UG編程基本操作及加工工藝

1、第 1 章 UG 編程基本操作及加工工藝介紹本章主要介紹 UG 編程的基本操作及相關(guān)加工工藝知識(shí)， 讀者學(xué)習(xí)完本章后將會(huì)對(duì) UG 編程知識(shí)有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)，懂得如何設(shè)置編程界面及編程的加工參數(shù)。另外，為了使讀 者在學(xué)習(xí) UG 編程前具備一定的加工工藝基礎(chǔ)，本章還介紹了數(shù)控加工工藝的常用知識(shí)。1.1 UG 編程簡(jiǎn)介UG 是當(dāng)前世界最先進(jìn)、面向先進(jìn)制造行業(yè)、緊密集成的 CAID/CAD/CAE/CAM 軟件 系統(tǒng)，提供了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、仿真、數(shù)控程序生成等一整套解決方案。UG CAM 是整個(gè) UG 系統(tǒng)的一部分，它以三維主模型為基礎(chǔ)，具有強(qiáng)大可靠的刀具軌跡生成方法，可以 完成銑削（ 2.5軸 5

2、 軸）、車(chē)削、線切割等的編程。 UG CAM 是模具數(shù)控行業(yè)最具代表性 的數(shù)控編程軟件，其最大的特點(diǎn)就是生成的刀具軌跡合理、切削負(fù)載均勻、 適合高速加工。 另外，在加工過(guò)程中的模型、加工工藝和刀具管理，均與主模型相關(guān)聯(lián)，主模型更改設(shè)計(jì) 后，編程只需重新計(jì)算即可，所以 UG 編程的效率非常高。UG CAM 主要由 5 個(gè)模塊組成，即交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具 軌跡編輯模塊、 三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊和后置處理模塊， 下面對(duì)這 5 個(gè)模塊作簡(jiǎn)單的介紹。（ 1）交互工藝參數(shù)輸入模塊。通過(guò)人機(jī)交互的方式，用對(duì)話框和過(guò)程向?qū)У男问捷斎?刀具、夾具、編程原點(diǎn)、毛坯和零件等工藝參數(shù)。（ 2）刀

3、具軌跡生成模塊。 具有非常豐富的刀具軌跡生成方法， 主要包括銑削 （2.5 軸 5 軸）、車(chē)削、線切割等加工方法。本書(shū)主要講解2.5 軸和 3 軸數(shù)控銑加工。（3）刀具軌跡編輯模塊。刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，并提供延伸、 縮短和修改刀具軌跡的功能。同時(shí)，能夠通過(guò)控制圖形和文本的信息編輯刀軌。（ 4）三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊。是一個(gè)無(wú)須利用機(jī)床、成本低、高效率的測(cè)試NC 加工的方法。 可以檢驗(yàn)刀具與零件和夾具是否發(fā)生碰撞、 是否過(guò)切以及加工余量分布等情況， 以便在編程過(guò)程中及時(shí)解決。（ 5）后處理模塊。包括一個(gè)通用的后置處理器（GPM ），用戶(hù)可以方便地建立用戶(hù)定制的后置處理。通過(guò)使用

4、加工數(shù)據(jù)文件生成器（ MDFG ），一系列交互選項(xiàng)提示用戶(hù)選 擇定義特定機(jī)床和控制器特性的參數(shù)，包括控制器和機(jī)床規(guī)格與類(lèi)型、插補(bǔ)方式、標(biāo)準(zhǔn)循 環(huán)等。1.2 編程加工工藝知識(shí)在進(jìn)行數(shù)控編程前，讀者必須具備一定的加工工藝知識(shí)，例如，數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)、各 種數(shù)控機(jī)床的加工能力和切削原理、切削刀具的規(guī)格和材料、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給 速度、吃刀量）選擇原則、工件材料的切削性能、切削過(guò)程中的冷卻和公差配合等。只有 具備了這些知識(shí)，才能編制出合理、高效的數(shù)控加工程序。1.2.1 數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)達(dá)的標(biāo)志，利用數(shù)控加工技術(shù)可以加工很多 普通機(jī)床不能加工的復(fù)雜曲面零件和模具，

