基于UG的多軸數(shù)控加工自動(dòng)編程方法探索

◇荊州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 曹 宇

基于UG軟件，以六方塊多軸數(shù)控加工為例，講解了UG自動(dòng)生成加工程序操作步驟，包括毛坯及模型選擇、刀具的創(chuàng)建及工序的創(chuàng)建，總結(jié)了使用“型腔銑”、“底壁銑”及“深度輪廓銑”加工策略的注意事項(xiàng)，對(duì)多軸數(shù)控加工自動(dòng)編程初學(xué)者的學(xué)習(xí)和提高具有一定指導(dǎo)借鑒意義。

2020年9月7號(hào)至9月18號(hào)，筆者參加了由湖北省教育廳舉辦，由武漢華中數(shù)控股份有限公司承辦的2020年度湖北省職業(yè)院校素質(zhì)提高計(jì)劃雙師型教師專業(yè)技能培訓(xùn)項(xiàng)目數(shù)控技術(shù)。根據(jù)培訓(xùn)內(nèi)容，基于UG軟件，以六方塊多軸數(shù)控加工為例，見圖1，介紹UG自動(dòng)生成加工程序操作步驟，包括毛坯及模型選擇、刀具的創(chuàng)建及工序的創(chuàng)建[1-2]，可為多軸數(shù)控加工初學(xué)者提供一定的理論參考和實(shí)際指導(dǎo)。

圖1 六方塊

1 毛坯及模型選擇

（1）幾何模型選擇。雙擊“WORKPIECE”，在彈出的對(duì)話框中單擊“”圖標(biāo)，接著選中六方體模型，見圖2，單擊確認(rèn)，即可完成幾何模型的選擇。

圖2 幾何模型的選擇

（2）毛坯選擇。以該六方體為例，加工時(shí)的毛坯應(yīng)為圓柱體，毛坯選擇有兩種方式：①利用“包容體”命令得到一個(gè)圓柱體，見圖3，再通過“偏置區(qū)域”命令增加上一步創(chuàng)建的圓柱直徑，這樣是為了確保各處都有一定的加工余量；②可通過建模[3]，直接繪制一個(gè)圓柱體。

圖3 “包容體”創(chuàng)建圓柱

圖4 “偏置區(qū)域”增加圓柱直徑

2 創(chuàng)建刀具

單擊“創(chuàng)建刀具”，選擇立銑刀，填入刀具相關(guān)尺寸及數(shù)值，見圖5、圖6。

圖5 刀具9部分尺寸及數(shù)值

圖6 刀具8部分尺寸及數(shù)值

3 創(chuàng)建工序

為了便于管理，可先設(shè)置文件夾，見圖7，再創(chuàng)建加工策略。

圖7 工序文件夾

3.1 粗加工

（1）帶凸臺(tái)面的加工。粗加工時(shí)，如果加工面帶凸臺(tái)，可采用“型腔銑”策略，要注意指定“刀軸”，見圖8；“切削模式”要選為“跟隨周邊”，“最大距離”可設(shè)為“0.7mm”，即下刀量最多為0.7mm，見圖9；“切削層”中的“范圍定義”選擇下底面，即刀具切削至下底面為止，見圖10；“切削參數(shù)”中的“部件側(cè)面余量”可設(shè)為“0.25mm”，并使底面余量與側(cè)面余量一致，見圖11；主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度分別設(shè)置為8000rpm、3000mmpm，見圖12。

圖8 指定刀軸

圖9 切削模式及最大距離設(shè)置

圖10 切削層設(shè)置

圖11 余量設(shè)置

圖12 進(jìn)給率和速度設(shè)置

（2）不帶凸臺(tái)面的加工。粗加工時(shí)，如果加工面不帶凸臺(tái)，可以使用兩種策略，即“型腔銑”和“底壁銑”。

當(dāng)使用“型腔銑”時(shí)，要注意切削邊界的選擇，因?yàn)檫@樣可以優(yōu)化刀路，少走空刀和抬刀，從而節(jié)省加工時(shí)間。

當(dāng)使用“底壁銑”時(shí)，指定切削區(qū)底面要注意切削區(qū)域的選擇，如果是相互平行的面，可同時(shí)選擇，見圖12，否則需要為非平行面再增加新的“底壁銑”工序。

圖13 切削區(qū)域的選擇

3.2 精加工

（1）帶凸臺(tái)面，且與凸臺(tái)側(cè)壁相接的底面很窄。精加工時(shí)，如果加工面帶凸臺(tái)，且與凸臺(tái)側(cè)壁相接的底面很窄，此時(shí)可用“深度輪廓銑”策略，見圖14；要注意刀具和刀軸的選擇，刀具選用φ8的立銑刀，見圖15；選擇切削區(qū)域時(shí)要將待切削的底面及側(cè)壁都選中，見圖16。因?yàn)槭蔷庸ぃ?“切削參數(shù)”中的“余量”設(shè)為“0mm”，見圖17，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度分別設(shè)置為12000rpm、2000mmpm。

圖14 帶凸臺(tái)且與凸臺(tái)側(cè)壁相接的 底面很窄的加工面

圖15 刀具及刀軸的選擇

圖16 切削區(qū)域的選擇

圖17 切削參數(shù)設(shè)置

（2）其余待精加工面。其余待精加工面可選用“底壁銑”策略，注意“底面毛坯厚度”設(shè)為“0.3mm”，比粗加工余量0.25mm略大即可，因?yàn)檫@樣可優(yōu)化刀路，否則會(huì)增加空刀和抬刀，浪費(fèi)加工時(shí)間，“每刀切削深度”設(shè)為“0.15mm”，見圖18。

圖18 刀軌設(shè)置

3.3 銑孔

因?yàn)榭椎纳疃葹?0mm，直徑為10mm，所以可用φ6立銑刀，進(jìn)行“孔銑”，此時(shí)要注意 “指定特征幾何體”應(yīng)為待加工孔，刀具應(yīng)選用D6銑刀，見圖19。

圖19 刀具及特征幾何體的選擇

4 結(jié)語

（1）“型腔銑”可用于開粗，要注意刀軸的選擇、切削層的應(yīng)用，若要限制切削區(qū)域時(shí)，可通過指定修剪邊界，選擇邊界線來實(shí)現(xiàn)。

（2）“底壁銑”既可用于開粗，也可用于精光。使用時(shí)要注意指定切削區(qū)底面，它直接決定了加工區(qū)域，而且當(dāng)待加工底面互相平行時(shí)，可同時(shí)選擇，否則需要新建“底壁銑”策略。

（3）“深度輪廓銑”可用于側(cè)壁精加工，與側(cè)壁相接的底面也可被銑削。