UG NX 12.0三維建模及自動編程項目教程 課件 項目四 曲面加工

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。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加工助理進行模型結(jié)構(gòu)分析。能正確使用型腔銑操作進行零件粗加工和二次開粗加工。能使用拐角粗加工操作進行拐角去殘料加工。基本能使用深度輪廓銑操作進行零件精加工。能從刀具庫中調(diào)用刀具。培養(yǎng)學(xué)生運用數(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，結(jié)合數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程知識，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證。養(yǎng)成獨立思考，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”選項卡“分析”工具欄“NC助理”工具按鈕，如圖4-1-2。菜單項：【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行層、拐角、圓角、拔模等簡單分析（3）NC助理使用實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、開始點控制、進退刀控制、拐角控制、避讓幾何、修剪邊界、檢查幾何體等選項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，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)。切削層將整個切削范圍沿刀軸方向按照一定方法分割成若干個層，這些層用大三角形和小三角形進行表示，這些三角形稱作切削平面，系統(tǒng)會在每一個切削平面上生成一層刀具軌跡，所以有一個三角形就有一個切削層。切削層由切削深度范圍和切削深度進行定義。如圖所示，每兩個相鄰大三角形形成一個切削深度范圍，小三角形表示切削深度，用戶可以在一個型腔銑定義多個切削深度范圍，每個切削深度范圍只能指定一個切削深度。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、更多等多個選項。2）切削移動參數(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”選項后按鈕

，系統(tǒng)彈出“非切削移動”對話框，如圖4-1-11所示。通“非切削移動”對話框可以設(shè)置進刀、退刀方式，起刀點、預(yù)鉆點、避讓或刀路廣順參數(shù)。通常情況需要設(shè)置進退刀形式和轉(zhuǎn)移/快速選項。3）非切削移動參數(shù)圖4-1-11非切削移動參數(shù)在機械加工過程中為了提高加工效率，零件粗加工時通常使用較大直徑的刀具進行切削，但這樣會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，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，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行殘料加工時，可以使用切削參數(shù)中的空間范圍選項卡中相關(guān)選項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”選項卡就可以設(shè)置相關(guān)選項，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，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”選項卡，連接選項卡的含義如圖4-1-15所示。其余選項含義和用法可參考型腔銑操作。這些特色選項的詳細(xì)用法請參考任務(wù)4.2課前知識學(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。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加工助理進行模型結(jié)構(gòu)分析。能正確使用型腔銑操作進行零件粗加工和二次開粗加工。能使用拐角粗加工操作進行拐角去殘料加工?；灸苁褂蒙疃容喞姴僮鬟M行零件精加工。

培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)控加工工藝知識及相關(guān)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確把握零件圖紙要求，對零件進行工藝分析和工藝方案設(shè)計，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)，綜合運用專業(yè)知識解決實際問題的專業(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行整體粗加工。使用型腔銑進行去殘料加工。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，進行模型分析，驗證“（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

學(xué)

號

零

件

名

稱

材

料

夾

具

最

小

凹

圓

角

最大切削深度

機

床

序

號工序名稱刀具刀具伸出長度切削速度進給率操作名稱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)實施操作步驟——參考溫馨提示：新建文件完成后，系統(tǒng)自動創(chuàng)建可以容納30個刀具的刀架、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）進行環(huán)境設(shè)置定義幾何體。要求加工坐標(biāo)系原點的絕對坐標(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Mill20R3，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”對話框，選中“操作”標(biāo)簽頁下“在工序中自動設(shè)置”選項。溫馨提示：使用“加工首選項”，系統(tǒng)能根據(jù)刀具材料、部件材料和刀具直徑自動確定主軸速度、進給率和切削深度。命令位置：菜單項【首選項】→【加工】，系統(tǒng)彈出“加工首選項”對話框→“操作”選項卡

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。序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(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

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，其它父項步驟3）相同，名稱輸入restmill，切削參數(shù)的“空間范圍”選項卡中“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“進給率和速度”對話框中選擇“自動設(shè)置”選項組下“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。操作的父項除了刀具外，其余選項和步驟5）一致。在“拐角粗加工”對話框“參考刀具”的選項組“參考刀具”選項在下拉列表中選擇【UGT0201_087】。切削速度和進給采用系統(tǒng)自動計算的參數(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。父項選擇如圖a）。“指定的切削區(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)自動計算的值。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)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(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POCKET_05，刀具名稱BALL_MILLR，球直徑6mm，長度30mm，刀刃長度20mm，夾持器選擇HLD001_00005，（OS）偏置為5.0mm，刀具材料TMC0_00021。用深度輪廓加工

操作創(chuàng)建精加工工序，父項設(shè)置如圖a），切削區(qū)域如圖b），切削速度和進給使用系統(tǒng)計算值，生成刀具軌跡如圖c）。更改如表4-1-6所示加工參數(shù)，其它參數(shù)不變。重新生成刀具軌跡如圖d）所示，加工仿真結(jié)果如圖e）所示。

圖a）

操作父項圖b）

切削區(qū)區(qū)域圖c）刀具軌跡

圖d）參數(shù)修改后刀具軌跡圖e）仿真結(jié)果

序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1層到層沿部件斜進刀4區(qū)域之間|轉(zhuǎn)移類型前一平面2在層之間切削選中5區(qū)域內(nèi)|轉(zhuǎn)移類型前一平面3連接|步距使用切削深度

9）保存文件。表4-1-6深度輪廓銑參數(shù)圖4-1-22深度輪廓銑要求：1）參考實施步驟第1）步型腔銑操作生成的刀路空切和退刀較多，切削的效率比較低，考慮如何優(yōu)化刀路減少退刀和空走刀，請使用優(yōu)化后的切削參數(shù)生成刀路，并進行仿真；2）參考實施步驟第2）步剩余銑用缺省方式生成的刀路為保證和前一步刀路有效銜接，避免欠切，請嘗試進行相關(guān)參數(shù)嘗試，生成刀路，并進行仿真；3）將以上自己得到的結(jié)果整理成電子文檔。（2）任務(wù)實施操作步驟——學(xué)生要求：編寫如圖所示零件的加工工藝，并進行加工刀軌設(shè)計，加工的要求可以根據(jù)實際情況進行設(shè)定。圖4-1-23拓展訓(xùn)練03020104防護蓋零件是一個典型的多面加工的零件，而且多面的結(jié)構(gòu)互相關(guān)聯(lián)，選擇不同的加工順序，不僅影響加工的效率，而且會導(dǎo)致對模型進行不同的處理方案。通過防護蓋加工編程任務(wù)學(xué)習(xí)，掌握多面加工零件在編程過程的處理原則和方法，學(xué)習(xí)深度輪廓銑操作參數(shù)的含義及用法。養(yǎng)成在編程過程合理分析任務(wù)特點，靈活處理復(fù)雜問題，與企業(yè)生產(chǎn)流程、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)相一致，達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。如圖4-2-1所示防護蓋零件，材料為6061，其外形尺寸為99.58mm×51.65mm×43.25mm，毛坯為100mm×52mm×44mm的方料，要求進行零件粗加工、半精加工和精加工編程。

