UG NX 12.0三維建模及自動(dòng)編程項(xiàng)目教程 課件 任務(wù)4.1 拉伸凸模加工編程

03020104（1）任務(wù)介紹鈑金模具成型零件是三軸數(shù)控加工的典型任務(wù)，其中拉伸凸模、凹模加工最為常見。本學(xué)習(xí)任務(wù)中的拉伸凸模具有鈑金模具成型零件上的典型結(jié)構(gòu)。通過完成拉伸凸模加工編程任務(wù)，學(xué)習(xí)模具成型零件粗加工、半精加工、精加工的常用方法及工藝流程，掌握使用工件、刀具材料庫使加工參數(shù)設(shè)置自動(dòng)化，提高編程效率和加工精度的方法。養(yǎng)成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的工作習(xí)慣，具有不斷積累工作數(shù)據(jù)，完善工作流程高素質(zhì)技術(shù)技能人才內(nèi)在素養(yǎng)。圖4-1-1拉伸凸模模型（1）知識(shí)目標(biāo)NC加工助理。型腔銑的概念、參數(shù)設(shè)置和用法特點(diǎn)。拐角粗加工概念和參數(shù)。深度輪廓銑概念和參數(shù)。（2）技能目標(biāo)能使用NC加工助理進(jìn)行模型結(jié)構(gòu)分析。能正確使用型腔銑操作進(jìn)行零件粗加工和二次開粗加工。能使用拐角粗加工操作進(jìn)行拐角去殘料加工。基本能使用深度輪廓銑操作進(jìn)行零件精加工。能從刀具庫中調(diào)用刀具。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)控加工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確把握零件圖紙要求，正確分析被加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程知識(shí)，制定加工工藝流程，合理使用UGNX12.0型腔銑、拐角粗加工、深度輪廓銑等操作方法完成拉伸凸模零件成型面加工刀路的生成和驗(yàn)證。養(yǎng)成獨(dú)立思考，善于積累、樂于創(chuàng)新的職業(yè)能力。NC助理可以在加工環(huán)境下對模型的平面或圓角面進(jìn)行層、拐角、圓角、拔模四種形式的簡單分析。工具按鈕：加工環(huán)境下“主頁”選項(xiàng)卡“分析”工具欄“NC助理”工具按鈕，如圖4-1-2。菜單項(xiàng)：【分析】→【NC助理】，如圖4-1-3。NC助理命令激活后，系統(tǒng)彈出“NC助理”對話框，如圖4-1-4所示。（1）NC助理概述（2）命令位置圖4-1-2工具按鈕圖4-1-3菜單項(xiàng)圖4-1-4NC助理對話框使用NC助理分析對如圖4-1-5所示拉伸凸模的平面或圓角面進(jìn)行層、拐角、圓角、拔模等簡單分析（3）NC助理使用實(shí)例層分析拐角分析圓角分析拔模分析圖4-1-5NC助理示例型腔銑操作是UGNX12.0對零件粗加工常用的刀軌生成方法，它根據(jù)被加工區(qū)域的形狀，將切除區(qū)域沿Z軸分成多個(gè)切削層，逐層生成刀具軌跡。雖然型腔銑和平面銑的刀具軌跡都屬于二維半，在切削模式、開始點(diǎn)控制、進(jìn)退刀控制、拐角控制、避讓幾何、修剪邊界、檢查幾何體等選項(xiàng)的含義及用法和平面銑基本相同，但在定義切削區(qū)域，切削層的方法上有一定的區(qū)別。選擇“創(chuàng)建工序”工具按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建工序”對話框，在類型選擇列表中選擇“mill_contour”選項(xiàng)，工序子類型列表出現(xiàn)“型腔銑”按鈕

。（1）型腔銑概述（2）激活方式型腔銑的子類型有型腔銑、插削、拐角粗加工、剩余銑、深度輪廓銑、深度加工拐角六種方式，如圖4-1-6所示。其中，型腔銑、插削是用于開粗加工，其他選項(xiàng)都是用于半精和精加工。各子類型的用法如表4-1-1。（3）型腔銑操作子類型名

