UG NX 12.0三維建模及自動編程項目教程 課件 任務3.1 平板零件加工編程

03020104平板零件加工編程任務是自動編程的入門任務，介紹UGNX12.0軟件CAM應用模塊的入門基礎知識，讓讀者熟悉應用UGNX12.0進行自動編程的流程，學會CAM環(huán)境的初始化過程，掌握加工環(huán)境的設置，工序?qū)Ш狡鞯氖褂梅椒?。通過任務實施，使讀者對UGNX數(shù)控編程具有初步了解，為后續(xù)章節(jié)的學習打下基礎，建立學習自動編程的興趣。如圖3-1-1所示平板零件，材料為2A12，其外形尺寸為100×100×20(mm)，型腔中部尺寸為80×80×6R15(mm)，要求加工零件的頂平面和矩形腔。圖3-1-1平板零件模型（1）知識目標工序?qū)Ш狡?。加工幾何的?chuàng)建和編輯工具。刀具的創(chuàng)建和編輯工具。操作的創(chuàng)建工具。（2）技能目標熟練使用工序?qū)Ш狡鬟M行操作的仿真、編輯、后置處理、視圖切換等。能使用加工幾何創(chuàng)建和編輯工具合理定義加工幾何。能使用刀具的創(chuàng)建和編輯工具合理選用并定義切削刀具。通過現(xiàn)代機械加工行業(yè)智能化發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，激發(fā)學生技能愛國的歷史使命，學習自動編程的熱情和自信心。當用戶首次進入模型的UGNX12.0加工環(huán)境時，系統(tǒng)會自動彈出“加工環(huán)境”對話框進行初始化，讓用戶選擇加工模板。選擇不同的加工模板，系統(tǒng)提供的加工方法不盡相同。工具按鈕：選擇“應用模塊”選項卡“加工”工具欄“加工”工具按鈕；菜單項：選擇菜單項【應用模塊】→【加工】→【加工】；快捷鍵:“Ctrl+Alt+M”。如果當前文件是第一次進入加工環(huán)境，則此時系統(tǒng)彈出圖3-1-2所示的“加工環(huán)境”對話框。三軸銑削加工編程可以使用默認設置即可。（1）加工環(huán)境進入（2）命令位置圖3-1-2加工環(huán)境對話框選擇不同的CAM會話配置，“要創(chuàng)建的CAM設置”列表中將列出相應可用的CAM設置。一個部件只能存在一種CAM會話配置，在自動編程界面中切換到另一種CAM會話配置時，可以從主菜單選擇【工具】→【工序?qū)Ш狡鳌俊緞h除組裝】刪除當前配置下所生成的所有加工對象，系統(tǒng)重新彈出加工環(huán)境對話框進行重新初始化設置。通常情況下選擇“cam_general”選項。1）會話配置“要創(chuàng)建的CAM組裝”選項用來客戶化操作界面。不同的CAM組裝，允許生成的加工對象如操作類型不盡相同。系統(tǒng)允許從一個CAM組裝切換到另一個CAM組裝，但不會刪除原先所生成的加工對象。2）要創(chuàng)建的CAM組裝當初始化完成后，就進入到了CAM操作主界面，如圖3-1-3所示。加工界面和三維建模界面有很多相同的組成部分，這里只介紹不同的部分工序?qū)Ш狡骱图庸こＳ玫墓ぞ邫?。?）加工界面介紹1）工序?qū)Ш狡鳟斶M入UGNX12.0的加工環(huán)境后，資源條里會出現(xiàn)工序?qū)Ш狡?。工序?qū)Ш狡骺梢栽诔绦蝽樞蛞晥D、機床視圖、幾何視圖和加工方法視圖四個視圖之間切換。在不同的視圖中可以清楚地顯示操作與不同父級之間的樹狀邏輯結(jié)構(gòu)。這些邏輯關系可以體現(xiàn)樹狀結(jié)構(gòu)各節(jié)點之間的參數(shù)繼承關系。圖3-1-3加工環(huán)境2）工具欄CAM環(huán)境的默認工具欄如圖3-1-4所示。常用的有刀片、操作、工序、顯示、動畫、工件、GC工具箱、分析等。圖3-1-4加工常用工具通過“工序?qū)Ш狡鳌蹦軌蚬芾懋斍安考乃胁僮骷捌鋮?shù)，能夠指定在操作間共享的參數(shù)組，也可以對操作或組進行復制、剪切、粘貼和刪除等操作。進入加工環(huán)境后，工序?qū)Ш狡鞒霈F(xiàn)在加工界面的“資源條”里。單擊“資源條”的圖標