圖4-2-1防護蓋模型（1）知識目標(biāo)模型處理的基本方法和原則。深度輪廓銑的概念和操作參數(shù)。（2）技能目標(biāo)會合理進行模型加工前的分析和處理。掌握使用型腔銑進行二次開粗的方法。掌握使用深度輪廓進行半精加工和精加工的方法。培養(yǎng)學(xué)生運用數(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，結(jié)合數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程知識，制定多面加工工藝流程，合理使用UGNX12.0造型工具，根據(jù)加工需要對模型進行合理處理，能使用型腔銑、拐角粗加工、深度輪廓銑等操作方法完成防護蓋零件加工刀路的生成和驗證。養(yǎng)成精益求精，勇于創(chuàng)新的工匠精神。深度輪廓銑是一種特殊的型腔銑操作，屬于固定軸銑范疇。它使用多個切削層來加工零件表面輪廓。在深度輪廓銑操作中，除了可指定部件幾何體外，還可以指定切削區(qū)域限制切削范圍；如果沒有指定切削區(qū)域幾何體，則系統(tǒng)對整個部件進行切削。在創(chuàng)建深度輪廓銑刀具路徑時，系統(tǒng)會自動追蹤部件幾何體和檢查幾何體的陡峭區(qū)域，識別要加工的切削區(qū)域，并在所有切削層上生成不過切的刀具路徑。深度輪廓銑操作一般用于陡峭區(qū)域精加工，半精加工。它的一個關(guān)鍵特征就是可以指定陡峭角度，通過陡峭角度把整個部件幾何分成陡峭區(qū)域和平坦區(qū)域，可以只加工零件上的陡峭區(qū)域，平坦區(qū)域則一般使用固定軸區(qū)域輪廓銑進行加工。（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，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4-2-2所示。（2）深度輪廓銑操作激活方法

圖4-2-2深度輪廓銑對話框選擇陡峭角就是刀具軸和接觸點的法線方向之間的夾角，如圖a）所示，陡峭區(qū)域是指部件的陡峭角大于指定“陡峭角”的區(qū)域。將“陡峭角”切換為“開”時，只在陡峭角大于或等于指定“陡峭角”的部件區(qū)域進行切削，如圖b）所示。將“陡峭角”切換為“關(guān)”時，系統(tǒng)會對部件所有切削區(qū)域進行加工。如圖c）所示。設(shè)置陡峭角需要在“深度輪廓銑”對話框“刀軌設(shè)置”選項組下，將“陡峭空間范圍”選項設(shè)為“僅陡峭”。此時，系統(tǒng)會在“深度輪廓銑”對話框中顯示“角度”選項，進行陡峭角的設(shè)置。（3）深度輪廓銑參數(shù)——陡峭角a)70°陡峭角

b）陡峭角“開”

c）陡峭角“關(guān)”

圖4-2-3陡峭角層到層選項在“切削參數(shù)”對話框“連接”選項卡下，可以控制深度輪廓銑在所有切削層無須抬刀至安全平面，使切削過程更加高效。層到層選項有“使用轉(zhuǎn)換方法”、“直接對部件”、“沿部件斜進刀”和“沿部件交叉斜進刀”四個選項。1）使用轉(zhuǎn)換方法。刀具在切削層之間轉(zhuǎn)移使用在“進刀/退刀”選項卡中所指定的方式。2）直接對部件。刀具在切削完一個切削層后，直接在零件表面直線運動切削到下一層，消除了不必要的內(nèi)部退刀。大大減少刀具非切削運動的時間，可以有效提高加工效率。3）沿部件斜進刀。刀具在切削完一個切削層后，在零件表面上以斜線切削到下一層，這種方式，刀具具有更穩(wěn)定的切削深度和殘料高度。4）沿部件交叉進刀。和“沿部件斜進刀”相似，它們的區(qū)別如圖所示。（4）深度輪廓銑參數(shù)——層到層a)使用轉(zhuǎn)換方法b）直接對部件

c）沿部件斜進刀d）沿部件交叉進刀

圖4-2-4層到層如果在深度輪廓銑的相鄰兩層刀具軌跡間存在較大平坦區(qū)域時，控制是否在該區(qū)域插入刀具軌跡時使用“在層之間切削”選項。如果不選中該選項，系統(tǒng)在部件系統(tǒng)會在部件的陡峭區(qū)域使用深度輪廓銑生成刀具軌跡，在非陡峭區(qū)域不生成刀具軌跡，如圖a）所示；如果選中該選項，系統(tǒng)在部件的陡峭區(qū)域使用深度輪廓銑生成刀具軌跡，在非陡峭區(qū)域使用區(qū)域輪廓銑生成刀具軌跡，如圖b）所示。該選項位于“切削參數(shù)”對話框“連接”選項卡。（5）深度輪廓銑參數(shù)——在層之間切削a)未選中“在層之間切削”選項b）選中“在層之間切削”選項

圖4-2-5在層之間切削如果選中“在層之間切削”選項，對話框會多出“步距”選項，控制在平坦區(qū)域相鄰刀具軌跡之間的距離，控制方法有“使用切削深度”、“恒定”、“殘余高度”、“刀具直徑百分比”四個選項，具體含義如圖所示。（6）深度輪廓銑參數(shù)——在層之間切削a)“使用切削深度”

b)“恒定”

c)“殘料高度”

d）“刀具直徑百分比”

圖4-2-6在層之間切削—步距“切削層”對話框“范圍類型”選擇“單個”，對話框中出現(xiàn)“臨界深度頂面切削”選項。臨界深度頂面切削影響深度輪廓銑的間隙區(qū)域，如圖4-2-7所示，為臨界深度頂面切削將單個間隙區(qū)域分成了兩個區(qū)域。（6）深度輪廓銑參數(shù)——臨界深度頂面切削