稱說

明CAVITY_MILL通用的型腔銑操作，通過移除垂直于固定刀軸切削層材料，對輪廓形狀進(jìn)行粗加工。PLUNGE_ROUGH用于深腔模的插削加工。CORNER_ROUGH通過型腔銑對前道工序刀具處理不到到的拐角遺留材料進(jìn)行粗加工。REST_MILL用型腔銑移除前道工序遺留的材料。ZLEVEL_PROFILE使用垂直于刀軸的切削層對指定壁進(jìn)行輪廓加工，并可切削各層縫隙中遺留的材料。ZLEVEL_CORNER使用輪廓切削模式精加工指定層中前一個(gè)工序刀具無法觸及的拐角圖4-1-6型腔銑表4-1-1型腔銑子類型型腔銑加工所涉及的加工幾何包括部件、毛坯、檢查幾何、修剪幾何和加工區(qū)域，定義方法和項(xiàng)目三中方法一致。（4）型腔銑加工幾何體類型在“創(chuàng)建工序”對話框中選擇“型腔銑”按鈕

，系統(tǒng)彈出“型腔銑”對話框，如圖4-1-7所示。（5）型腔銑切削參數(shù)介紹圖4-1-7型腔銑對話框切削層是平面銑、底壁銑、平面輪廓銑、型腔銑、深度輪廓銑、固定輪廓銑等切削方法中確定沿刀軸方向上加工范圍的重要參數(shù)。切削層將整個(gè)切削范圍沿刀軸方向按照一定方法分割成若干個(gè)層，這些層用大三角形和小三角形進(jìn)行表示，這些三角形稱作切削平面，系統(tǒng)會(huì)在每一個(gè)切削平面上生成一層刀具軌跡，所以有一個(gè)三角形就有一個(gè)切削層。切削層由切削深度范圍和切削深度進(jìn)行定義。如圖所示，每兩個(gè)相鄰大三角形形成一個(gè)切削深度范圍，小三角形表示切削深度，用戶可以在一個(gè)型腔銑定義多個(gè)切削深度范圍，每個(gè)切削深度范圍只能指定一個(gè)切削深度。一般情況下部件表面區(qū)域如果比較平坦，則設(shè)置較小的切削層深度，如果比較陡峭，則設(shè)置較大的切削層深度。單擊在“型腔銑”對話框中單擊“切削層”按鈕

，系統(tǒng)彈出“切削層”對話框，如圖4-1-8所示。1）切削層圖4-1-8切削層對話框切削參數(shù)是生成刀具軌跡中的最關(guān)鍵的參數(shù)，在操作主對話框中單擊“切削參數(shù)”選項(xiàng)后按鈕

，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框，如圖4-1-9、4-1-10所示。通“切削參數(shù)”對話框，可以設(shè)置策略、余量、拐角、連接、空間范圍、更多等多個(gè)選項(xiàng)。2）切削移動(dòng)參數(shù)圖4-1-9切削參數(shù)（1）圖4-1-10切削參數(shù)（2）單擊“非切削移動(dòng)”選項(xiàng)后按鈕

，系統(tǒng)彈出“非切削移動(dòng)”對話框，如圖4-1-11所示。通“非切削移動(dòng)”對話框可以設(shè)置進(jìn)刀、退刀方式，起刀點(diǎn)、預(yù)鉆點(diǎn)、避讓或刀路廣順參數(shù)。通常情況需要設(shè)置進(jìn)退刀形式和轉(zhuǎn)移/快速選項(xiàng)。3）非切削移動(dòng)參數(shù)圖4-1-11非切削移動(dòng)參數(shù)在機(jī)械加工過程中為了提高加工效率，零件粗加工時(shí)通常使用較大直徑的刀具進(jìn)行切削，但這樣會(huì)在零件的凹角處留下較多材料，為切除這些殘余材料就需要進(jìn)行二次加工，這也就是通常所說的拐角粗加工或殘料加工。拐角粗加工是型腔銑的子選項(xiàng)，所以也可以使用型腔銑經(jīng)過適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置達(dá)到拐角粗加工的效果，但直接選擇拐角粗加工子類型會(huì)使設(shè)置過程變得更加簡單。（1）拐角粗加工概述選擇“創(chuàng)建工序”工具按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建工序”對話框，在類型選擇列表中選擇“mill_contour”選項(xiàng)，工序子類型列表出現(xiàn)“拐角粗加工”工具按鈕

