UG CAM編程中平面銑和型腔銑的選用研究與應(yīng)用

劉婧 石皋蓮 季業(yè)益

基金項(xiàng)目：蘇州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（SZS201815）;江蘇省高等學(xué)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(xì)講解了這兩種操作的選用依據(jù)和適用類型。為廣大數(shù)控編程人員提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：智能制造;UG CAM;平面銑;型腔銑

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

引言：自2015年5月李克強(qiáng)總理簽批《中國制造2025》以來，我國的制造業(yè)蓬勃發(fā)展，工業(yè)化水平不斷提升，信息化與工業(yè)化的深度融合不斷推進(jìn)，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(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)。

UG NX軟件作為數(shù)控專業(yè)的常用軟件其作為智能制造工具有著很大優(yōu)勢。UG軟件的CAM模塊可以在導(dǎo)入的3D模型上直接進(jìn)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(yùn)動(dòng)的情況，最終對編程進(jìn)行優(yōu)化修改。且修改方便靈活與模型相關(guān)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(diǎn)和適用類型。

本文以平面銑和型腔銑加工為例，詳細(xì)介紹了利用UG NX軟件進(jìn)行數(shù)控編程的選用方法和適用類型，具有一定的參考價(jià)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(shè)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(xiàng)或者幾項(xiàng)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(jìn)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(qū)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(shè)置簡單，幾何體若不做任何設(shè)置則軟件默認(rèn)加工整個(gè)零部件，若需要加工某一區(qū)域，則只需要設(shè)置幾何體中的“指定切削區(qū)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(shè)置只需要指定切削區(qū)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(qū)域進(jìn)行精加工。FIXED_CONTOUR是通過指定區(qū)域銑削的非陡峭角度精加工由輪廓曲面形成的非陡峭區(qū)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(jìn)刀痕。若需要加工上一個(gè)刀具未加工到的拐角中剩余的材料時(shí)，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(jù)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(gè)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(shù)量的偏置，來創(chuàng)建切削模式。跟隨周邊的切削模式根據(jù)指定的邊界幾何體創(chuàng)建一系列沿切削區(qū)域輪廓向毛坯邊界偏置的同心刀路進(jìn)行切削。配置文件根據(jù)指定的切削刀路的數(shù)量創(chuàng)建刀路來加工與底面呈一定角度的面。往復(fù)創(chuàng)建一系列切削方向相反、但步進(jìn)方向平行的線性刀路。單向創(chuàng)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(shù)設(shè)置

平面銑和型腔銑加工的編程中刀軌參數(shù)的設(shè)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(shù)，其參數(shù)設(shè)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(shù)用于定義刀具的切削方向?yàn)轫樸娀蛘吣驺?，切削順序?yàn)閮?yōu)先層還是優(yōu)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(dòng)用于指定在進(jìn)刀、退刀時(shí)和切削移動(dòng)之間對刀具進(jìn)行定位的移動(dòng)，包括刀具補(bǔ)償?shù)?。材料?cè)是指邊界上不希望切削的部件或材料所在的那一側(cè)。進(jìn)給和速度可以設(shè)置根據(jù)刀具參數(shù)主軸速度和進(jìn)給率。

以上所有參數(shù)設(shè)置完成之后可以生成刀軌并可以通過確認(rèn)刀軌查看仿真加工過程，最終優(yōu)化刀路生成后處理程序并導(dǎo)出程序代碼到機(jī)床加工，大大縮減了首件的調(diào)試時(shí)間并提高了生產(chǎn)率和良品率。

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