圖4-2-7臨界深度頂面切削在自動編程中，技術(shù)人員一般拿到的模型是最終加工完成后的數(shù)字模型，如果直接在該模型的基礎(chǔ)上進行編程，那么使用生成的刀具軌跡加工，所得到的中間結(jié)果會和實際企業(yè)加工的結(jié)果有較大出入。因此，為了得到滿意的刀具軌跡和加工結(jié)果，編程人員必須對模型進行適當(dāng)?shù)奶幚?。模型處理必須滿足加工的精度要求；模型處理必須使得創(chuàng)建的刀具軌跡滿足加工工藝的需要；模型處理的結(jié)果必須能夠生成光順、高效的刀具軌跡；使用處理過的模型生成的刀具軌跡加工零件，最終的結(jié)果必須和零件最初模型結(jié)構(gòu)完全一致。（1）模型處理的原則原則上講，如果可以滿足模型處理要求，可以使用UGNX軟件中的任何一種方法和工具，但一般情況下在原始模型基礎(chǔ)上使用各種工具填補上操作需要規(guī)避的區(qū)域或者專門建立和規(guī)避區(qū)域形狀相同的實體和片體。1）填補規(guī)避區(qū)域法如圖a）所示的區(qū)域1在零件上部各面加工完成后加工沉孔時產(chǎn)生的，所以在生成上部加工刀路時，需要進行模型處理。合理的模型如圖b）右圖所示。（2）模型處理的方法a）需填補的沉孔b）填補后的模型

圖4-2-8填補孔2）另建模型法如圖a）所示區(qū)域，如果首先加工的是零件的上端各面，則此時區(qū)域內(nèi)的面是不存在的，所以生成刀路之前需要進行模型處理。可以使用另外生成實體模型的方法進行填補，結(jié)果如圖b）所示，（2）模型處理的方法a）需填補的孔b）填補后的模型

圖4-2-9創(chuàng)建填補模型自動編程使用的模型處理過程千變?nèi)f化，但基本流程是一致的，基本上都是根據(jù)加工工藝的需要進行處理，一般按照以下的步驟進行。1）設(shè)計工藝流程，確定需要處理的面零件加工的工藝流程不同，要求處理的結(jié)果可能不盡相同，所以處理模型時要考慮零件可能使用的加工方法，加工設(shè)備等。如果零件需要使用多個設(shè)備進行加工編程時，一般一個設(shè)備使用一個部件幾何。而為其中某一個設(shè)備編程時，則以編程方便，加工高效，便于保證加工精度，又能方便后續(xù)設(shè)備編程為原則，確定需要處理的面。如圖4-2-10所示塑料模嵌件，冷水道孔、頂桿孔需要在專門的鉆床上加工，所以銑削加工時可以把這些孔刪掉，加快刀路的計算速度。四個側(cè)面為了保證加工時不出現(xiàn)欠切現(xiàn)象，把四個面向外偏移1mm，還有銑床加工不到需要電火花加工，線切割加工的部位需要進行一定的處理和簡化。（2）模型處理的流程圖4-2-10刪除面后的模型2）對原模型進行備份處理模型時，一定要保證加工的結(jié)果符合產(chǎn)品要求，而產(chǎn)品的原始模型就是結(jié)果的衡量依據(jù)，所以處理模型時，必須在模型的備份上進行，而原始模型不能變動。3）構(gòu)想處理完成后要達(dá)到的目標(biāo)同一個模型，不同的編程技術(shù)人員進行編程，處理的方法和結(jié)果各不相同，但只要能保證加工的結(jié)果符合要求，并且加工高效，處理方便即可。所以在處理前一定要有一個預(yù)設(shè)的結(jié)果，才能更快的確定處理方法。4）使用熟悉的工具處理模型加工模型的處理方法多樣，但由于編程時獲得的模型是非參數(shù)話的，所以使用同步建模工具最為常見。分析零件的極限尺寸：X方向極限尺寸99.58mm，Y方向極限尺寸51.65mm，Z方向極限尺寸43.25mm，所有凹圓角半徑為R5mm。根據(jù)零件的形狀特點，需要進行三個方向加工，三次裝夾。為加工裝夾、編程方便等方面考慮，按如圖所示順序進行加工。零件中的曲面均可以采用三軸數(shù)控銑床進行加工，這些曲面基本為陡峭面，可采用深度輪廓銑進行這些面的半精加工及精加工。孔放在最后加工。（1）零件圖紙工藝分析圖4-2-11防護蓋工藝分析1）第一面加工使用平面銑進行圓柱形腔粗加工。使用平面輪廓銑進行圓柱腔側(cè)面精加工，加工結(jié)果如圖a）所示。2）第二面加工使用型腔銑進行外側(cè)面粗加工。使用型腔銑進行內(nèi)腔粗加工。使用型腔銑進行內(nèi)腔半精加工。使用平面輪廓銑進行外側(cè)面精加工。使用底壁銑進行內(nèi)腔底面精加工。使用深度輪廓銑進行內(nèi)腔側(cè)面精加工，加工結(jié)果如圖b）所示。（2）零件加工工藝方案編排——參考圖a）

第一面加工圖b）

第二面加工圖4-2-12第一面和第二面加工結(jié)果3）第三面加工使用型腔銑進行右側(cè)面粗加工。使用型腔銑進行左側(cè)面粗加工。使用平面銑進行平面精加工。使用深度輪廓銑進行右側(cè)面精加工。使用深度輪廓銑進行左側(cè)面精加工。如圖a）所示。4）孔加工使用中心鉆操作打中心孔。使用鉆孔操作進行通孔加工。使用擴孔操作進行臺階孔加工，加工結(jié)果如圖b）所示。（2）零件加工工藝方案編排——參考圖a）

第三面加工圖b）

孔加工圖4-2-13第三面和孔加工結(jié)果通過熟悉防護蓋的任務(wù)描述，工藝分析，參考工藝過程，結(jié)合專業(yè)知識，完善防護蓋工藝方案，填寫工藝方案表，工藝方案表如表4-2-1所示。（3）零件加工工藝方案編排——學(xué)生姓

名

班

級

學(xué)

號

零

件

名

稱

材

料

夾

具

最

小

凹

圓

角

最大切削深度

機

床

序

號工序名稱刀具刀具伸出長度切削速度進給率操作名稱1

2

3

4

5

表4-2-1加工工藝方案—學(xué)生1）打開文件4-2.prt，并對模型進行分析和處理。使用上邊框條中“復(fù)制至圖層”工具按鈕

將被加工模型復(fù)制到圖層10。使用快捷鍵Ctrl+L打開圖層設(shè)置對話框，將工作圖層設(shè)為圖層10，并關(guān)閉圖層1。使用同步建?！皠h除面”工具按鈕