。激活命令后，系統(tǒng)彈出“拐角粗加工”對話框，如圖4-1-12所示。（2）拐角粗加工操作激活方法圖4-1-12拐角粗加工對話框在使用型腔銑或者拐角粗加工進(jìn)行殘料加工時(shí)，可以使用切削參數(shù)中的空間范圍選項(xiàng)卡中相關(guān)選項(xiàng)控制生成刀具軌跡的范圍。在型腔銑或拐角粗加工對話框中選擇“切削參數(shù)”選項(xiàng)后的按鈕

，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框，選擇“空間范圍”選項(xiàng)卡就可以設(shè)置相關(guān)選項(xiàng)，如圖4-1-13所示。（3）切削參數(shù)—空間范圍圖4-1-13拐角粗加工切削參數(shù)深度輪廓銑操作是零件上陡峭曲面的高效精加工方法，它是按2D半方式生成刀具軌跡。（1）深度輪廓銑概述選擇“創(chuàng)建工序”工具按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建工序”對話框，在類型選擇列表中選擇“mill_contour”選項(xiàng)，工序子類型列表出現(xiàn)“深度輪廓銑”工具按鈕

。單擊“深度輪廓銑”工具按鈕激活命令后，系統(tǒng)彈出“深度輪廓銑”對話框，如圖4-1-14所示。（2）深度輪廓銑操作激活方法圖4-1-14深度輪廓銑對話框深度輪廓銑除了陡峭空間范圍、合并距離、最小切削深度、公共每刀切削深度之外，還有切削參數(shù)中的“連接”選項(xiàng)卡，連接選項(xiàng)卡的含義如圖4-1-15所示。其余選項(xiàng)含義和用法可參考型腔銑操作。這些特色選項(xiàng)的詳細(xì)用法請參考任務(wù)4.2課前知識(shí)學(xué)習(xí)。（1）深度輪廓銑特色參數(shù)圖4-1-15深度輪廓銑切削參數(shù)鈑金模具成型零件是三軸數(shù)控加工的典型任務(wù)，其中拉伸凸模、凹模加工最為常見。本學(xué)習(xí)任務(wù)中的拉伸凸模具有鈑金模具成型零件上的典型結(jié)構(gòu)。通過完成拉伸凸模加工編程任務(wù)，學(xué)習(xí)模具成型零件粗加工、半精加工、精加工的常用方法及工藝流程，掌握使用工件、刀具材料庫使加工參數(shù)設(shè)置自動(dòng)化，提高編程效率和加工精度的方法。養(yǎng)成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的工作習(xí)慣，具有不斷積累工作數(shù)據(jù)，完善工作流程高素質(zhì)技術(shù)技能人才內(nèi)在素養(yǎng)。如圖4-1-16所示拉伸凸模零件，材料為45鋼，其外形尺寸為130×130×41.5，毛坯為130×130×46.5的方料，要求生成粗加工、半精加工和精加工刀具軌跡。圖4-1-16拉伸凸模（1）知識(shí)目標(biāo)NC加工助理。型腔銑的概念、參數(shù)設(shè)置和用法特點(diǎn)。拐角粗加工概念和參數(shù)。深度輪廓銑概念和參數(shù)。（2）能力目標(biāo)能使用NC加工助理進(jìn)行模型結(jié)構(gòu)分析。能正確使用型腔銑操作進(jìn)行零件粗加工和二次開粗加工。能使用拐角粗加工操作進(jìn)行拐角去殘料加工?；灸苁褂蒙疃容喞姴僮鬟M(jìn)行零件精加工。

