數(shù)控技術(shù)：UG 三軸曲面加工方法

第九章UG三軸曲面加工方法－FIXEDCONTOUR

固定軸曲面輪廓銑概述

固定軸銑削是刀軸與指定的方向始終保持平行，即刀軸固定。固定軸銑削的刀具路徑是通過投射驅(qū)動(dòng)點(diǎn)到零件幾何上來創(chuàng)建的。首先，從驅(qū)動(dòng)幾何上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)點(diǎn)，然后，沿指定的投射矢量把驅(qū)動(dòng)點(diǎn)投射到零件幾何上。刀具與在零件幾何表面上的投射點(diǎn)接觸，隨著刀具在零件幾何上從一個(gè)點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)，刀端中心位置點(diǎn)形成的軌跡就是刀具路徑。屬于三軸聯(lián)動(dòng)加工。固定軸

銑的原理

必備要素：零件面、驅(qū)動(dòng)面和投射矢量固定軸銑的特點(diǎn)：

固定軸曲面輪廓銑使用固定刀軸（一般指Z軸）加工曲面類零件，該操作有以下特點(diǎn)?！竦毒咻S始終為一固定矢量方向，采用三軸聯(lián)動(dòng)方式切削。

●刀軌沿復(fù)雜曲面輪廓運(yùn)動(dòng)，適于半精加工與精加工。

●通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)幾何與驅(qū)動(dòng)方式，可產(chǎn)生適合不同場合的刀位軌跡。

●非切削運(yùn)動(dòng)方式設(shè)置靈活。

●提供了功能豐富的清根操作。固定軸曲面輪廓銑的幾個(gè)重要概念

（1）零件幾何體（partgeometry）：用于加工的幾何體，既可以是實(shí)體，也可以是曲面。

（2）驅(qū)動(dòng)點(diǎn)（drivepoint）：從驅(qū)動(dòng)幾何體上產(chǎn)生的，將按投射矢量投射到零件幾何體上的點(diǎn)。（3）驅(qū)動(dòng)幾何（DriveGeometry）：用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的幾何體，可以為點(diǎn)、曲線、曲面，也可以是零件幾何體?？捎抿?qū)動(dòng)幾何來引導(dǎo)刀具運(yùn)動(dòng)。（4）驅(qū)動(dòng)方式（DriveMethod）：驅(qū)動(dòng)點(diǎn)產(chǎn)生的方法。某些驅(qū)動(dòng)方法在曲線上產(chǎn)生一系列驅(qū)動(dòng)點(diǎn)，有的驅(qū)動(dòng)方法則在一定面積內(nèi)產(chǎn)生陣列的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)。（5）投射矢量（projectvector）：用來定義驅(qū)動(dòng)點(diǎn)投影到零件幾何體的投影方向。（6）非切削運(yùn)動(dòng)（Non-cuttingMoves）：定義包括進(jìn)退刀、內(nèi)部進(jìn)退刀、刀具移動(dòng)等非切削運(yùn)動(dòng)。一、三軸曲面加工方法選擇說明

Fixed_Contour：三軸曲面加工Contour_Area：曲面加工Contour_Area_Non_Steep；Contour_Area_Dir_Steep

；Contour_Surface_Area

。Flowcut_Single：單一輪廓清根銑削Flowcut_Multiple

：多輪廓清根銑削二、三軸曲面加工對(duì)話框刀具定義三軸加工的加工對(duì)象定義.由于其往往用于精加工，因而和型腔加工相比，缺少了毛坯定義，沒有其他不同。刀具軸線定義

實(shí)體、面、曲線等都可定義工件。三、固定軸銑的驅(qū)動(dòng)方法1、在參數(shù)設(shè)定中，最重要的是DriveMethod，決定了刀具軌跡的形狀、范圍。系統(tǒng)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方法和工件形狀生成不同的刀具軌跡，缺省為Boundary。

NX3.0增加了一些驅(qū)動(dòng)方法，主要包括Text等（目前支持中文字符輸入），便于刻字加工。2、邊界驅(qū)動(dòng)（Boundary）

邊界驅(qū)動(dòng)方法是通過指定邊界（Boundary）和環(huán)（Loop)來定義切屑區(qū)域。邊界與零件表面的形狀和尺寸無關(guān)，而環(huán)則必須符合零件表面的外邊緣線。邊界驅(qū)動(dòng)固定軸輪廓銑是將由邊界定義的切屑區(qū)域內(nèi)的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)沿指定方向投影到零件表面而生成刀軌。多用于精加工操作，可跟隨復(fù)雜的零件表面輪廓。邊界選擇邊界的定義與平面銑中的定義相同

選擇曲線或邊緣線定義邊界時(shí)，針對(duì)邊界的每一成員，必須定義刀具的接觸位置選項(xiàng)參數(shù)（ToolPosition)，共有三種情況：

TANTO、ON和CONTACT非切屑運(yùn)動(dòng)(Noncutting)非切削運(yùn)動(dòng)是指刀具除不進(jìn)行切削時(shí)的所有空間運(yùn)動(dòng)，包括轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)、趨進(jìn)運(yùn)動(dòng)、進(jìn)刀

運(yùn)動(dòng)、退刀運(yùn)動(dòng)、離開運(yùn)動(dòng)及轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)。3、區(qū)域驅(qū)動(dòng)（AreaMilling）