，可以打開操作導航器，如圖3-1-5所示。（1）工序?qū)Ш狡鞯囊晥D狀態(tài)工序?qū)Ш狡饔谐绦蝽樞?、加工方法、幾何、機床四種視圖形式，以樹狀結(jié)構(gòu)顯示操作之間的從屬關系。最頂層的節(jié)點稱為“父節(jié)點”，“父節(jié)點”下的節(jié)點稱為“子節(jié)點”，“子節(jié)點”可以繼承“父節(jié)點”的參數(shù)。圖3-1-5工序?qū)Ш狡鳎?）工序?qū)Ш狡鞯挠梅?）顯示操作與加工幾何、機床刀具、加工方法等的關系；2）顯示操作的相關信息；3）創(chuàng)建加工幾何、刀具、加工方法、程序組的途徑；4）進行操作的移動、復制、編輯及其它轉(zhuǎn)換操作；5）使用右鍵菜單進行操作更新、確認等操作；6）進行操作后置處理。圖3-1-6工序?qū)Ш狡鞒绦蚪M是用來管理加工操作的有效工具。所創(chuàng)建的程序組用于確定輸出CLS文件或后處理的操作順序。創(chuàng)建程序組的步驟如圖所示。1）創(chuàng)建程序組命令菜單：【插入】【程序】工具按鈕：刀片工具欄“創(chuàng)建程序”工具按鈕。右鍵菜單項：工序?qū)Ш狡髦羞x中對象后使用右鍵菜單項：插入

程序組。2）創(chuàng)建程序組的步驟創(chuàng)建程序組的步驟如圖3-1-7所示。（1）創(chuàng)建程序組使用“刀片”工具欄中的工具按鈕可以快速創(chuàng)建程序組、刀具、幾何體、加工方法組和操作。圖3-1-7創(chuàng)建程序（2）創(chuàng)建刀具1）創(chuàng)建刀具命令菜單：【插入】

【刀具】工具按鈕：刀片工具欄“創(chuàng)建刀具”工具按鈕。右鍵菜單項：工序?qū)Ш狡髦羞x中對象后使用右鍵菜單項：插入

刀具。2）創(chuàng)建刀具方法在UGNX12.0中刀具的創(chuàng)建方法有兩種形式：用戶自定義刀具和從刀具庫調(diào)用刀具

。3）從刀具庫中調(diào)用刀具圖b）創(chuàng)建刀具圖a）從刀具庫中調(diào)用刀具從刀具庫中調(diào)用刀具過程如圖a）所示。4）自定義刀具自定義刀具過程如圖b）所示。圖3-1-8創(chuàng)建刀具（3）創(chuàng)建幾何體創(chuàng)建幾何體可定義加工工件、加工坐標系和安全平面等，確定加工范圍。1）創(chuàng)建幾何體命令菜單：【插入】

【幾何體】工具按鈕：刀片工具欄“創(chuàng)建幾何體”工具按鈕。右鍵菜單項：工序?qū)Ш狡髦羞x中對象后使用右鍵菜單項：插入

幾何體。2）創(chuàng)建幾何體實例如右圖3-1-9所示，將加工坐標系放在模型頂面中心上方3mm，安全平面為20mm；將如圖模型定義為加工幾何；毛坯幾何使用包容塊，且在Z+方向留3mm余量。圖3-1-9創(chuàng)建幾何體加工方法允許用戶設置部件余量、公差、進給和主軸速度、刀軌顯示等參數(shù)，這些參數(shù)可以向下傳遞給組或加工操作。不同的CAM設置，加工方法組及所包含的參數(shù)有所不同。一般情況下，用戶可以直接利用默認的加工方法組組織操作，如遇特殊加工工藝要求，用戶可以單擊“刀片”工具欄“創(chuàng)建方法”工具按鈕