培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)控加工工藝知識(shí)及相關(guān)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確把握零件圖紙要求，對零件進(jìn)行工藝分析和工藝方案設(shè)計(jì)，制定工藝流程，合理使用UGNX12.0的CAM常用曲面加工操作方法，按照設(shè)定的工藝流程完成拉伸凸模成型面的粗、半精、精加工數(shù)控編程。養(yǎng)成精益求精的職業(yè)素養(yǎng)，綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的專業(yè)能力。分析零件的極限尺寸：X方向極限尺寸130，Y方向極限尺寸130，Z方向極限尺寸41.5，所有凹圓角半徑均為R3.2。零件中的水平面如圖4-1-17所示，其它面為曲面或傾斜平面。（1）零件圖紙工藝分析圖4-1-17拉伸凸模水平面使用型腔銑進(jìn)行整體粗加工。使用型腔銑進(jìn)行去殘料加工。使用拐角粗加工清理小拐角。深度輪廓銑精加工側(cè)面。使用平面銑精加工底面。對部件的其余部分進(jìn)行精加工。（2）零件加工工藝方案編排——參考使用自己熟悉的方法，進(jìn)行模型分析，驗(yàn)證“（1）零件圖紙工藝分析”中的參考數(shù)據(jù)，根據(jù)“（2）零件加工工藝編排——參考”的工藝提示，完善下表工藝方案的相關(guān)信息。（3）零件加工工藝方案編排——學(xué)生姓

名

班

級(jí)

學(xué)

號(hào)

零

件

名

稱

材

料

夾

具

最

小

凹

圓

角

最大切削深度

機(jī)

床

序

號(hào)工序名稱刀具刀具伸出長度切削速度進(jìn)給率操作名稱1

2

3

4

5

表4-1-2加工工藝方案—學(xué)生1）新建文件在“新建文件”對話框中選擇“加工”標(biāo)簽頁，“關(guān)系”選“引用現(xiàn)有部件”，“單位”選“毫米”，“模板”選“沖壓模（基本功能）”，文件名使用：4-1_0，文件位置選G:\，要引用的部件為“4-1.prt”。（1）任務(wù)實(shí)施操作步驟——參考溫馨提示：新建文件完成后，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建可以容納30個(gè)刀具的刀架、包含部件作為其組件的裝配、加工方法和名為1234的程序組。2）進(jìn)行環(huán)境設(shè)置定義幾何體。要求加工坐標(biāo)系原點(diǎn)的絕對坐標(biāo)為“0,0,43.5”，加工安全平面距離部件最高面15mm，部件幾何體為4-1.prt，毛坯幾何選用包容塊，并在+ZM方向留2mm余量。創(chuàng)建刀具M(jìn)ill20R3，刀具參數(shù)設(shè)置如表4-1-3所示，刀具材料為TMC0_00021。指定通用加工參數(shù)。打開“加工首選項(xiàng)”對話框，選中“操作”標(biāo)簽頁下“在工序中自動(dòng)設(shè)置”選項(xiàng)。溫馨提示：使用“加工首選項(xiàng)”，系統(tǒng)能根據(jù)刀具材料、部件材料和刀具直徑自動(dòng)確定主軸速度、進(jìn)給率和切削深度。命令位置：菜單項(xiàng)【首選項(xiàng)】→【加工】，系統(tǒng)彈出“加工首選項(xiàng)”對話框→“操作”選項(xiàng)卡

