1、第12章 UG车削编程车削加工，如图12.1所示。UG车削模块提供了粗车、多次走刀精车、车退刀槽、车螺纹和钻孔循环等加工类型。能准确控制进给量、主轴转速和加工余量等参数。而且能模拟仿真刀具轨迹，可检测参数设置是否正确等功能。12.1 车削类型与流程 12.1.1 车削加工类型 12.1.2 车削加工步骤 12.1.1 车削加工类型选择创建操作图标或单击【菜单栏】【插入】【操作】按钮，弹出创建操作对话框，如图12.2所示。操作子类型比较多，其中有很多子类型的操作步骤、参数设置一样。按照加工对象的不同可分为三大类型：循环固定加工：从中心孔到攻螺纹。表面加工：从车端面到精镗内孔。其他加工：从模式到用
2、户定义。操作子类型按图12.2排列，英文图标翻译为中文如下表12.1。12.1.2 车削加工步骤在进行车削加工时，加工环境和以往的铣加工略有不同。单击【开始】【加工】按钮，弹出加工环境对话框，如图12.3所示。选择【CAM会话配置】为Lathe（车床）或cam_general，【要创建的CAM设置】为Turning（车削加工）。创建车削加工的步骤如下：（1）创建工件几何体和车削几何体。（2）创建方法、程序组和刀具。（3）创建车削加工操作。（4）设置操作参数。（5）生成刀具轨迹。12.2 车削加工共同选项 在车削加工类型模板里，子类型都有很多共同的选项。这些选项（刀轴、进给、速度等）的设置过程、
3、参数在每个类型里几乎是一样的。为了方便学习，对比出子类型的区别，这里将集中讲解。12.2.1 车削加工横截面在车削加工中，一般采用车削加工横截面作为加工零件的边界。而车削加工横截面建立之前，需设置车床坐标系。以坐标系的某一平面剖开零件，得到车削加工横截面。单击【工具】【车加工横截面】按钮，弹出【车加工横截面】对话框，如图12.4所示。各按钮具体内容如下：全剖：此类型用于完全为回转体的零件加工，一般车削加工多用类类型。【车加工横截面】对话框部分按钮有效。复杂截面：此类型用于非完全为回转体的零件加工。【车加工横截面】对话框所有的按钮都有效。12.2.2 层角度 层角度是指定刀具的切削方向与主轴之间
4、的角度，如图12.5所示。角度的基准是以车床主轴的正方向来判断。层角度设置的方法可以在层角度输入栏输入，如图12.6所示。也可以通过矢量构造器来确定层角度。12.2.3 方向刀具的切削的方向有2种：向前和向后，如图12.7所示。车加工时车刀一定要沿着规定的方向前进，如果违反方向规定软件可能拒绝生成刀路，甚至加工时刀具损坏。对于单一方向切削刀具，软件生成刀具轨迹时已调整好方向，一般不需要调整。对于能往复切削的刀具，可根据实际的工艺调整方向。12.2.4 变换模式当车削截面中含有凹槽（在轴向上看被遮住的小块区域），如图12.8所示。刀具可能沿加工方向无法切削，需要调整刀具的加工方向或者忽略不切削凹
5、槽。单击【变换模式】按钮，弹出下拉选项框。一共有5种解决方法，具体含义如下：根据层：每层按照指定的深度切削，当加工到凹槽时，先加工靠近起始点的位置。反置：与根据层含义相反。最接近：每层按照指定的深度切削，当加工到凹槽时先加工最靠近凹槽的一点。以后切削：当所有的粗加工都完成，最后加工凹槽。省略：省略凹槽的加工。12.2.5 车加工方法车加工方法是定义加工（孔加工、螺纹加工、径向切削等）的余量与公差等，对加工的精度起重要的作用。软件默认的车加工方法一共有8种，具体含义如下：LATHE_AUXILIARY：车削辅助线，适合于孔加工固定循环。LATHE_CENTERLINE：车削中心线，适合于孔加工固
6、定循环。LATHE_FINISH：车削精加工。LATHE_GROOVE：车削沟槽加工。LATHE_ROUGH：车削粗加工。LATHE_THREAD：螺纹加工方法。METHOD：缺省。NONE：无。12.2.6 创建刀具可转位数控刀具不同于普通整体式刀具，刀具磨损后只需要更换标准的刀片。因此在UG_CAM的编程里面，刀具一般只需要设置标准刀片的类型和参数即可，详细的刀片代码请参考本书附录5。（1）单击【菜单栏】【插入】【刀具】按钮，弹出【创建刀具】对话框。如图12.12所示。（2）输入刀具名称，其它默认。（3）单击【确定】按钮，弹出【车刀-标准】对话框，如图12.13所示。（4）设置刀具刀片类型