創(chuàng)建新的加工方法用來組織操作。單擊“創(chuàng)建方法”工具按鈕后，系統(tǒng)彈出創(chuàng)建方法對話框，如圖3-1-10所示。（4）創(chuàng)建加工方法圖3-1-10創(chuàng)建加工方法加工模塊中常用的加工功能既可以借助工具按鈕調(diào)用，也可以使用下拉菜單，及工序?qū)Ш狡髦惺髽擞医】旖莶藛芜M行操作，其中有些功能僅能使用鼠標右鍵菜單進行操縱。在工序?qū)Ш狡髦?，在不同位置單擊鼠標右鍵彈出的快捷菜單不完全相同。如圖3-1-11左圖所示為選中操作對象時的右鍵菜單（選中不同的對象，右鍵菜單會稍微有所不同）。圖3-1-11右圖為沒選中對象時的右鍵菜單。圖3-1-11右鍵菜單數(shù)控加工編程前，需要對被加工零件進行工藝分析，分析的主要內(nèi)容包含：1）零件的材料和極限尺寸。明確了零件的材料可以確定加工采用的刀具材料、切削參數(shù)。而零件的極限尺寸可以初步確定機床的規(guī)格等。2）零件的加工部位。確定零件的加工部位后，加工零件的機床、工藝、夾具、量具就可以得到確定。3）零件加工的最小曲率半徑。分析各加工面的曲率用于確定加工時采用的操作形式、精加工所能使用的最大刀具直徑、走刀模式、進退刀等等參數(shù)。4）裝夾方案。零件加工的工藝流程、加工批量、毛坯形狀及尺寸等因素都會在一定程度上影響裝夾方案。而不同的裝夾方案會在一定程度上影響加工工藝和加工效率。5）最大加工深度。加工深度直接影響加工時刀具伸出的最小長度、切削的加工參數(shù)及工藝方法。（1）零件工藝分析方法經(jīng)過分析，該平板零件材料為2A12，容易加工且結(jié)構(gòu)簡單，主要有以下特點：1）極限尺寸為100×100×20mm。形狀規(guī)則，可以直接用平口鉗裝夾進行加工。2）加工部位為零件頂面和型腔。3）零件的精度較低。4）零件型腔處的最小凹圓角半徑為15mm。5）型腔底面距離零件頂面6mm，即該零件最大加工深度為6mm。（2）平板加工工藝分析零件數(shù)控加工時工藝順序雖然不是唯一的，但都必須以保證零件加工精度要求為基礎，滿足經(jīng)濟和高效為原則，所以一般采用先基準后其它、先粗后精、先上后下、先易后難的原則進行編排工藝。工藝編排需要確定零件各加工部位的加工順序，每一個部位加工需要的工藝流程，及每一步加工的機床、裝夾、刀具、走刀模式、切削參數(shù)、結(jié)果測量等要素。（3）零件加工工藝方案編排的要求精加工頂面。型腔粗加工。（4）平板加工工藝方案編排——參考根據(jù)工藝編排原則和要求，參考工藝編排方案，編制平板零件的加工工藝，并制作工藝表格，提交到老師指定的位置，參考下表。（5）零件加工工藝方案編排——學生序號工序名稱工序內(nèi)容刀具V（rpm）F(mmpm)余量刀長1

2

3

表3-1-1工藝方案-學生1）打開文件planar_1.prt，進行加工初始化。使用“應用模塊”選項卡“加工”工具按鈕激活“加工環(huán)境”對話框，按如圖3-1-12所示進行設置。單擊“確定”按鈕完成加工初始化

。（1）任務實施操作步驟——參考圖3-1-12加工初始化2）進行環(huán)境設置打開“工序?qū)Ш狡鳌薄?chuàng)建程序組。選擇上邊框條上“程序順序視圖”工具按鈕

，將“工序?qū)Ш狡鳌鞭D(zhuǎn)入“程序順序”視圖，如圖a）所示。選擇“刀片”工具欄“創(chuàng)建程序”工具按鈕

，在系統(tǒng)彈出的“創(chuàng)建程序”對話框中輸入名稱“MY_PROGRAM”，完成創(chuàng)建程序組“MY_PROGRAM”結(jié)果如圖b）所示。圖a）創(chuàng)建程序組前程序順序視圖圖b）創(chuàng)建程序組后程序順序視圖（續(xù)上）創(chuàng)建刀具。選擇上邊框條上“機床視圖”工具按鈕

，將“工序?qū)Ш狡鳌鞭D(zhuǎn)入“機床”視圖，如圖a）所示。運用課前知識學習中的方法從系統(tǒng)刀具庫中調(diào)用刀具ugt0201_018（

