圖2－3為第二次開粗的刀路軌跡，針對上一道工序中左右壓指加工不到的區域補上相應刀路。

圖2-3 第二次開粗的刀路軌跡

3 結論

利用CAM軟件進行數控加工編程，需要編程人員對工件的裝夾部位及毛坯大小有全面的了解，知道每一道工序具體的加工內容，讓進刀點沿著最安全、最簡單部位進刀，使得到的刀路軌跡程序貼近本廠的加工現狀。切不可在不考慮裝夾方式和裝夾部位的情況下進行數控加工程序的編制，這樣輕則會打斷刀具損壞夾具，重則會損壞機床主軸或引來安全事故。