5、 并且加工的穩(wěn)定性和精度都會(huì)得到很大的保證。 總體上說(shuō)，數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。（ 1）加工效率高。 利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面，并且加工過(guò)程是由計(jì) 算機(jī)控制的，所以零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。（ 2）加工精度高。 同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比， 數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝置， 提高了分辨率， 減少了人為和機(jī)械誤差，因此加工的效率得到很大的提高。（ 3）勞動(dòng)強(qiáng)度低。 由于采用了自動(dòng)控制方式， 也就是說(shuō)切削過(guò)程是由數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控 程序的控制下完成，不像傳統(tǒng)加工那樣利用手工操作機(jī)床完成加工。因此，在數(shù)控機(jī)床工 作時(shí)，操作者只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，勞動(dòng)強(qiáng)度低。（ 4）適應(yīng)能力強(qiáng)。 數(shù)控

6、機(jī)床在程序的控制下運(yùn)行， 通過(guò)改變程序即可改變所加工產(chǎn)品， 產(chǎn)品的改型快且成本低，因此加工的柔性非常高，適應(yīng)能力也強(qiáng)。（5）加工環(huán)境好。數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制、弱電控制為一體的高科技產(chǎn) 物，通常都有很好的保護(hù)措施，工人的操作環(huán)境相對(duì)較好。1.2.2 數(shù)控機(jī)床介紹數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工前，首先必須將工件的幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)等加工信息按規(guī)定的代 碼和格式編制成數(shù)控加工程序，并用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒓庸こ绦蜉斎霐?shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸 入的加工程序進(jìn)行處理，輸出各種信號(hào)和指令，控制機(jī)床各部分按規(guī)定有序地動(dòng)作。最基 本的信號(hào)和指令包括各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量，各狀態(tài)控制的 I/O 信 號(hào)等，

7、其工作原理如圖 1-1 所示。圖 1-1 數(shù)控機(jī)床的工作原理圖模具加工中，常用的數(shù)控設(shè)備有數(shù)控銑床、加工中心（具備自動(dòng)換刀功能的數(shù)控銑）、火花機(jī)和線切割機(jī)等，如圖 1-2 所示。數(shù)控銑床加工中心火花機(jī)線切割機(jī)圖 1-2 數(shù)控設(shè)備1數(shù)控銑床組成 數(shù)控銑床由數(shù)控程序、輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置、輔助控 制裝置和機(jī)床本體組成。（1）數(shù)控程序 數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件的工作指令，目前常用的稱(chēng)作“ G 代碼”。數(shù)控程 序是在對(duì)加工零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的規(guī)則編制的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡信息。編 制程序的工作可由人工進(jìn)行。 對(duì)于形狀復(fù)雜的零件的程序， 則需要用 CAD/CAM

8、進(jìn)行編制。（2）輸入輸出裝置 輸入輸出裝置的主要作用是進(jìn)行人機(jī)交互和通信。通過(guò)輸入輸出裝置，操作者可以輸 入指令和信息，也可顯示機(jī)床的信息。通過(guò)輸入輸出裝置，也可以在計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床之 間傳輸數(shù)控代碼、機(jī)床參數(shù)等。零件加工程序輸入過(guò)程有兩種不同的方式，一種是邊讀入邊加工（DNC ）；另一種是一次將零件加工程序全部讀入數(shù)控裝置內(nèi)部的存儲(chǔ)器，加工時(shí)再?gòu)膬?nèi)部存儲(chǔ)器中逐段調(diào)出 進(jìn)行加工。（3）數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心部分。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中讀取或接收輸入裝置送來(lái) 的一段或幾段數(shù)控程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息 和指令，控制機(jī)床各部分的工作。（4）驅(qū)動(dòng)裝置和

9、位置檢測(cè)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置接收來(lái)自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，發(fā)送給伺服電機(jī)，伺服電機(jī) 按照指令信息驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件，按一定的速度移動(dòng)一定的距離。位置檢測(cè)裝置檢測(cè)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位移量，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋至機(jī)床的數(shù)控裝 置，數(shù)控裝置比較反饋回來(lái)的實(shí)際位移量值與設(shè)定值，如果出現(xiàn)誤差，則控制驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn) 行補(bǔ)償。（5）輔助控制裝置 輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置或傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)， 經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算， 實(shí)現(xiàn)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。這些控制主要包括主 軸起停、換刀、冷卻液和潤(rùn)滑裝置的啟動(dòng)停止、工件和機(jī)床部件的松開(kāi)與夾緊等。（6）機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與