將模型中的孔填補上，結(jié)果如圖a）所示。使用拉伸、面修剪、邊圓角等工具創(chuàng)建右側(cè)圓柱腔填補體，結(jié)果如圖b）所示。使用包容體和同步建模工具創(chuàng)建毛坯幾何體，毛坯幾何體參考尺寸為100×52×44。（1）任務(wù)實施操作步驟——參考圖a）

填補孔圖b）

填補體圖c）

毛坯圖4-2-14模型處理2）進行環(huán)境設(shè)置使用默認(rèn)設(shè)置轉(zhuǎn)入加工應(yīng)用模塊。調(diào)整Workpiece與MCS_MILL的關(guān)系。將工序?qū)Ш狡鬓D(zhuǎn)入幾何視圖，并調(diào)整Workpiece與MCS_MILL的父子關(guān)系，最終使得Workpiece為父特征，MCS_MILL為子特征。將MC_MILLS改名為MCS1。定義Workpiece。雙擊Workpiece，系統(tǒng)彈出工件對話框，指定長方體為毛坯幾何，零件模型為部件幾何。（續(xù)上）定義MCS1。將MCS1坐標(biāo)系原點定義到毛坯頂面中心，安全平面距離毛坯頂面20mm，結(jié)果如圖a）所示。定義MCS2和MCS3。將MCS1在Workpiece下復(fù)制兩個，分別重命名為MCS2、MCS3。將MCS2原點定義到毛坯后面中心，結(jié)果如圖b）所示。MCS3原點定義到毛坯底面中心，安全平面分別距離后面和底面20mm，結(jié)果如圖c）所示。圖a）MCS1方位

圖b）MCS2方位

圖c）MCS3方位圖4-2-15模型處理（續(xù)上）在MCS1下創(chuàng)建WORKPIECE1，將實體“體（1）”和圓柱腔修補體指定為部件幾何，不指定毛坯幾何。在MCS1下創(chuàng)建WORKPIECE2，將產(chǎn)品原始模型“體（0）”指定為部件幾何，不指定毛坯幾何，結(jié)果如圖4-2-16所示。圖4-2-16工序?qū)Ш狡?幾何視圖3）創(chuàng)建刀具。將工序?qū)Ш狡鬓D(zhuǎn)入機床視圖，創(chuàng)建刀具參數(shù)如表4-2-2所示。結(jié)果如圖4-2-17所示。圖4-2-17工序?qū)Ш狡?機床視圖序號名稱刀具類型|子類型直徑下半徑刃長長度1D16MILL16R0401052D10MILL10R030753D10R5MILL10R530754D8R4MILL8R420505Z10.8鉆頭10.8

70100表4-2-2刀具參數(shù)4）創(chuàng)建程序組。將工序?qū)Ш狡鬓D(zhuǎn)入程序順序視圖，創(chuàng)建程序組OP01、OP02、OP03。結(jié)果如圖4-2-18所示。圖4-2-18工序?qū)Ш狡?程序順序視圖5）使用刀具D16創(chuàng)建平面銑操作進行圓柱腔粗加工。使用“幾何體”工具欄中“圓弧/圓”工具按鈕

繪制如圖a）所示圓。創(chuàng)建平面銑操作進行圓柱腔粗加工，平面銑父項如圖b）所示，操作名稱為“圓柱腔粗加工”，平面銑參數(shù)按照表4-2-3所示設(shè)置，邊界定義如圖c）所示，生成刀具軌跡如圖d）所示，仿真結(jié)果如圖e）所示。圖a）

邊界圓圖b）操作父項

圖c）邊界定義d）刀具軌跡

圖e）

仿真結(jié)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法平面銑7部件余量0.32切削模式跟隨周邊8底面余量0.123步距72%刀具直徑9封閉區(qū)域進刀螺旋（90%、5°、3、前一層、0、10%）4切深110區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)移方式進刀/退刀5刀路方向向外11轉(zhuǎn)速2000rpm6島清理選中、無12進給1000mmpm表4-2-3平面銑切削參數(shù)圖4-2-19創(chuàng)建平面銑6）使用刀具D16創(chuàng)建平面銑操作進行圓柱腔精加工。復(fù)制步驟5）圓柱腔粗加工，名稱改為圓柱腔精加工，方法父項改為MILL_FINISH，切削參數(shù)修改如表4-2-4所示，生成的刀具軌跡如圖a）所示，仿真加工結(jié)果如圖b）所示。圖a）

平面銑刀具軌跡

圖b）

平面銑l仿真結(jié)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法平面銑7區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)移方式進刀/退刀2切削模式輪廓8區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)移類型直接3切深69開放區(qū)域進刀圓弧（7、45°、1、修剪/延伸、50%）4部件余量010轉(zhuǎn)速2500rpm5底面余量011進給900mmpm6封閉區(qū)域進刀與開放區(qū)域相同12

表4-2-4精加工平面銑切削參數(shù)圖4-2-20圓柱腔精加工7）使用D16刀具創(chuàng)建型腔銑對第二面外側(cè)進行粗加工。在建模環(huán)境中，在零件底面創(chuàng)建如圖a）所示草圖1。創(chuàng)建型腔銑操作，操作父項如圖b）所示，操作名稱為第二面外側(cè)粗加工，參數(shù)設(shè)置如表4-2-5所示，修剪邊界選擇草圖1（圖a）），刀具側(cè)為內(nèi)側(cè)。生成刀具軌跡如圖c）所示，加工仿真結(jié)果如圖d）所示。圖a）草圖

圖b）操作父項圖c）刀具軌跡圖d）仿真結(jié)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法型腔銑7余量0.52修剪邊界草圖1（內(nèi)側(cè)）8開放區(qū)域進刀類型線性（60%、0、0、1、修剪與延伸、50%）3切削模式跟隨部件9轉(zhuǎn)速2000rpm4步距65%刀具直徑10進給1000mmpm5切深211進刀速度50%進給速度6切削層范圍3512第一刀切削60%進給速度表4-2-5第二面型腔銑切削參數(shù)圖4-2-21第二面外側(cè)粗加工8）使用D16刀具創(chuàng)建輪廓銑對第二面外側(cè)進行精加工。復(fù)制步驟6）圓柱腔精加工操作，將程序父項改為OP2，幾何體父項改為MCS3。部件邊界，毛坯邊界，底平面設(shè)置如圖a）所示。生成刀具軌跡如圖b）所示，仿真結(jié)果如圖c）所示。