通過指定切屑區(qū)域、添加陡峭容納環(huán)和修剪幾何約束來定義固定軸輪廓銑操作。與邊界驅(qū)動(dòng)不同的是，區(qū)域驅(qū)動(dòng)方法不需指定驅(qū)動(dòng)幾何，而是直接利用零件幾何自動(dòng)計(jì)算出不沖突的容納環(huán)，從而確定切屑區(qū)域。切屑區(qū)域可以指定表面區(qū)域、片體或表面來組成。如不指定，則用整個(gè)已定義的零件幾何組成切屑區(qū)。在固定軸銑中，應(yīng)盡可能采用區(qū)域驅(qū)動(dòng)來代替邊界驅(qū)動(dòng)方法。AreaMilling界面

添加陡峭容納環(huán)（SteepContainment）：通過指定此參數(shù)，可以根據(jù)刀軌的陡峭程度來限制切屑區(qū)域。

1）None：不限制

2）Non-steep：限定在某一角度范圍內(nèi)

3）DirectionalSteep:限定在某一角度之外4、曲線、點(diǎn)驅(qū)動(dòng)

指定點(diǎn)或選擇曲線來定義驅(qū)動(dòng)幾何，刀具跟隨驅(qū)動(dòng)幾何走刀形成刀軌。選擇曲線作為驅(qū)動(dòng)幾何時(shí)，驅(qū)動(dòng)點(diǎn)沿指定曲線生成，曲線可以是封閉、開放、連續(xù)或非連續(xù)的，也可是平面曲線、空間曲線。這種方式的零件余量可以設(shè)定為負(fù)值，使刀具在選定的零件表面以下加工?？捎糜阢娏鞯?、刻字。Curve/Point界面LocalLiftatEnd：局部提刀，指完成一步后是否退刀CutStep：切屑步長，一般用Tolerance5、flowcut驅(qū)動(dòng)(清根操作)

清根切削驅(qū)動(dòng)方法是一種較為自動(dòng)產(chǎn)生刀位軌跡的驅(qū)動(dòng)方法，系統(tǒng)自動(dòng)沿零件的凹角與

凹谷生成驅(qū)動(dòng)點(diǎn)，結(jié)合查找在前一步操作刀具沒有加工到的區(qū)域，生成刀位軌跡。

在大多數(shù)情況下，采用清根切削中的參考刀具驅(qū)動(dòng)方法（FlowCutReferenceToolDrive

Method）。該驅(qū)動(dòng)方法通過指定一個(gè)參考刀具直徑來定義加工區(qū)域的總寬度（此寬度實(shí)際上就是參考刀具無法加工之區(qū)域）；另外，還可以通過重疊距離（OverlapDistance）選項(xiàng)，沿曲面相切方向擴(kuò)展加工區(qū)域?qū)挾惹甯僮魉摹⒐潭ㄝS銑的重要參數(shù)1）陡峭角度（SteepAngle）

許多零件型面都是異常復(fù)雜，為了避免切削負(fù)載的急劇變化可以通過定義一個(gè)陡峭角度

（SteepAngle）的值來約束刀軌的切削區(qū)域。使用此參數(shù)后，零件型面分為兩部分：陡峭區(qū)

域與非陡峭區(qū)域（也稱為平坦區(qū)域）。在實(shí)際應(yīng)用中，常采用固定軸曲面輪廓銑加工非陡峭區(qū)域，陡峭區(qū)域采用型腔銑。這樣，在刀具切削過程中切削負(fù)載將更加均勻。2）多深度切削

該選項(xiàng)用于分層切除零件余料，類似于型腔銑中的分層加工，但不同的是使用該選項(xiàng)產(chǎn)生的刀軌為三軸聯(lián)動(dòng)刀位軌跡，切削層在零件表面的一個(gè)偏置面上產(chǎn)生。

該選項(xiàng)常常使用在零件經(jīng)過粗加工或半精加工后，局部余量較大，無法一次切除的情況下。其定義有兩種方式，其中IncrementalStock選項(xiàng)為定義每層切削量，切削次數(shù)=總加工余量（PartStockOffset）/每層切削量；NumberofPasses為定義切削次數(shù)，每層切削量=總加工余量（PartStockOffset）/切削次數(shù)。不論采用哪種方式定義，都必須定義總加工余量（PartStockOffset）。注意，

PartStockOffset

不能為負(fù)值。3）均勻步距

在UnigraphicsNX以前的版本中，步距控制是首先在一個(gè)平面內(nèi)創(chuàng)建切削模式，然后投射它們到零件表面。因此，切削模式投射到越平坦的表面，行距與殘留高度越均勻；而投射到陡峭的表面，則引起行距與殘留高度不均勻，這也是為何推薦陡峭型面采用等高切削的原因之一。在

UnigraphicsNX中，系統(tǒng)增加了均勻步距選項(xiàng)，使用該選項(xiàng)后，不論是曲面形狀如何，刀軌間保持均勻的距離。4）過切檢查

在切削過程中，為了保證不產(chǎn)生過切，或與檢查幾何體碰撞，過切檢查是十分必要的。系統(tǒng)在CuttingParameters對(duì)話框中對(duì)過切檢查提供了3個(gè)選項(xiàng)。

a)Warning：僅產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信息，過切仍然存在。

b)Skip：刀軌走到下一條不過切的刀路上，不產(chǎn)生報(bào)警信息。

c)Retract：自動(dòng)退刀、進(jìn)刀到下一條不過切的刀路上。5)刀柄安全檢查

對(duì)于復(fù)雜型面的切削，為了確保切削安全，除了過切檢查外，刀柄安全檢查也非常重要。使用刀柄安全檢查時(shí)，首先需要定義刀柄尺寸。這樣系統(tǒng)在零件安全距離與檢查體安全距離計(jì)算時(shí)，便會(huì)將刀柄尺寸考慮在內(nèi)。