03ugcam教材模块三--平面铣.pdf

1模块三模块三 平面铣创建平面铣创建 一、学习目标一、学习目标 学习本项目后，掌握 UG 加工模块平面铣（mill_planar）加工操作，完成工件平面部分的半精加工，并合理定义各加工参数 1、掌握平面铣加工参数的定义 2、掌握平面铣加工的特点 3、掌握切削方式的定义 4、掌握切削步距的定义 5、掌握非切削参数的定义 6、掌握刀具路径的显示的定义 7、掌握自动进刀/退刀方式的定义 二、工作任务二、工作任务 1、创建平面铣加工操作 2、定义走刀方式 3、定义切削步距 4、定义非切削参数 5、定义刀具路径显示方式 6、定义自动进刀/退刀方式 三、相关实践知识三、相关实践知识 在实践操作中，利用平面铣加工完成平面的半精加工，定义的各项内容如表 7-3-1所示 表 7-3-1 加工程序三：平面的半精加工 程序名程序名 FACE_MILLING01 定定 义义 项项 参参 数数 作作 用用 程序组 NC_PROGRAM 指定程序归属组 使用几何体 MILL_GEOM001 指定 MCS、加工部件、毛坯 使用刀具 MILL_D16R2 指定直径 16 底半径 R2 圆鼻刀 使用方法 MILL_SEMI_FINISH 指定加工过程余量 加 面 三处平面 指定加工范围 2切削方式 “跟随周边” 确定刀具走刀方式 切削步距 刀具直径的 50% 确定刀具切削横跨距离 毛坯距离 数值 0.4 指定部件表面假想余量 每一刀深度 数值 0.25 确定层加工量 最终底面余量 数值 0.1 指定加工过程保留余量 转速 S=2500rpm 确定刀轴转速 进给率 进刀速度 F=400 第一刀速度 F=400 步进速度 F=600 切削速度 F=800 横越速度 F=1500 退刀速度 F=1500 定义加工中各过程速度 （数值仅作参考，具体加工根据机床功率、部件材料、刀具类型及加工材料来指定。

） 工 操 作 其他按默认值 平面铣加工的创建，步骤如下： 1、进入平面铣加工 选择“加工生成”工具条中“创建加工操作”命令，出现对话框如图 7-3-1 所示，在“类型”中选择“mill_planar” 在子类型中选择第二项 FACE_MILLING（面铣削）命令 3图 7-3-1“创建加工操作” 对话框 “程序”选项按默认； “使用几何体”选择“MILL_GEOM001” ； “使用刀具”选择“MILL_D16R2” ； “使用方法”选择“MILL_SEMI_FINISH” ；名称命名为“FACE_MILLING01” 确认后进入建立平面铣加工对话框如图 7-3-2 所示 图 7-3-2 平面铣加工对话框 2、平面铣加工参数的定义 平面铣加工参数的定义有很多项与型腔铣加工相同，但在本质上有着较大的区别 首先，切削范围除了部件决定外，可以通过选择特定的加工表面如图 7-3-3所示，选择图所示的这三个待加工平面 4图 7-3-3 待加工平面的选取 其次，切削深度的定义是通过“毛坯距离”来完成，即假想待加工平面上有指定数值的毛坯待加工因为三个待加工平面上方的余量在 0.35 左右，可以输入数值“0.4” 。

每一刀深度”与“最终底面余量”分别设置为“0.25”与“0.1” ，则刀具分 2 层就可完成加工，加工结束后，表面余量为 0.1加工轨迹如图 7-3-4 所示 图 7-3-4 加工轨迹平面铣 四、相关理论知识四、相关理论知识 1、平面铣加工的特点 平面铣用于平面轮廓、平面区域或平面孤岛的粗精加工，它平行于零件底面进行多层切削底面和每个切削层都与刀具轴线垂直，各加工部位的侧壁与工件底面垂直，但不能加工底面和侧壁不垂直的部位 2、切削方式 待加工平面 5切削方式定义了在切削区域中刀位的移动轨迹， 按形式可以分三类如表 7-3-2 所示 表 7-3-2 切削方式的形式 切 削 方 式 特 点 往复式切削 Zig-Zag 单向切削 Zig 沿轮廓单向切削 Zig With Contour 产生平行线切削轨迹 沿轮廓切削 Follow Periphery 沿零件切削 Follow Part 摆线切削 Trochoidal 产生系列同心切削轨迹 轮廓切削 Profile 标准驱动切削 Standard Drive 只沿轮廓外型切削 1）往复式切削（Zig-Zag） 往复式切削方式定义刀具在切削过程中保持连续的进给运动，很少有抬刀动作，是一种效率比较高的切削方式。