圖a）

邊界定義圖b）刀具軌跡

圖c）仿真結(jié)果

圖4-2-22第二面外側(cè)精加工9）使用D16刀具創(chuàng)建型腔銑對第二面內(nèi)腔進行粗加工。復(fù)制步驟7）創(chuàng)建的第二面外側(cè)粗加工操作。操作名稱改為第二面內(nèi)腔粗加工，修剪邊界的修剪側(cè)改為外側(cè)，范圍深度改為39.25mm。刀具軌跡如圖a）所示，仿真結(jié)果如圖b）所示。圖a）

刀具軌跡

圖b）仿真結(jié)果圖4-2-23第二面內(nèi)側(cè)粗加工10）使用D10刀具創(chuàng)建型腔銑對第二面內(nèi)腔進行半精加工。復(fù)制步驟9）創(chuàng)建的第二面內(nèi)腔粗加工操作。操作名稱改為第二面內(nèi)腔進行半精加工，刀具改為D10，切削模式改為跟隨周邊，切深改為1mm，余量改為0.25mm，過程工件改為使用3D，轉(zhuǎn)速改為4000rpm，進給1800mmpm。刀具軌跡如圖所示a）所示，仿真結(jié)果如圖b）所示。圖a）

刀具軌跡

圖b）仿真結(jié)果圖4-2-24第二面內(nèi)側(cè)半精加工11）使用D10刀具底壁銑操作進行第二面內(nèi)腔底面精加工。創(chuàng)建底壁銑操作，操作父項如圖a）所示，操作名稱為第二面內(nèi)腔底面精加工。切削區(qū)域底面選擇如圖b）所示平面，操作參數(shù)如表4-2-6所示。參考刀具軌跡如圖c）所示，仿真結(jié)果如圖d）所示。圖a）操作父項b）

銑削區(qū)域底面圖c）刀具軌跡

圖c）仿真結(jié)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法底壁銑5切削區(qū)域空間范圍底面2切削模式跟隨周邊6余量03底面毛坯厚度0.57開放區(qū)域進刀類型線性（3、0、0、3、3）4切削步距50%刀具直徑8轉(zhuǎn)速/進給5000rpm/2000mmpm表4-2-6第二面內(nèi)腔底面精加工切削參數(shù)圖4-2-25第二面內(nèi)側(cè)底面精加工12）使用刀具D10R5創(chuàng)建深度輪廓銑操作進行第二面內(nèi)腔精加工。創(chuàng)建深度輪廓銑操作，除刀具使用D10R5外，其它父項和步驟10）相同，操作名稱為第二面內(nèi)腔側(cè)面精加工。切削區(qū)域選擇如圖a）所示，切削參數(shù)設(shè)置如表4-2-7所示，生成刀具軌跡如圖b）所示，仿真結(jié)果如圖c）所示。圖a）

切削區(qū)域圖b）刀具軌跡

圖c）仿真結(jié)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法深度輪廓銑7余量02陡峭范圍無8層到層直接對部件進刀3切深0.159開放區(qū)域進刀類型圓?。?0%，45°，1，50%）4切削層范圍39.2510轉(zhuǎn)速3500rpm5切削方向混合11進給2000mmpm6切削順序深度優(yōu)先12

表4-2-7第二面內(nèi)腔精加工切削參數(shù)圖4-2-26第二面內(nèi)側(cè)精加工13）使用刀具D16創(chuàng)建型腔銑操作對第三面進行粗加工。將步驟9）創(chuàng)建的第二面內(nèi)腔粗加工操作復(fù)制到WORKPIECE1下。程序組父項改為OP3，操作名稱改為第三面粗加工。取消選擇修剪邊界，切削模式改為跟隨部件，切削深度范圍改為36mm。生成刀具軌跡如圖a）所示，仿真結(jié)果如圖b）所示。圖a）

刀具軌跡

圖b）仿真結(jié)果圖4-2-27第三面粗加工14）使用刀具D10創(chuàng)建面銑進行第三面平面精加工。將步驟11）產(chǎn)生的刀具軌跡復(fù)制WORKPIECE1下。程序組父項改為OP3，操作改名為第三面平面精加工。選擇如圖a）所示平面作為切削區(qū)域底面，生成刀具軌跡如圖b）所示，仿真結(jié)果如圖c）所示。圖a）

切削區(qū)域底面圖b）刀具軌跡

圖c）仿真結(jié)果圖4-2-28第三面平面精加工15）使用D10R5創(chuàng)建深度輪廓銑進行第三面曲面精加工。將步驟12）創(chuàng)建的第二面內(nèi)腔側(cè)面精加工刀具軌跡復(fù)制到WORKPIECE1下。程序組父項改為OP3，操作改名為第三面曲面精加工。切削區(qū)域修改為如圖a）所示曲面，生成刀具軌跡如圖b）所示，仿真結(jié)果如圖c）所示。圖a）

切削區(qū)域圖b）刀具軌跡

圖c）仿真結(jié)果圖4-2-29第三面曲面精加工16）使用D16創(chuàng)建平面輪廓銑進行臺階孔加工。使用直線工具

在如圖a）位置過圓心，沿XC方向創(chuàng)建長度為10mm的直線。創(chuàng)建平面輪廓銑操作，操作父項如圖b）所示，操作名稱為臺階孔加工。部件邊界選擇繪制的直線，刀具和直線對中。毛坯邊界不定義，底平面選擇臺階平面，如圖c）所示，切削參數(shù)如表4-2-8所示。生成刀具軌跡如圖d）所示，仿真結(jié)果如圖e）所示。圖a）

繪制直線b）操作父項圖c）加工底面及底平面

圖c）刀具軌跡e）仿真結(jié)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法平面輪廓銑5退刀類型抬刀2余量06高度123開放區(qū)域進刀類型線性-相對于切削7轉(zhuǎn)速2500rpm4進刀參數(shù)50%、0、0、1、38進給2000mmpm表4-2-8臺階孔加工切削參數(shù)圖4-2-30第三面沉孔加工17）使用刀具Z10.8創(chuàng)建鉆孔操作進行孔加工。創(chuàng)建鉆孔操作，操作的父項如圖a）所示。指定特征幾何體如圖b）所示，切削參數(shù)設(shè)置如表4-2-9所示，生成刀具軌跡如圖c)所示，仿真結(jié)果如圖d)所示。圖a）

操作父項圖b）特征幾何體圖b）刀具軌跡

圖c）仿真結(jié)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法鉆孔5底偏置距離2.52循環(huán)鉆6轉(zhuǎn)速1000rpm3頂偏置距離37進給100mmpm4Rapto偏置距離08