10、傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作 臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。2數(shù)控銑床的主要功能和加工范圍（ 1）點(diǎn)定位 點(diǎn)定位提供了機(jī)床鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔和鉸孔等加工能力。在孔加工中，一般會(huì)將典型 的加工方式編制為固定的程序稱(chēng)為固定循環(huán)，方便常用孔加工方法的使用。（2）連續(xù)輪廓控制常見(jiàn)的數(shù)控系統(tǒng)均提供直線和圓弧插補(bǔ)， 高檔的數(shù)控系統(tǒng)還提供螺旋插補(bǔ)和樣條插補(bǔ)， 這樣就可以使刀具沿著連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)，加工出需要的形狀。連續(xù)輪廓控制為機(jī)床提供了輪 廓、箱體和曲面腔體等零件的加工。如圖 1-3 所示的模具型腔是利用 3 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑加工的典型零件。但并非所有的模具都

11、能由數(shù)控銑直接完全加工出來(lái)。如圖 1-4 所示的模具型腔的指示部位，由于刀具的限制 用數(shù)控銑無(wú)法加工，還需要使用電火花機(jī)或者線切割機(jī)加工。圖 1-3 需要電火花的模具 圖 1-4 需要線切割的模具很多數(shù)控編程初學(xué)者認(rèn)為無(wú)須了解火花機(jī)或線切割機(jī)，這種想法是非常錯(cuò)誤的。因?yàn)?只有非常清楚地了解了電火花機(jī)和線切割機(jī)的加工工藝知識(shí)，才能編寫(xiě)出合理刀路，提高 生產(chǎn)效率和減少錯(cuò)誤。（3）刀具補(bǔ)償 利用刀具補(bǔ)償功能，可以簡(jiǎn)化數(shù)控程序編制和提供誤差補(bǔ)償?shù)取?數(shù)控銑床編程要點(diǎn)（1）設(shè)置編程坐標(biāo)系 編程坐標(biāo)系的位置以方便對(duì)刀為原則，毛坯上的任何位置均可。（2）設(shè)置安全高度 安全高度一定要高過(guò)裝夾待加工工件的夾具高

12、度，但也不應(yīng)太高，以免浪費(fèi)時(shí)間。（3）刀具的選擇 在型腔尺寸允許的情況下盡可能選擇直徑較大及長(zhǎng)度較短的刀具；優(yōu)先選擇鑲嵌式刀 具，對(duì)于精度要求高的部位可以考慮使用整體式合金刀具；盡量少用白鋼刀具（因?yàn)榘卒?刀具磨損快，換刀的時(shí)間浪費(fèi)嚴(yán)重，得不償失）；對(duì)于很小的刀具才能加工到的區(qū)域應(yīng)該 考慮使用電火花機(jī)或者線切割機(jī)加工。（4）加工模型的準(zhǔn)備 設(shè)置合適的編程坐標(biāo)系，創(chuàng)建毛坯，修補(bǔ)切削不到的區(qū)域（例如，很小的孔和腔、沒(méi) 有圓角的異型孔等）。1.2.3 數(shù)控刀具介紹以及使用1刀具的介紹 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般包括通用刀 具、通用連接刀柄及少量專(zhuān)用刀柄。刀柄要連

13、接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類(lèi)有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為： 整體式； 鑲嵌 式，鑲嵌式刀具采用焊接或機(jī)夾式連接， 機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種； 特殊型 式，如復(fù)合式刀具、 減震式刀具等。 根據(jù)制造刀具所用的材料可分為： 高速鋼刀具； 硬 質(zhì)合金刀具； 金剛石刀具； 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。為了適 應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到了廣泛 的應(yīng)用，在使用數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%40%，金屬切除量占總數(shù)的 80% 90%。數(shù)控銑刀從形狀上主要分為平底刀（端銑刀）、圓鼻刀和球刀，如圖 1-

14、5 所示，從刀 具使用性能上分為白鋼刀、飛刀和合金刀。在工廠實(shí)際加工中，最常用的刀具有D63R6 ，D50R5 ， D35R5 ， D32R5 ， D30R5 ， D25R5，D20R0.8，D17R0.8，D13R0.8，D12，D10，D8，D6，D4，R5，R3，R2.5，R2，R1.5，R1 和R0.5 等。球刀 圓鼻刀 平底刀圖 1-5 數(shù)控銑刀（1）平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺點(diǎn)是刀尖 容易磨損，影響加工精度。（2）圓鼻刀：主要用于模胚的粗加工、平面精加工和側(cè)面精加工，特別適用于材料 硬度高的模具開(kāi)粗加工。（3）球刀：主要用于非平面的半精加工和精加