往复式切削刀具轨迹如图 7-3-5 所示 图 7-3-5 往复式切削 往复式切削过程中切削方向交替变化，顺铣与逆铣也交替变换 往复式切削通常用于内腔的粗加工，并且步进移动尽量在拐角控制中设置圆角过渡； 为减小切削过程机床的震动， 可以在切削中用户自定义切削方向与 X 轴之间有角度；首刀切入内腔时， 如果没有预钻孔， 应该采用斜线下刀， 斜线的坡度一般不大于 5° （在“进刀/退刀” 方式中定义） 2）单向切削（Zig） 单向切削方式是建立平行且单向的刀位轨迹， 它能始终维持一致的顺铣或者逆铣切6削，并且在连续的刀具轨迹之间没有沿轮廓的切削 刀具在切削轨迹的起点进刀，切削到切削轨迹的终点，然后刀具回退至转移平面高度，转移到下一行轨迹的起点，刀具开始以同样的方向进行下一行切削单向切削刀具轨迹如图 7-3-6 所示 图 7-3-6 单向切削 单向切削方法在每一切削行之间都要抬刀到转移平面， 并在转移平面进行水平的不产生切削的移动， 因而会影响加工效率 单向切削方法能始终保持顺铣或者逆铣的状态，通常用于岛屿表面的精加工和不适用往复式切削方法的场合 3）单向带轮廓铣（Zig With Contour） 单向带轮廓铣切削产生平行的、单向的、沿着轮廓的刀位轨迹，始终维持顺铣或者逆铣的状态。

它与单向切削类似，但是在下刀时将下刀在前一行的起始点位置，然后沿轮廓切削到当前行的起点进行当前行的切削切削到端点时，沿轮廓切削到前一行的端点，然后抬刀至转移平面，再返回到起始边当前行的起点下刀进行下一行的切削单向带轮廓铣切削刀具轨迹如图 7-3-7 所示 图 7-3-7 单向带轮廓铣 7沿轮廓的单向切削，通常用于粗加工后要求余量均匀的零件如侧壁要求高的零件或者薄壁零件，使用此种方法，切削比较平稳，对刀具没有冲击 4）跟随周边（Follow Periphery） 跟随周边也称为沿外轮廓切削，用于创建一条沿着轮廓顺序的、同心的刀位轨迹它是通过对外围轮廓区域的偏置得到的，当内部偏置的形状产生重叠时，它们将被合并为一条轨迹后，再重新进行偏置产生下一条轨迹所有的轨迹在加工区域中都以封闭的形式呈现跟随周边切削刀具轨迹如图 7-3-8 所示 此选项与往复式切削一样，能维持刀具在步距运动期间连续地进刀，以产生最大的材料切除量除了可以通过顺铣和逆铣选项指定切削方向外，还可以指定向内或者向外的切削 图 7-3-8 跟随周边 跟随周边切削和跟随工件切削通常用于有岛屿和内腔零件的粗加工， 如模具的型芯和型腔这两种切削方法生成的刀轨都由系统根据零件形状偏置产生。

形状交叉的地方刀具轨迹不规则，而且切削不连续，一般可以通过调整步距、刀具或者毛坯的尺寸，得到理想的刀具轨迹 5）跟随工件（Follow Part） 跟随工件也称为沿零件切削，是通过对所指定的零件几何体进行偏置，从而产生刀轨沿外轮廓切削只从外围的环进行偏置，而沿零件切削是从零件几何体所定义的所有外围环(包括岛屿、内腔)进行偏置创建刀具轨迹跟随工件切削刀具轨迹如图 7-3-9 所示 8图 7-3-9 跟随工件 与跟随周边切削不同，跟随工件切削不需要指定向内或者向外切削（步距运动方向） ，系统总是按照切向零件几何体来决定切削方向换句话说，对于每组刀具轨迹的偏置，越靠近零件几何体的偏置则越靠后切削对于型腔来说，步距方向是向外的；而对于岛屿，步距方向是向内的 跟随工件的切削方法可以保证刀具沿所有的零件几何进行切削， 而不必另外创建操作来清理岛屿，因此对有岛屿的型腔加工区域，最好使用跟随工件的切削方式当只有一条外形边界几何时，使用跟随周边与跟随工件切削方式生成的刀具轨迹是一样的建议优先选用跟随工件方式进行加工 注意注意：使用跟随周边方式或者跟随工件方式切削生成的刀具轨迹，当设置的步进大于刀具有效直径的 50%时，可能在两条路径间产生未切削区域，在加工工件表面留有残余材料，铣削不完全。