18）保存文件。表4-2-9鉆孔操作切削參數(shù)圖4-2-31第三面孔加工要求：1）參考實施步驟第12）型腔銑操作有較多的空切刀路，切削的效率比較低，考慮如何優(yōu)化刀路減少退刀和空走刀，請使用優(yōu)化后的切削參數(shù)生成刀路，并進行仿真。溫馨提示：可以改變加工方法，也可以增加或減少操作數(shù)量。2）參考實施步驟第14）深度輪廓銑操作生成的刀具軌跡雖然光順，但有一定的空切刀路，請嘗試進行相關(guān)參數(shù)嘗試，生成刀路，并進行仿真。3）將以上自己得到的結(jié)果整理成電子文檔。（2）任務(wù)實施操作步驟——學(xué)生1.拐角輪廓粗加工和深度輪廓銑在功能上和生成的刀具軌跡上有什么相似和區(qū)別？2.對如圖所示零件進行加工自動編程。圖4-2-32拓展練習(xí)03020104塑料模制造中嵌件是非常常見的加工任務(wù)，為了滿足產(chǎn)品的成型和模具的結(jié)構(gòu)要求，嵌件上經(jīng)常會出現(xiàn)一些數(shù)控加工無法完成的小圓角，甚至尖角，這些部分可以根據(jù)具體情況留作后續(xù)的電火花或線切割完成。另外，嵌件中還會出現(xiàn)一些深腔結(jié)構(gòu)，在設(shè)計刀路時應(yīng)該考慮刀具長度和刀柄，應(yīng)保證加工安全。如圖4-3-1所示模具嵌件，材料為模具鋼718，要求對嵌件成型面進行加工，數(shù)控銑削無法完成的部分可留作電火花或線切割加工。

圖4-3-1塑料模嵌件模型（1）知識目標(biāo)固定輪廓銑常用參數(shù)。固定輪廓銑常用驅(qū)動方式。（2）技能目標(biāo)掌握固定輪廓銑常用參數(shù)的用法。能合理運用固定輪廓銑的各種驅(qū)動方法生成零件加工刀具軌跡。掌握模具嵌件的加工基本思路。培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)控加工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確把握零件圖紙要求，正確分析塑料模嵌件被加工面的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程知識，制定加工工藝流程，合理使用UGNX12.0造型工具，根據(jù)加工需要對模型進行合理處理，能使用型腔銑、深度輪廓銑、固定輪廓銑等操作方法完成塑料模嵌件加工刀路的生成和驗證。養(yǎng)成精益求精，勇于創(chuàng)新的工匠精神。固定輪廓銑是一種三軸聯(lián)動刀軌生成方式，在在刀軌生成過程中刀軸保持與指定矢量平行。它允許通過控制刀具軸和投影矢量，使刀具沿著復(fù)雜曲面輪廓運動，是曲面區(qū)域精加工刀軌生成的主要方法。固定輪廓銑刀具路徑生成分成兩個階段：先在指定的驅(qū)動幾何體上產(chǎn)生驅(qū)動點，然后將這些驅(qū)動點沿著指定的矢量方向投影到部件幾何表面形成接觸點，然后將接觸點按順序連接起來，形成刀具的運動軌跡。因此，驅(qū)動幾何體是固定輪廓銑的控制要素，通過指定不同的驅(qū)動方式可以創(chuàng)建生成刀具軌跡時所需的驅(qū)動點。（1）固定輪廓銑操作概述選擇“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，工序子類型列表出現(xiàn)“固定輪廓銑”工具按鈕

。單擊“固定輪廓銑”工具按鈕激活命令后，系統(tǒng)彈出“固定輪廓銑”對話框，如圖4-3-2所示。（2）固定輪廓銑操作激活方法

圖4-3-2固定輪廓銑固定輪廓銑刀具軌跡主要取決于驅(qū)動形式，UGNX12.0固定輪廓銑的驅(qū)動形式有邊界、區(qū)域銑削、曲面區(qū)域、流線、刀軌、螺旋、曲線/點、徑向切削、清根、文本等多種形式。（1）固定輪廓銑常用驅(qū)動方法概述1)“邊界”驅(qū)動的特點（2）“邊界”驅(qū)動“邊界”驅(qū)動通過選擇或創(chuàng)建一個封閉的邊界或環(huán)來定義切削區(qū)域。切削區(qū)域由邊界、環(huán)或二者的組合定義，將由邊界定義的切削區(qū)域內(nèi)的驅(qū)動點沿指定的投影矢量投影到工件表面生成刀具路徑。