15、工。 白鋼刀（即高速鋼刀具）因其通體銀白色而得名，主要用于直壁加工。白鋼刀價(jià)格 便宜，但切削壽命短、吃刀量小、進(jìn)給速度低、加工效率低，在數(shù)控加工中較少使用。 飛刀（即鑲嵌式刀具）主要為機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具，這種刀具剛性好、切削速度高， 在數(shù)控加工中應(yīng)用非常廣泛，用于模胚的開(kāi)粗、平面和曲面粗精加工效果均很好。 合金刀（通常指的是整體式硬質(zhì)合金刀具）精度高、切削速度高，但價(jià)格昂貴，一 般用于精加工。數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有以下不同的要求。（1）剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小。（2）互換性好，便于快速換刀。（3）壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠。（4）刀具的尺寸便于調(diào)整，以減

16、少換刀調(diào)整時(shí)間。（5）刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除。?）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。2刀具的使用 在數(shù)控加工中，刀具的選擇直接關(guān)系到加工精度的高低、加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣和加工 效率的高低。選擇合適的刀具并設(shè)置合理的切削參數(shù)，將使數(shù)控加工以最低的成本和最短 的時(shí)間達(dá)到最佳的加工質(zhì)量。總之，刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用 度和精度高。在滿(mǎn)足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選擇刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與模胚的加工尺寸相適應(yīng)。如果模腔的尺寸是80 80，則應(yīng)該選擇 D25R5 或 D16R0.8 等刀具進(jìn)行開(kāi)粗；如果模腔的尺寸大于100

17、 100，則應(yīng)該選擇 D30R5、 D32R5 或 D35R5 的飛刀進(jìn)行開(kāi)粗；如果模腔的尺寸大于300300，那應(yīng)該選擇直徑大于 D35R5 的飛刀進(jìn)行開(kāi)粗，例如 D50R5 或 D63R6 等。另外，刀具的選擇由機(jī) 床的功率所決定，例如，功率小的數(shù)控銑床或加工中心，則不能使用大于 D50R5 的刀具。在實(shí)際加工中，常選擇立銑刀加工平面零件輪廓的周邊、凸臺(tái)、凹槽等；選擇鑲硬質(zhì) 合金刀片的玉米銑刀加工毛坯的表面、側(cè)面及型腔開(kāi)粗；選擇球頭銑刀、圓鼻刀、錐形銑 刀和盤(pán)形銑刀加工一些立體型面和變斜角輪廓外形。3刀具切削參數(shù)的設(shè)置 合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)效率為主，但也應(yīng)考慮

18、經(jīng)濟(jì) 性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì) 性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。具體要考 慮以下 5 個(gè)因素。（1）切削深度 ap（mm）。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap 就等于加工余量。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工，這是提高 生產(chǎn)效率的一個(gè)有效措施。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。（2）切削寬度 L（ mm）。 L 與刀具直徑 d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控 機(jī)床的加工過(guò)程中，一般 L 的取值范圍為： L= （0.6 0.9）d。（3）切削速度 v（ m/m

19、in ）。提高 v 也是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)措施，但 v 與刀具耐用 度的關(guān)系比較密切。隨著 v 的增大，切削熱升高，刀具耐用度急劇下降，故 v 的選擇主要 取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛 30CrNi2MoVA 時(shí)，v 可采用 8m/min 左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)， v 可選 200m/min 以上。（4）主軸轉(zhuǎn)速 n（ r/min ）。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v 來(lái)選定。計(jì)算公式為：v= nd/1000（d刀具直徑，單位 mm）。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào) （倍率）開(kāi)關(guān)，可在加工過(guò)程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。（

20、5）進(jìn)給速度 f（mm/min ）。f 應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和 工件材料來(lái)選擇。 f 的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，f 可選擇得大些。在加工過(guò)程中， f 也可通過(guò)機(jī)床控制面板上的修調(diào)開(kāi)關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整， 但是最大進(jìn)給速 度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之 一。在數(shù)控程序的編制過(guò)程中， 要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加 工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平