6）摆线切削（Trochoidal） 摆线加工通过产生一个小的回转圆圈， 从而避免在切削时发生全刀切入而导致切削的材料量过大摆线加工可用于高速加工，以较低且相对均匀的切削负荷进行粗加工摆线切削刀具轨迹如图 7-3-10 所示 图 7-3-10 摆线切削 97）轮廓切削（Profile） 轮廓切削可以产生一条或者指定数量的刀具轨迹来完成零件侧壁或轮廓的切削 可以使用“附加刀路”选项创建切向零件几何体的附加刀具轨迹所创建的刀具轨迹沿着零件壁，且为同心连续的切削轮廓切削刀具轨迹如图 7-3-11 所示 图 7-3-11 轮廓切削 轮廓切削方法通常用于零件的侧壁或者外形轮廓的精加工或者半精加工 8）标准驱动切削（Standard Drive） 标准驱动是一种轮廓切削方法，它严格地沿着边界驱动刀具运动，在轮廓切削使用中排除了自动边界修剪的功能使用这种切削方法时，可以允许刀具轨迹自相交每一个外形生成的轨迹不依赖于任何其他的外形，只由本身的区域决定，在两个外形之间不执行布尔操作这种切削方法非常适合于雕花、刻字等轨迹重叠或者相交的加工操作标准驱动与轮廓切削的区别如图 7-3-12 所示 图 7-3-12 标准驱动与轮廓切削的区别 标准驱动方法与轮廓切削方法相同，但是多了轨迹自交选项的设置。

如果把轨迹自交选项设置为 ON，它可以用于一些外形要求较高的零件加工，如为了防止外形的尖角被切除，工艺上要求在两根棱相交的尖角处，刀具圆弧切出、再圆弧切入，此时刀具轨迹要相交，可选用标准驱动方法 注意注意：使用标准走刀方式可能会产生过切 10注意注意：刀具路径走刀方式，能够决定铣削的速度快慢与刀痕方向，因此设定适当的切削方式，对于刀具路径的产生，是非常重要的条件最常用方式是在精加工中使用轮廓切削方式，在粗加工中使用跟随工件切削方式 3、切削步进 步进也称为行间距，是两个切削路径之间的间隔距离在平行切削的切削方式下，步进是指两行间的间距；而在环绕切削方式下，步进是指两环间的间距如图 7-3-13 所示 图 7-3-13 切削步进示意图 步进的设置需要考虑刀具的承受能力、加工后的残余材料量、切削负荷等因素在粗加工时， 步进最大可以设置为刀具有效直径的 90％ UG 提供了 4 种设定间距的方式 1）恒定的(Constant) ：指定相邻的刀位轨迹间隔为固定的距离 2）残余波峰高度(Scallop) ：根据在指定的间隔刀位轨迹之间，刀具在工件上造成的残料高度来计算刀位轨迹的间隔距离需要输入允许的最大残余波峰高度值，如图 7-3-13所示。

这种方法设置可以由系统自动计算为达到某一粗糙度而采用的步进，特别适用于使用球头刀进行加工时步进的计算 3）刀具直径百分比(Tool Diameter) ：指定相邻的刀位轨迹间隔为刀具直径的百分比 如果使用刀具直径百分比来确定，无法平均等分切削区域，则系统自动计算出一个略小于此刀具直径百分比的距离，且能平均等分切削区域的距离如切削区域总宽度为20，使用Φ5 的平底刀进行加工，设定步进计算方法为刀具直径，百分比为 60%，则实际产生的刀具路径总切削行数为 4 行，实际切削行距为 2.5（刀具直径的 50%） 注意注意：步进计算时的刀具直径是按有效刀具直径计算，即使用平底刀或者球头刀时，按实际刀具直径 D 计算，而使用圆鼻刀（牛鼻刀）时，在计算时去掉刀尖圆角半径部分即为(D-2R)如 Ø32R6 的刀具，其有效直径为 20如图 7-3-。