“邊界”驅(qū)動的邊界可以由一系列曲線創(chuàng)建的永久邊界、點或面構(gòu)成。它們可以定義切削區(qū)域及島或腔的外形。在定義邊界時可以為每個邊界成員指定刀具與邊界的位置屬性：“相切于”、“在上面”或“接觸”。并且創(chuàng)建的邊界可以超出工件表面的大小范圍，也可以在工件表面內(nèi)限制一個更小的區(qū)域，還可以與工件表面的邊重合。2)“邊界”驅(qū)動的用法在“固定輪廓銑”對話框中“驅(qū)動方法”選項組“方法”選項列表中，選擇“邊界”驅(qū)動方式，系統(tǒng)彈出“邊界驅(qū)動方法”對話框，如圖4-3-3所示。使用邊界驅(qū)動方法創(chuàng)建圖4-3-4所示刀具軌跡。圖4-3-3“邊界驅(qū)動方法”對話框圖4-3-4“邊界驅(qū)動方法”對話框1)“區(qū)域銑削”驅(qū)動的特點（3）“區(qū)域銑削”驅(qū)動“區(qū)域銑削”驅(qū)動方式僅用于固定輪廓銑操作，它通過切削區(qū)域來定義固定輪廓銑操作，在該驅(qū)動方法中可以指定陡峭限制和修剪邊界限制，與邊界驅(qū)動方式類似，但不需要指定驅(qū)動幾何體。在允許的情況下，應(yīng)盡可能使用區(qū)域銑削驅(qū)動來代替邊界驅(qū)動。區(qū)域驅(qū)動中切削區(qū)域可以用表面區(qū)域、片體或表面來定義，如果不選擇切削區(qū)域，系統(tǒng)將把已定義的整個部件幾何體表面（包括刀具不能到達(dá)的區(qū)域），作為切削區(qū)域。2)“區(qū)域銑削”驅(qū)動的用法在“固定輪廓銑”對話框中的“驅(qū)動方法”選項組“方法”選項列表中選擇“區(qū)域銑削”，系統(tǒng)彈出“區(qū)域銑削驅(qū)動方法”對話框，如圖4-3-5所示。圖4-3-5“區(qū)域銑削驅(qū)動方法”對話框1)“曲面區(qū)域”驅(qū)動的特點（4）“曲面區(qū)域”驅(qū)動曲面區(qū)域驅(qū)動是在驅(qū)動曲面上創(chuàng)建網(wǎng)格狀驅(qū)動點陣列，驅(qū)動點沿指定投影矢量投射到零件幾何表面上生成刀具軌跡。驅(qū)動曲面必須按一定的行序或列序進行排列，相鄰的曲面必須共享一條公共邊，且不存在超出“首選項”定義的“鏈公差”的縫隙。曲面區(qū)域驅(qū)動和區(qū)域驅(qū)動的區(qū)別在于：區(qū)域驅(qū)動是通過指定切削區(qū)域，在區(qū)域平面內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動點，進而生成刀位軌跡。如果切削區(qū)域沒有指定，則整個工件幾何體將被系統(tǒng)默認(rèn)為切削區(qū)域。區(qū)域驅(qū)動常與非陡峭角結(jié)合使用，用于加工比較平坦的曲面，然后再通過型腔銑加工陡峭部分曲面。曲面區(qū)域驅(qū)動是從驅(qū)動曲面上產(chǎn)生網(wǎng)格驅(qū)動點，將驅(qū)動點投影到工件表面上生成刀軌。曲面區(qū)域驅(qū)動常用于對型面加工質(zhì)量要求較高的情況下。2)“曲面區(qū)域”驅(qū)動的用法在“固定輪廓”對話框“驅(qū)動方法”選項組“方法”選項列表中選擇“曲面區(qū)域”，系統(tǒng)彈出“曲面區(qū)域驅(qū)動方法”對話框，如圖4-3-6所示。圖4-3-6曲面區(qū)域驅(qū)動方法1)“清根”驅(qū)動的特點（5）“清根”驅(qū)動“清根”驅(qū)動是固定輪廓銑操作特有驅(qū)動方式，它沿著工件表面形成的角和谷生成刀具路徑，系統(tǒng)根據(jù)加工最佳方案規(guī)則自動決定清根方向和順序。使用“清根驅(qū)動方式”有以下優(yōu)點：“自動清根”可以在加工往復(fù)式切削圖樣之前減緩角度?？梢砸瞥拜^大球頭刀具遺留下來的未切削區(qū)域材料。刀具路徑沿著凹谷和角而不是在固定的切削角或UV方向。使用“自動清根”，當(dāng)?shù)毒邚囊粋?cè)運動到另一側(cè)時，不會嵌入工件。可以使刀具在步進間保持連續(xù)進刀來最大化切削運動。用“清根驅(qū)動”定義部件幾何體可以選擇工件模型的所有表面，且選擇表面沒有順序要求。也可選擇一個實體作為部件幾何體，系統(tǒng)會自動判斷部件幾何體表面哪些地方需要清根操作。2)“清根”驅(qū)動的用法在“固定輪廓銑”對話框“驅(qū)動方法”選項組“方法”選項列表中，選擇“清根”選項，系統(tǒng)彈出“清根驅(qū)動方法”對話框，如圖4-3-7所示。圖4-3-7清根驅(qū)動方法1)“流線”驅(qū)動的特點（6）“流線”驅(qū)動流線驅(qū)動根據(jù)選中的幾何體構(gòu)建隱式驅(qū)動曲面，它可以更方便靈活的創(chuàng)建刀具軌跡，而被加工曲面不需要規(guī)則排列。流線可以定義流曲線和交叉曲線，也可以只定義流曲線，交叉曲線的作用和構(gòu)建網(wǎng)格曲面時交叉曲線的作用相同。如圖4-3-8所示。如果被加工區(qū)域比較簡單，可以讓系統(tǒng)根據(jù)選擇的切削區(qū)域自動判斷生成流線，從而控制刀具軌跡的形式。圖4-3-8流線驅(qū)動方法2)“流線”驅(qū)動的用法在“固定輪廓銑”對話框“驅(qū)動方法”選項組“方法”選項列表中，選擇“流線”驅(qū)動方式選項，系統(tǒng)彈出“流線驅(qū)動方法”對話框，如圖4-3-9所示。圖4-3-9流線驅(qū)動方法分析嵌件的極限尺寸：X方向極限尺寸110.7mm，Y方向極限尺寸76.3mm，Z方向極限尺寸96.18mm。嵌件中存在大量的水平面和豎直面，可以采用平面加工方法簡化加工過程。嵌件有部分曲面無法使用數(shù)控銑削加工，需要使用電火花或線切割進行加工，這部分曲面根據(jù)工藝需要進行適當(dāng)處理。曲面部分結(jié)構(gòu)比較陡峭，可以考慮采用深度輪廓銑進行精加工。（1）零件圖紙工藝分析使用型腔銑進行粗加工。使用深度輪廓銑進行去二次開粗。使用型腔銑進行清角加工。使用面加工對平面部分進行精加工。使用深度輪廓銑和固定軸輪廓銑相結(jié)合的方法對其它成型面進行精加工。（2）零件加工工藝方案編排——參考通過熟悉防塑料模嵌件的任務(wù)描述，工藝分析，參考工藝過程，結(jié)合專業(yè)知識，完善防塑料模嵌件工藝方案，填寫工藝方案表，工藝方案如表4-3-1所示。（3）零件加工工藝方案編排——學(xué)生姓

名

班

級

學(xué)

號

零

件

名

稱

材

料

夾

具

最

小

凹

圓

角

最大切削深度

機

床

序

號工序名稱刀具刀具伸出長度切削速度進給率操作名稱1

2

3

4

5

表4-3-1加工工藝編排1）打開文件4-3.prt，并對模型進行分析。參考結(jié)果如圖a）所示。分析嵌件的極限尺寸。使用菜單【分析】→【模具部件驗證】→【檢查區(qū)域】，分析所有水平面和豎直面，并用顏色加以區(qū)分，結(jié)果如圖4-3-10所示。設(shè)置工作坐標(biāo)系，到嵌件底面中心上方97mm的位置，X軸和長邊方向一致，如圖4-3-11所示。（1）任務(wù)實施操作步驟——參考圖4-3-10

部件分析圖4-3-11

工作坐標(biāo)系2）進行環(huán)境設(shè)置將嵌件四個側(cè)面向外偏置1mm。創(chuàng)建包容塊，調(diào)整Z方向尺寸為97mm。創(chuàng)建程序組PROGRAM_1~PROTRAM_8。設(shè)置工件坐標(biāo)系。設(shè)置工件坐標(biāo)系和系統(tǒng)坐標(biāo)系重合（位于毛坯頂面中心），安全平面距離毛坯頂面20mm。定義WORKPIECE，部件幾何體為“體（1）”，毛坯幾何體為前邊創(chuàng)建的包容塊。結(jié)果如圖所示創(chuàng)建刀具，參數(shù)如表4-3-2所示。序號名

