UG數控銑削加工編程優化設置

張勇　盧繼

摘 要：對典型凸臺和內型腔零件的UG數控銑削加工編程進行了優化設置，得到了合理、高效的加工刀具路徑，并利于提高實際加工中的零件表面加工質量。通過UG加工仿真得到了預期的加工效果。

關鍵詞：UG;數控銑削;優化設置

UG8.0具備強大的數控編程加工功能，其中數控銑削編程加工在實際生產中應用廣泛。UG NX8.0同時還提供了數控加工刀軌跡后處理方法和加工仿真校驗功能[1]，可以幫助生產人員預測加工刀具軌跡和加工效果。

UG數控銑削加工有多種切削方式，每種切削方式都具有不同的加工特點而且生成刀具路徑也各不相同。對UG數控銑削編程進行優化設置，可以實現提高加工效率和加工質量。

1 零件模型

為了能夠對UG數控銑削加工進行系統的分析與研究，本文特建立如圖1所示的零件模型，零件尺寸如圖2所示。零件包含尺寸為200×200×40的方形底座，140×140×26的凸臺，凸臺圓弧倒角半徑R20，內型腔側壁拔模角度15°，底部圓弧倒角R20。

2 數控銑削加工

2.1 凸臺數控加工

凸臺可以用UG平面銑削進行加工，在進行刀軌設置的時候可以發現采用不同的切削模式生成的刀路有較大不同。采用“跟隨部件”的切削模式刀路圖如圖3所示，采用“跟隨周邊”的切削模式刀路如圖4所示。對比圖3與圖5可以發現，“跟隨部件”切削模式在凸臺的四個角位置都產生了切入切出刀路，而“跟隨周邊”切削模式只有一個切入切出刀路，因此采用“跟隨周邊”的切削模式將獲得更高的加工效率。

在切削參數設置的“策略”選項中將“切削方向”設為跟隨邊界，“切削順序”設為深度優先。在“拐角”中將“凸角”設為“繞對象滾動”，將“光順”設為所有刀路，半徑為刀具的100%，在拐角處圓滑過渡可以避免刀具在進入拐角處產生偏離或過切，也可以降低在拐角加工的刀具負荷[1]。在圓弧上調整進給率，最小補償因子0.3，最大補償因子1.0。在拐角處進行減速，減速距離當前刀具直徑的200%，減速百分比30%。

按照上述要求設置，生成刀路如圖4所示。凸臺粗加工的2D仿真效果如圖5所示，達到了預期的加工效果。

2.2 型腔銑削粗加工

內型腔加工刀具路徑圖如圖6所示。創建型腔銑工序，選擇工序子類型為“CAVITY_MILL”。切削模式采用“跟隨周邊”。通過對比可以發現“跟隨周邊”與“跟隨部件”兩種切削模式的刀具路徑差異不大，但是“跟隨周邊”的刀路基本能夠維持單純的順銑或逆銑，具有較高的切削效率，也能使得切削過程穩定，有利于提高加工質量[1]。在切削參數的“拐角”中對拐角處刀軌進行光順處理，為刀具半徑的100%。在圓弧和拐角處分別進行調整進給率和減速的處理，其中在圓弧上調整進給率最大最小補償因子0.3，最大補償因子1.0，在拐角處減速距離當前刀具直徑的150%，減速百分比50%。在切削參數“連接”中將切削順序設為優化，可以提高走刀的效率。

圖6所示為內型腔粗加工的刀具路徑，生成的刀具路徑合理，加工效率高。內型腔粗加工的2D仿真效果如圖7所示，達到了預期的加工效果。

2.3 型腔內壁精加工

型腔內壁精加工采用腔銑工序中的“ZLEVEL PROFILE（深度加工輪廓）”。切削區域選擇型腔內壁。在切削層參數設置中將“切削層”設為“最優化”，系統將根據不同的陡峭程度來設置切削層，使加工后的表面殘余高度相對一致[1]。在切削參數設置中將“連接”的“層到層”設為“直接對部件進刀”，生成的刀路圖如圖8所示，圖9為“層到層”設為“使用轉移方法”產生的刀路圖，可以看出在圖9中產生了比較多的不必要內部退刀?！爸苯訉Σ考M刀”刀具路徑最短，但形成的進刀痕跡明顯[2]。在切削參數中將“拐角”的刀軌進行光順處理，在圓弧處調整進給率，在拐角處進給減速，參數設置與型腔銑削粗加工“拐角”的參數設置相同。

型腔內壁精加工2D仿真效果如圖10所示，達到了預期的加工效果。

3 結論

在UG數控加工編程中，合理選擇切削模式可以對生成的刀具路徑進行優化，有利于提高走刀的效率。在切削參數的“策略”中切削順序合理選擇可以減少不必要的退刀。在切削參數的“拐角”中刀軌形狀進行光順處理，在圓弧處進行進給率控制，在拐角處進行減速處理，有利于降低實際加工中的刀具負荷，防止在拐角處發生過切現象，也有利提高工件表面加工質量。在切削參數的“連接”中合理設置層到層的方式，可以優化層之間的進刀方式，有利于優化進刀路徑和提高工件表面加工質量。

參考文獻：

[1]吳明友，宋長森.UGNX8.0數控編程[M].北京：化學工業出版社，2015.

[2]王衛兵，王金生.UGNX8.0數控編程學習情境教程[M].北京：機械工業出版社，2017.