UG CAM編程中平面銑和型腔銑的選用研究與應用

劉婧 石皋蓮 季業益

基金項目：蘇州市重點實驗室資助項目（SZS201815）;江蘇省高等學校教改研究課題（2017JSJG326）。

摘要：以UG CAM軟件編程中平面銑和型腔銑加工為例，具體分析了平面銑和型腔銑的相似之處和差異：部件材料的定義方式、走刀方式等;詳細講解了這兩種操作的選用依據和適用類型。為廣大數控編程人員提供了參考依據。

關鍵詞：智能制造;UG CAM;平面銑;型腔銑

中圖分類號：TG659?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）11-0057-01

引言：自2015年5月李克強總理簽批《中國制造2025》以來，我國的制造業蓬勃發展，工業化水平不斷提升，信息化與工業化的深度融合不斷推進，智能制造成為兩化深度融合的主攻方向，智能裝備和智能產品也不斷涌現。

UG NX軟件作為數控專業的常用軟件其作為智能制造工具有著很大優勢。UG軟件的CAM模塊可以在導入的3D模型上直接進行加工工藝分析、編程生成加工程序并在圖形方式下仿真加工觀查刀具沿軌跡運動的情況，最終對編程進行優化修改。且修改方便靈活與模型相關性大，很大程度上提高了零件編程的效率和可靠性。UG CAM有多種切削模式，每種切削方式都具有不同的加工特點和適用類型。

本文以平面銑和型腔銑加工為例，詳細介紹了利用UG NX軟件進行數控編程的選用方法和適用類型，具有一定的參考價值。

1 平面銑（mill-planar）加工

平面銑操作主要用于加工與底面平行或者垂直的平面。在平面銑中，通過指定幾何體設置中的部件幾何體、毛坯幾何體、檢查幾何體和修剪幾何體中的一項或者幾項來定義邊界，刀軸沿邊界掃掠至底平面，識別需要去除的材料體積進行切削。其子類型較多，最常用的兩種子類型為FACE_MILLING和PLANAR_MILL。Face milling是使用邊界面銑削，其幾何體的指定需要指定面邊界，用于切削與底面平行的平面。Planar mill需要指定部件邊界和底面，軟件識別需要去除材料的3D區域，用于切削與底面垂直的直壁。

2 型腔銑（mill-contour）加工

型腔銑操作主要用于切削具有帶錐度的壁以及輪廓底面的部件。常用型腔銑加工模具以提高加工效率和精度。其子類型中常用的為CAVITY_MILL、ZLEVEL_PROFILE、FIXED_CONTOUR和FLOWCUT_SMOOTH。其中CAVITY_MILL常用于粗加工和半精加工，其加工效率高且設置簡單，幾何體若不做任何設置則軟件默認加工整個零部件，若需要加工某一區域，則只需要設置幾何體中的“指定切削區域”。ZLEVEL_PROFILE和FIXED_CONTOUR通常作為曲面精加工的操作配合使用。其幾何體的設置只需要指定切削區域。ZLEVEL_PROFILE通過指定陡峭空間范圍的陡峭角度，對曲面的陡峭區域進行精加工。FIXED_CONTOUR是通過指定區域銑削的非陡峭角度精加工由輪廓曲面形成的非陡峭區域。FLOWCUT_SMOOTH切削效率高，常用于高速加工;移除拐角剩余的材料;移除之前刀具留下的進刀痕。若需要加工上一個刀具未加工到的拐角中剩余的材料時，可使用FLOWCUT_SMOOTH的參考刀具。

3 切削模式選用

平面銑加工和型腔銑加工編程的切削模式種類較多，其選用依據大體相同。下面介紹常用到的幾種切削模式：跟隨部件通過從整個指定的“部件幾何體”中盡可能形成由部件邊界向毛坯邊界的同數量的偏置，來創建切削模式。跟隨周邊的切削模式根據指定的邊界幾何體創建一系列沿切削區域輪廓向毛坯邊界偏置的同心刀路進行切削。配置文件根據指定的切削刀路的數量創建刀路來加工與底面呈一定角度的面。往復創建一系列切削方向相反、但步進方向平行的線性刀路。單向創建一系列平行的、切削方向相同線性刀路，加工效率較低。

4 其他參數設置

平面銑和型腔銑加工的編程中刀軌參數的設置基本相同。其中步距是指相互平行的兩條切削刀路之間的距離，是控制零件表面精度的最直接參數，其參數設置可以直接指定刀具直徑的百分比或者輸入殘余高度。切削層指定用于定義多重深度操作的切削深度的方法。所有方法均在底部面生成切削層。切削參數用于定義刀具的切削方向為順銑或者逆銑，切削順序為優先層還是優先深度方向;加工部件的余量;開放刀路為改變切削方向或者保持切削方向（改變切削方向有利于提高切削效率）等。非切削移動用于指定在進刀、退刀時和切削移動之間對刀具進行定位的移動，包括刀具補償等。材料側是指邊界上不希望切削的部件或材料所在的那一側。進給和速度可以設置根據刀具參數主軸速度和進給率。

以上所有參數設置完成之后可以生成刀軌并可以通過確認刀軌查看仿真加工過程，最終優化刀路生成后處理程序并導出程序代碼到機床加工，大大縮減了首件的調試時間并提高了生產率和良品率。

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