21、。表 1-1 、表 1-2 和表 1-3 分別列出了白鋼刀、飛刀和合金刀的參數(shù)設(shè)置（這些切削參數(shù) 僅供參考，實(shí)際確定切削用量還應(yīng)根據(jù)具體的機(jī)床性能、零件形狀和材料、裝夾狀況等進(jìn) 行調(diào)整）。表 1-1 白鋼刀參數(shù)設(shè)置刀具類(lèi)型最大加工 深度（ mm ）普通長(zhǎng)度（ mm ） 刃長(zhǎng) /刀長(zhǎng)普通加長(zhǎng)（ mm ） 刃長(zhǎng) /加長(zhǎng)主軸轉(zhuǎn)速（ r/m ）進(jìn)給速度（ mm/min ）吃刀量（ mm ）D3212060/125106/1868001500100020000.11D2512060/12590/166800150050010000.11D2012050/11075/1411000/p>

22、0.11D1612040/9565/1231000 150050010000.1 0.8D128030/8053/1101000 100050010000.1 0.8D108023/7545/95800100050010000.2 0.5D85020/6528/82800120050010000.2 0.5D65015/60不存在800120050010000.2 0.4R88032/9235/140800100050010000.2 0.4R68026/8326/120800100050010000.2 0.4R56020/7220/110800150050010000.2 0.4R3301

23、3/5715/901000 150050010000.2 0.4 刀具直徑越大，轉(zhuǎn)速越慢；同一類(lèi)型的刀具，刀桿越長(zhǎng)，吃刀量就要減小，否則容 易彈刀而產(chǎn)生過(guò)切。 白鋼刀轉(zhuǎn)速不可過(guò)快，進(jìn)給速度不可過(guò)大。 白鋼刀容易磨損，開(kāi)粗時(shí)少用白鋼刀。表 1-2 飛刀參數(shù)設(shè)置刀具類(lèi)型最大加工深度（ mm ）普通長(zhǎng)度（mm）普通加長(zhǎng) （ mm ）主軸轉(zhuǎn)速（/m）進(jìn)給速度（ mm/min ）吃刀量（ mm ）D63R63001503207001000250040000.21D50R52801353008001500250035000.11D35R51501101801000 1800220030000.11D30R

24、51501001651500 2200200030000.10.8D25R5130901501500 2500200030000.10.8D20R0.4110851351500 2500200028000.20.5D17R0.8105751201800 2500180025000.20.5D13R0.890601151800 2500180025000.20.4D12R0.490601101800 2500150022000.20.4D16R8100801202000 2500200030000.10.4D12R685601052000 2800180025000.10.4D10R578559

25、52500 3200150025000.10.4 以上的飛刀參數(shù)只能作為參考， 因?yàn)椴煌娘w刀材料其參數(shù)值也不相同， 不同的刀 具廠生產(chǎn)的飛刀其長(zhǎng)度也略有不同。另外，刀具的參數(shù)值也因數(shù)控銑床或加工中心的性能 和加工材料的不同而不同，所以刀具的參數(shù)一定要根據(jù)工廠的實(shí)際情況來(lái)設(shè)定。 飛刀的剛性好，吃刀量大，最適合模胚的開(kāi)粗。另外，飛刀精加工陡峭面的質(zhì)量也 非常好。 飛刀主要是鑲刀粒的，沒(méi)有側(cè)刃，如圖 1-6 所示。圖 1-6 飛刀表 1-3 合金刀參數(shù)設(shè)置刀具類(lèi)型最大加工深度（ mm ）普通長(zhǎng)度 （mm ）刀刃刀長(zhǎng)普通加長(zhǎng) （ mm ）主軸轉(zhuǎn)速（ r/m ）進(jìn)給速度（ mm/min ）吃刀量（mm

26、）D125525/7526/10018002200150025000.10.5D105022/7025/10020002500150025000.10.5D84519/6020/10022003000100022000.10.5D63013/5015/10025003000700 18000.10.4D43011/50不存在28004000700 18000.10.35D2258/50不存在45006000700 15000.10.3D1151/50不存在500010000500 10000.10.2R67522/7522/10018002200180025000.10.5R57518/701