刀具類型|子類型位置直徑下半徑夾持器Mill20R3DieMold_Essen|MILLPOCKET_01

20mm3mmHLD001_00006表4-1-3Mill20R3參數(shù)3）使用型腔銑

操作創(chuàng)建部件粗加工工序。激活型腔銑操作后，操作父項(xiàng)按如圖a）所示設(shè)置，切削參數(shù)設(shè)置如表4-1-4所示，其它參數(shù)均采用系統(tǒng)默認(rèn)值，生成的刀具軌跡如圖b）所示，仿真結(jié)果如圖c）所示。序號(hào)參數(shù)名稱參數(shù)值序號(hào)參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法型腔銑4刀軸+ZM2切削模式跟隨部件5步距50%刀具直徑3切削深度3mm

圖a）

操作父項(xiàng)

圖b）

刀具軌跡

圖c）

仿真結(jié)果表4-1-4型腔銑切削參數(shù)圖4-1-18型腔銑4）創(chuàng)建刀具UGT0201_087。從銑床庫中調(diào)用不可轉(zhuǎn)位端銑刀UGT0201_087，放在POCKET_02刀槽內(nèi)。編輯刀具參數(shù)，為刀具添加材料TMCO_00021（高速加工鈦涂層）。5）使用型腔銑

操作創(chuàng)建剩余銑工序。生成的刀具軌跡如圖a）所示，仿真結(jié)果如圖b）所示。操作使用刀具UGT0201_087，其它父項(xiàng)步驟3）相同，名稱輸入restmill，切削參數(shù)的“空間范圍”選項(xiàng)卡中“處理中的工件”選擇“使用基于層的”，其它參數(shù)使用缺省值。在“進(jìn)給率和速度”對話框中選擇“自動(dòng)設(shè)置”選項(xiàng)組下“設(shè)置加工數(shù)據(jù)”后工具按鈕

，使用系統(tǒng)根據(jù)刀具材料自動(dòng)設(shè)置的參數(shù)值。圖a）

rest_mill刀具軌跡

圖b）

rest_mill仿真結(jié)果圖4-1-19剩余銑6）使用拐角粗加工

操作創(chuàng)建一個(gè)清除拐角余量的工序。從刀具庫中調(diào)用可轉(zhuǎn)位球刀UGT0203_059放在POCKET_03中，并賦予材料TMC0_00021。創(chuàng)建拐角粗加工

操作。操作的父項(xiàng)除了刀具外，其余選項(xiàng)和步驟5）一致。在“拐角粗加工”對話框“參考刀具”的選項(xiàng)組“參考刀具”選項(xiàng)在下拉列表中選擇【UGT0201_087】。切削速度和進(jìn)給采用系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算的參數(shù)，其余參數(shù)使用默認(rèn)值。生成刀具軌跡如圖a）所示，仿真加工結(jié)果如圖b）所示。圖a）

rest_mill刀具軌跡

圖b）

rest_mill仿真結(jié)果圖4-1-20拐角粗加工7）使用底壁銑操作

進(jìn)行底面精加工。在刀槽POCKET_04上創(chuàng)建刀具mill15r0，刀具直徑15mm，夾持器選擇HLD001_00006，刀具材料為TMC0_00021。創(chuàng)建底面精加工工序。父項(xiàng)選擇如圖a）?！爸付ǖ那邢鲄^(qū)底面”如圖b），“壁幾何體”如圖c）。切削參數(shù)如表4-1-5所示，其它參數(shù)使用系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算的值。生成的刀路如圖d），仿真結(jié)果如圖e）。圖a）

操作父項(xiàng)圖b）

切削區(qū)底面圖c）壁幾何體

圖d）刀具軌跡圖e）仿真結(jié)果序號(hào)參數(shù)名稱參數(shù)值序號(hào)參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法底壁加工5每刀切削深度02切削模式跟隨周邊6刀路方向向內(nèi)3步距30%刀具直徑7島清根選中4底面毛坯厚度3mm8壁余量1mm表4-1-5底壁銑切削參數(shù)圖4-1-21底壁銑8）使用深度輪廓銑加工

操作創(chuàng)建其它面精加工工序。創(chuàng)建精加工刀具。刀具類型為球刀

，刀具位置是POCK