30mm可轉(zhuǎn)位銑刀）。使用手動定義的方法創(chuàng)建刀具D12（直徑

12mm，4刃，刃長25mm，刀長50mm），結(jié)果如圖b）所示。圖a）創(chuàng)建刀具前機床視圖圖b）創(chuàng)建刀具后機床視圖圖3-1-13工序?qū)Ш狡鳌獧C床視圖（續(xù)上）創(chuàng)建加工方法。選擇上邊框條上“加工方法視圖”工具按鈕，將“工序?qū)Ш狡鳌鞭D(zhuǎn)入“加工方法”視圖，如圖a）所示。運用課前知識學習中的方法創(chuàng)建加工方法“MY_MILL_METHOD”，要求“銑削加工”對話框參數(shù)設置如圖c）所示。刪除其余方法后結(jié)果如圖b）所示。圖a）創(chuàng)建方法前加工方法視圖圖b）創(chuàng)建方法后加工方法視圖圖c）創(chuàng)建方法圖3-1-13創(chuàng)建加工方法（續(xù)上）選擇上邊框條上“幾何視圖”工具按鈕，將“工序?qū)Ш狡鳌鞭D(zhuǎn)入“幾何”視圖。運用課前知識學習中的方法設定工件坐標系（要求坐標原點在零件頂面中心上方3mm，安全平面距離XY基準平面15mm），結(jié)果如圖a）所示。并將存在的幾何體定義為部件幾何體。然后使用“包容塊”的方式定義毛坯，使得ZM+余量為3mm，如圖b）所示。圖a）定義工件坐標系圖b）定義毛坯圖3-1-14創(chuàng)建加工幾何3）使用“帶邊界面銑”創(chuàng)建頂面加工操作。選擇“創(chuàng)建工序”工具按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建工序”對話框，做如圖a）選擇。單擊“確定”按鈕，進入“面銑”對話框，如圖b）所示。圖a）

創(chuàng)建工序?qū)υ捒?/p>

圖b）

面銑對話框圖3-1-15創(chuàng)建頂面加工工序（續(xù)上）定義面邊界。在“面銑”對話框中單擊“指定面邊界”按鈕

，系統(tǒng)彈出“毛坯邊界”對話框，選擇方法使用，在繪圖區(qū)選擇圖a）所示頂面，定義“面邊界”結(jié)果如圖a），單擊“確定”返回“面銑”對話框。將“切削模式”設置為“往復

”。在“面銑”對話框中“切削模式”下拉列表中選擇“

”。生成刀具軌跡。在“面銑”對話框中單擊“操作”選項組下“生成”按鈕

生成刀具軌跡，結(jié)果如圖b）。圖a）

指定邊界

圖b）

生成刀具軌跡圖3-1-16加工初始化（續(xù)上）單擊“操作”選項組下“確認”按鈕

，系統(tǒng)彈出“刀具可視化”對話框，選擇“3D動態(tài)”選項卡，單擊“播放”按鈕

進行加工的仿真，結(jié)果如圖3-1-17所示。單擊“確定”按鈕退出仿真狀態(tài)，單擊“確定”完成“帶邊界面銑”操作的創(chuàng)建。3-1-17仿真結(jié)果4）使用“平面銑”創(chuàng)建腔體加工的操作。選擇“創(chuàng)建工序”工具按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建工序”對話框，操作父項設置如圖a）所示。單擊【確定】按鈕，系統(tǒng)彈出“平面銑”對話框。如圖b）所示。

圖a）

創(chuàng)建工序?qū)υ捒?/p>

圖b）

平面銑對話框圖3-1-18創(chuàng)建腔加工工序圖a）

部件邊界

圖b）

底平面圖c）刀具軌跡圖d）仿真結(jié)果（續(xù)上）定義部件邊界。在“平面銑”對話框中選擇“指定部件邊界”按鈕

，系統(tǒng)彈出“部件邊界”對話框，選擇如圖a）所示腔體底面。“刀具側(cè)”選項列表選擇“內(nèi)側(cè)”，單擊“確定”按鈕返回“平面銑”對話框。指定平面銑底平面。在“平面銑”對話框中選擇“指定底面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“平面”對話框，選擇如圖b）所示腔體底面，單擊“確定”按鈕返回“平面銑”對話框。生成刀具軌跡。單擊“操作”選項組下“生成”按鈕

生成刀具軌跡，結(jié)果如圖c）。腔體銑削操作加工仿真。單擊“操作”選項組下“確認”按鈕

，系統(tǒng)彈出“刀具可視化”對話框，選擇“3D動態(tài)”選項卡，單擊“播放”按鈕

進行加工的仿真，仿真結(jié)果如圖d）。單擊“確定”按鈕退出仿真，單擊“確定”完成“平面銑”操作的創(chuàng)建。圖3-1-19腔加工圖a）

后處理對話框