27、8/10020003000150025000.10.5R47514/6014/10022003000120022000.10.35R36012/5012/10025003500700 15000.10.3R2508/50不存在35004500700 12000.10.25R1255/50不存在35005000300 12000.050.25R0.5152.5/50不存在5000 以上300 10000.050.2 合金刀剛性好，不易產(chǎn)生彈刀，用于精加工模具的效果最好。 合金刀和白鋼刀一樣有側(cè)刃，精銑銅公直壁時(shí)往往使用其側(cè)刃。101.2.4 編程的工藝流程編程時(shí)，應(yīng)該遵守編程的工藝流程，否則極容

28、易出現(xiàn)錯(cuò)誤。首先需要分析圖紙、編寫(xiě) 工藝卡等，接著需要編寫(xiě)模具的加工程序，然后將程序輸入到數(shù)控機(jī)床，最后進(jìn)行程序檢 驗(yàn)和切試。（1）分析圖紙 在數(shù)控機(jī)床上加工模具，編程人員拿到的原始資料是零件圖。根據(jù)零件圖，可以對(duì)零 件的形狀、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯種類(lèi)和熱處理狀況等進(jìn)行分析，然后 選擇機(jī)床和刀具、確定定位夾緊裝置、加工方法、加工順序及切削用量的大小。在確定工 藝過(guò)程中，應(yīng)充分考慮所用數(shù)控機(jī)床的性能，充分發(fā)揮其功能，做到加工路線合理、走刀 次數(shù)少和加工工時(shí)短等。此外，還應(yīng)填寫(xiě)相關(guān)的工藝技術(shù)文件，如數(shù)控加工工序卡片、數(shù) 控刀具卡片和走刀路線圖等。（ 2 ）編寫(xiě)程序編程人員應(yīng)根據(jù)工藝

29、分析的結(jié)果和編程軟件的特點(diǎn)， 選擇合理的加工方法及切削參數(shù)， 編寫(xiě)高效的程序。例如，本書(shū)使用 UG 軟件進(jìn)行編程，則需要熟悉 UG 的各種編程方法及 各項(xiàng)參數(shù)的意義。（3）輸入程序 將加工程序輸入數(shù)控機(jī)床的方式有：光電閱讀機(jī)、鍵盤(pán)、磁盤(pán)、磁帶、存儲(chǔ)卡、 RS232 接口及網(wǎng)絡(luò)等。目前常用的方法有：通過(guò)鍵盤(pán)輸入程序；通過(guò)計(jì)算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的通訊接 口將加工程序傳送到數(shù)控機(jī)床的程序存儲(chǔ)器中（現(xiàn)在一些新型數(shù)控機(jī)床已經(jīng)配置大容量存 儲(chǔ)卡存儲(chǔ)加工程序， 作為數(shù)控機(jī)床程序存儲(chǔ)器使用， 因此數(shù)控程序可以事先存入存儲(chǔ)卡中） ； 還可以一邊由計(jì)算機(jī)給機(jī)床傳輸程序，一邊加工（這種方式一般稱(chēng)作 DNC ，程序并不保存

30、 在機(jī)床存儲(chǔ)器中）。（4）檢驗(yàn)程序和進(jìn)行試切 數(shù)控程序必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)和試切才能正式加工。一般可以利用數(shù)控軟件的仿真模塊，首 先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬加工，以判斷是否存在撞刀、少切及多切等情況。也可以在有圖形 模擬功能的數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行圖形模擬加工，檢查刀具軌跡的正確性，對(duì)無(wú)此功能的數(shù)控機(jī) 床可進(jìn)行空運(yùn)行檢驗(yàn)。但這種方法只能檢驗(yàn)出刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確，不能查出刀具及對(duì) 刀誤差。因?yàn)闀?huì)存在由于刀具調(diào)整不當(dāng)或某些計(jì)算誤差引起的加工誤差，所以有必要進(jìn)行 首件試切的這一重要步驟。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差不符合圖紙要求時(shí)， 應(yīng)分析誤差產(chǎn)生的原因， 以便修改加工程序或采取刀具尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?，直到加工出合乎圖紙要求的模具為