稱刀具類型(子類型)直徑下半徑刃長長度備注1D17R0.8MILL17R0.85075用于粗加工2D10_L50MILL10R05075夾持器35×803D6_L40MILL6R04060夾持器35×804D6R0.5_L40MILL6R0.54060夾持器35×805D4R2_L40MILL4R24060夾持器35×806D4R0.5MILL4R0.51025

7D12MILL12R05075參考刀具表4-3-2刀具參數(shù)3）使用刀具D17R0.8創(chuàng)建型腔銑開粗加工程序。按照圖a）所示設(shè)置操作父項。切削參數(shù)按表4-3-3所示設(shè)置。生成的刀具軌跡如圖b）所示，仿真結(jié)果如圖c）所示。

a）操作父項b）刀具軌跡c）

仿真結(jié)果序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法型腔銑8所有刀路光順半徑0.52切削模式跟隨部件9區(qū)域之間前一平面2.03步距65%刀具直徑10區(qū)域內(nèi)進刀/退刀，前一平面，2.04切深0.211底部余量0.25切削層范圍61.612封閉區(qū)域進刀類型螺旋（90%，5°，1，前一層，1，50%）6切削順序深度優(yōu)先13開放區(qū)域進刀類型圓?。?0%，90°，1，50%）7側(cè)面余量0.3514轉(zhuǎn)速/進給2000rpm/2000mmpm表4-3-3粗加工切削參數(shù)圖4-3-12型腔銑開粗4）使用刀具D10_L50創(chuàng)建深度輪廓銑操作進行二次開粗。按圖a）所示設(shè)置深度輪廓銑父項，按表4-3-4所示設(shè)置切削參數(shù)。按圖所示b）選擇切削區(qū)域，生成的刀具軌跡如圖c）所示。序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參數(shù)值1加工方法深度輪廓銑9在層之間切削選中，刀間距：65%刀具直徑2陡峭范圍無10所有刀路光順半徑0.33切深0.1511區(qū)域內(nèi)進刀/退刀，前一平面，2.04切削層范圍0~61.612區(qū)域之間前一平面，2.05切削方向混合13封閉區(qū)域進刀類型與開放區(qū)域相同6切削順序深度優(yōu)先14開放區(qū)域進刀類型圓?。?0%，90°，1，50%）7余量0.115轉(zhuǎn)速3500rpm8層到層使用轉(zhuǎn)移方法16進給2000mmpm

a）操作父項b）刀具軌跡c）

仿真結(jié)果表4-3-4深度輪廓銑切削參數(shù)圖4-3-13二次開粗5）使用刀具D6_L40創(chuàng)建型腔銑清角加工程序。按圖a）所示設(shè)置操作父項，按表4-3-5設(shè)置操作參數(shù)。按圖b）選擇切削區(qū)域，生成刀具軌跡如圖c）所示。序號參數(shù)名稱參

數(shù)

值序號參數(shù)名稱參

數(shù)

值1加工方法型腔銑9所有刀路光順半徑0.22切削模式跟隨部件10參考刀具D123步距65%刀具直徑11區(qū)域之間前一平面，2.04切深0.1212區(qū)域內(nèi)進刀/退刀，前一平面，2.05切削層范圍0~61.313封閉區(qū)域進刀類型螺旋（90%，5°，1，前一層，0,50%）6切削順序深度優(yōu)先14開放區(qū)域進刀類型圓?。?0%，90°，1，50%）7開放刀路變換切削方向15轉(zhuǎn)速3500rpm8余量0.1516進給2000mmpm

a）操作父項b）刀具軌跡c）

仿真結(jié)果表4-3-5清角加工切削參數(shù)圖4-3-14清角加工6）使用刀具D10_L50創(chuàng)建面銑操作進行平面精加工。按圖a）所示設(shè)置操作父項，按如圖b）所示選擇面邊界，且將刀具側(cè)設(shè)為內(nèi)側(cè)。按表4-3-6設(shè)置操作參數(shù)，生成刀具軌跡如圖c）所示。序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參

數(shù)

值1加工方法面銑8凸角繞對象滾動2切削模式跟隨周邊9封閉區(qū)域進刀類型與開放區(qū)域相同3步距50%刀具直徑10開放區(qū)域進刀類型線性（50%、0、0、3、50%）4毛坯距離0.2011區(qū)域之間安全距離-刀軸5切削深度0.012區(qū)域內(nèi)進刀/退刀、安全距離-刀軸6最終底面余量0.013轉(zhuǎn)速3000rpm7刀路方向向內(nèi)14進給1000mmpm

a）操作父項b）面邊界c）

刀具軌跡

表4-3-6平面銑切削參數(shù)圖4-3-15平面銑7）使用刀具D4R2_L40創(chuàng)建深度輪廓銑操作對如圖a）所示區(qū)域進行精加工。如圖a）所示定義切削區(qū)域，按圖b）所示設(shè)置操作父項。如表4-3-7所示設(shè)置切削參數(shù)，生成刀具軌跡如圖c）所示。序號參數(shù)名稱參數(shù)值序號參數(shù)名稱參

數(shù)

值1加工方法深度輪廓銑8余量0.02陡峭空間范圍僅陡峭的9層到層直接對部件進刀3角度35°10封閉區(qū)域進刀類型與開放區(qū)域相同4切削深度0.1511開放區(qū)域進刀類型圓?。?0%，90°，1，55%）5切削方向混合12區(qū)域之間前一平面，16切削順序深度優(yōu)先13區(qū)域內(nèi)進刀/退刀，前一平面，17在邊上延伸0.314轉(zhuǎn)速/進給4500rpm/2500mmpm

a）切削區(qū)域b）操作父項c）

刀具軌跡

表4-3-7深度輪廓銑切削參數(shù)圖4-3-16陡峭區(qū)域精加工8）使用刀具D4R2_L40創(chuàng)建固定輪廓銑操作對如圖a）所示區(qū)域精加工。按步驟7）的父項定義操作的父項，加工區(qū)域按圖a）所示選擇。切削參數(shù)按表4-3-8所示設(shè)置，生成如圖b）所示刀具軌跡。圖a）

切削區(qū)域

圖b）刀具軌跡序號參數(shù)名稱參

數(shù)

值序號參數(shù)名稱參

數(shù)值1加工方法固定輪廓銑9過切時退刀2驅(qū)動方法區(qū)域銑削10檢查安全距離33陡峭空間范圍非陡峭11開放區(qū)域進刀類型插削距離1.004角度