31、止。1.3 編程界面及加工環(huán)境簡(jiǎn)介讀者剛學(xué)習(xí)編程時(shí)，需要熟悉編程界面和加工環(huán)境，應(yīng)該知道如何進(jìn)入編程界面和了11解編程中需要設(shè)置哪些參數(shù)等。1.3.1 加工環(huán)境簡(jiǎn)介當(dāng)?shù)谝淮芜M(jìn)入編程界面時(shí)，會(huì)彈出加工環(huán)境對(duì)話框，如圖 1-7 所示。在加工環(huán) 境對(duì)話框中選擇加工方式，然后單擊 按鈕即可正式進(jìn)入編程主界面。平面加工 多軸加工 鏜孔 線切割加工圖 1-7 加工環(huán)境對(duì)話框平面加工：主要加工模具或零件中的平面區(qū)域。輪廓加工：根據(jù)模具或零件的形狀進(jìn)行加工，包括型腔銑加工、等高輪廓銑加工 和固定軸區(qū)域輪廓銑加工等。點(diǎn)位加工：在模具中鉆孔，使用的刀具為鉆頭。線切割加工：在線切割機(jī)上利用銅線放電的原理切割零件或模

32、具。 多軸加工：在多軸機(jī)床上利用工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和刀軸的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多軸加工。1.3.2 編程界面簡(jiǎn)介首先打開(kāi)要進(jìn)行編程的模型， 然后在菜單條中選擇 開(kāi)始/ 加工命令或按 Ctrl+Alt+M 組合鍵即可進(jìn)入編程界面，如圖 1-8 所示。菜單條工具條：包含了文件的管理、編輯、插入和分析等命令。 標(biāo)準(zhǔn)工具條：包含了打開(kāi)所有模塊、新建文件或打開(kāi)文件、保存文件和撤銷(xiāo) 等操作。視圖工具條：包含了產(chǎn)品的顯示效果和視角等命令。 加工創(chuàng)建工具條：包含了創(chuàng)建程序、創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體和創(chuàng)建操作 4 種 命令。加工操作 工具條：包含了生成刀軌、 列出刀軌、 校驗(yàn)刀軌和機(jī)床仿真 4種命令。 程序順序視圖工具條：包含了程序

33、順序視圖、機(jī)床視圖、幾何視圖和加工方法 視圖。分析工具條：包含了所有分析模具的大小、形狀和結(jié)構(gòu)的功能。12菜單條工具條視圖工具條分析工具條標(biāo)準(zhǔn) 工具條 加工創(chuàng)建 工具條圖 1-8 編程界面1.3.3 加工操作導(dǎo)航器介紹在編程主界面左側(cè)單擊 操作導(dǎo)航器 按鈕 ，即可在編程界面中顯示操作導(dǎo)航器， 如 圖 1-9 所示。在操作導(dǎo)航器中的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出右鍵菜單，如圖 1-10 所示，通 過(guò)該菜單可以切換加工視圖或?qū)Τ绦蜻M(jìn)行編輯等。圖 1-9 操作導(dǎo)航器圖 1-10 右鍵菜單131.4 編程前的參數(shù)設(shè)置UG 編程時(shí)， 應(yīng)遵循一定的編程順序和原則。 在工廠里， 編程師傅習(xí)慣首先創(chuàng)建加工所 需要使

34、用的刀具， 接著設(shè)置加工坐標(biāo)和毛坯， 然后設(shè)置加工公差等一些公共參數(shù)。 希望 UG 編程初學(xué)者能像這些編程師傅一樣養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。1.4.1 創(chuàng)建刀具打開(kāi)需要編程的模型并進(jìn)入編程界面后，第一步要做的工作就是分析模型，確定加工 方法和加工刀具。在加工創(chuàng)建工具條中單擊創(chuàng)建刀具按鈕 ，彈出創(chuàng)建刀具 對(duì)話框，如圖 1-11 所示；在名稱(chēng)文本框中輸入刀具的名稱(chēng)，接著單擊 按鈕，彈出 刀具參數(shù) 對(duì)話框；輸入刀具直徑和底圓角半徑，如圖1-12 所示； 最后單擊按鈕。圖 1-11 創(chuàng)建刀具對(duì)話框 圖 1-12 刀具參數(shù)對(duì)話框 刀具的名稱(chēng)一般根據(jù)刀具的直徑和圓角半徑來(lái)定義，例如，直徑為 30 ，圓角半徑14

35、為 5 的飛刀，其名稱(chēng)定義為 D30R5 ；直徑為 12 的平底刀，其名稱(chēng)定義為 D12 ；半徑為 5 的球刀，其名稱(chēng)定義為 R5 。 輸入刀具名稱(chēng)時(shí)，只需要輸入小寫(xiě)字母即可，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將字母轉(zhuǎn)為大寫(xiě)狀態(tài)。 設(shè)置刀具參數(shù)時(shí)， 只需要設(shè)置刀具的直徑和底圓角半徑即可， 其他參數(shù)按默認(rèn)即可。 加工時(shí)，編程人員還需要編寫(xiě)加工工藝說(shuō)明卡，注明刀具的類(lèi)型和實(shí)際長(zhǎng)度。151.4.2 創(chuàng)建幾何體幾何體包括機(jī)床坐標(biāo)、部件和毛坯，其中機(jī)床坐標(biāo)屬于父級(jí)，部件和毛坯屬于子級(jí)。 在加工創(chuàng)建工具條中單擊創(chuàng)建幾何體按鈕 ，彈出創(chuàng)建幾何體對(duì)話框，如 圖 1-13 所示；在創(chuàng)建幾何體對(duì)話框中選擇幾何體和輸入名稱(chēng)，然后單擊 按鈕

36、， 即可創(chuàng)建幾何體。上述創(chuàng)建幾何體的方法很容易使初學(xué)者混淆機(jī)床坐標(biāo)與毛坯的父子關(guān)系，而且容易產(chǎn)生多層父子關(guān)系，所以建議不要采用這種方法創(chuàng)建幾何體。圖 1-13 創(chuàng)建幾何體對(duì)話框面介紹一種最常用的且容易讓編程初學(xué)者掌握的創(chuàng)建幾何體的方法。1創(chuàng)建機(jī)床坐標(biāo)（ 1）首先，在編程界面的左側(cè)單擊操作導(dǎo)航器按鈕，使操作導(dǎo)航器顯示在界面中。（ 2）在操作導(dǎo)航器中的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，然后在彈出的快捷菜單中選擇 幾何視圖命令，如圖 1-14 所示。圖 1-14 切換加工視圖16（ 3）在操作導(dǎo)航器中雙擊圖標(biāo)，如圖 1-15 所示，彈出機(jī)床坐標(biāo)系對(duì)話框；接著設(shè)置安全距離， 如圖 1-16 所示；然后單擊CSYS

37、對(duì)話框 按鈕 ，彈出CSYS 對(duì)話框， 如圖 1-17 所示；然后選擇當(dāng)前坐標(biāo)為機(jī)床坐標(biāo)或重新創(chuàng)建坐標(biāo)；最后單擊 按鈕兩次。圖 1-15 雙擊圖標(biāo)雙擊圖標(biāo)圖 1-16 設(shè)置安全距離圖 1-17 選擇或設(shè)置坐標(biāo)機(jī)床坐標(biāo)一般在工件頂面的中心位置， 所以創(chuàng)建機(jī)床坐標(biāo)時(shí)， 最好先設(shè)置好當(dāng)前坐標(biāo)， 然后在 CSYS 對(duì)話框中設(shè)置“參考”為 WCS 。2指定部件雙擊圖標(biāo)，彈出Mill Geom 對(duì)話框，如圖1-18 所示；在 Mill Geom 對(duì)圖 1-19 部件幾何體對(duì)話框，如圖 1-20 所示；彈出部件幾話框中單擊指定部件按鈕 ，彈出部件幾何體對(duì)話框，如圖 1-19 所示；然后選擇 部件或單擊 按鈕；最后單擊 按鈕。圖 1-18 Mill Geom 對(duì)話框3指定毛坯在 Mill Geom 對(duì)話框中單擊指定毛坯按鈕17何體對(duì)話框， 如圖 1-21 所示；然后選擇部件或單擊按鈕； 最后單擊按鈕兩次。圖 1-20 Mill Geom 對(duì)話框圖 1-21 部件幾何體對(duì)話框1.4.3 設(shè)置余量及公差加工主要分為粗加工、半精加工和精加工 3 個(gè)階段，不同階段其余量及加工公差的設(shè) 置都是不同的，下面介紹設(shè)置余量及公差的方法。（ 1）在操作導(dǎo)航器中單擊鼠標(biāo)右鍵， 然后在彈出的快