7、、参数、是否加刀杆等。12.3 外轮廓轴加工实例 外轮廓轴加工模型，如图12.15所示。模型为典型外轮廓轴类，使用的材料为45#钢。零件的毛坯为圆柱体，尺寸为76206，只要求生产一件。12.3.1 加工工艺分析外轮廓轴表面有柱面、圆角及沟槽等。加工区域主要分为两个部分：左边区域和右边区域。其中多个径向尺寸与轴向尺寸有较高的精度和低的表面粗糙度要求。具体的加工路线为：车右端面粗车右台阶面切槽精车右台阶面粗车左台阶面精车左台阶面。外轮廓轴加工工序表，如表12.2所示。12.3.2 CAM设置外轮廓轴为回转体需要数控车床加工，因此使用的加工模板为车加工模板（Turning）。具体的步骤如下：（1）
8、启动NX6.0，打开外轮廓轴实例文件（光盘Examplech1212.3tjc.prt）。（2）单击【开始】|【加工】按钮，弹出【加工环境】对话框，如图12.16所示。（3）单击【CAM会话配置】下拉列表框，选择车床（Lathe）配置，单击【要创建的CAM设置】下拉列表框，选择为车加工（Turning）模板。（4）单击【确定】按钮，进入加工环境界面。12.3.3 机床坐标系本节机床坐标系需设置在外轮廓轴右端面圆心上，具体步骤如下：（1）右键在导航器内，切换视图为几何视图。（2）双击【MCS_MILL】按钮，弹出【MCS主轴】对话框，如图12.17所示。（3）单击CSYS对话框按钮，弹出CSYS
9、对话框。（4）单击【确定】按钮，默认为动态模式。单击零件右端面圆心，坐标系移动到指定位置点。（5）单击【确定】按钮，完成退出CSYS对话框。（6）单击【确定】按钮，完成退出【MCS主轴】对话框，如图12.18所示。12.3.4 创建刀具按照外轮廓轴加工工序表，本小节需要的5把刀具。为了节省时间，精车刀具可以在原有的粗车刀具上修改完成。1创建80左手车刀2创建3毫米切槽刀3创建80右手车刀4创建其他车刀12.3.5 创建车加工横截面本小节以模型零件和MCS主轴的ZX、ZM平面创建车加工横截面，供各操作的车削边界使用。具体步骤如下：（1）单击【菜单栏】|【工具】|【车加工横截面】按钮，弹出【车加工
10、横截面】对话框，如图12.27所示。（2）单击体图标，鼠标移动到工作区单击选择外轮廓轴。（3）单击剖切平面图标，默认以MCS_SPINDLE（ZMXM）平面创建横截面线串，如图12.28所示。（4）单击【确定】按钮，完成退出【车加工横截面】对话框。12.3.6 创建右车加工边界 外轮廓轴的加工分为左、右两个部分，因此车加工边界不能同时在两边，本小节首先为右边区域创建右车加工边界，具体步骤如下：1指定部件边界 2指定毛坯边界12.3.7 车右端面 本小节使用车端面操作粗加工零件的右端面，具体步骤如下：1创建操作 2设置切削区域 3刀轨设置 4操作12.3.8 粗车右台阶面 本小节使用粗车外圆操作
11、开粗右边区域，具体内容如下：1创建操作 2刀轨设置 3操作 12.3.9 切槽 本小节使用外圆沟槽操作，使用成型刀具一次加工出沟槽，具体步骤如下：1创建车加工边界 2创建切槽操作 3设置切削区域 4刀轨设置 5操作12.3.10 精车右台阶面 精车右台阶面与粗车右台阶面的车削边界是一样的，因此可以把YD车削边界作为精车右台阶面的几何体父节点。1创建操作 2刀轨设置 3操作12.3.11 创建左车加工边界 创建左加工边界与创建右车加工边界的步骤类似，两个边界的曲线数据都来自于车加工横截面。具体步骤如下：12.3.12 粗车左台阶面 本小节使用粗车外圆操作加工左边区域，加工时左手刀具换成右手刀具。
12、具体步骤如下：1创建操作 2刀轨设置 3操作12.3.13 精车左台阶面 精车左台阶面与粗车左台阶面车削边界一样，因此可以直接使用左车加工边界。具体的步骤如下：1创建操作 2刀轨设置 3操作 12.3.14 刀轨模拟外轮廓轴加工所有操作创建完毕，为了保证所编制程序没有差错，接下来进行刀轨模拟验证。具体步骤如下：（1）单击WORKPIECE或者其它操作的父节点。（2）单击【操作工具条】【确认】按钮，弹出【刀轨可视化】对话框。（3）单击【2D材料移除】复选按钮，开启2D材料移除命令。鼠标拖动动画速度滑块到3，如图12.85所示。（4）单击播放图标，刀轨模拟开始，如图12.84所示。（5）观察刀具轨
13、迹是否有异常情况出现。（6）单击【确定】按钮，完成退出【刀轨可视化】对话框。12.4 内轮廓轴加工实例 如图12.86所示，为典型内轮廓轴类零件，材料为45#钢。毛坯为圆柱体尺寸为76185。轴外表面不需要加工，要加工的内容为内轮廓。12.4.1 加工工艺分析 内轮廓轴毛坯为实心材料，车刀无法进入。因此先使用麻花钻加工出足够的空间之后，再用车刀做精加工。内轮廓轴直径为46的孔使用需要镗或车的方法加工，直径为20的孔采用钻加工。具体的加工路线为：打中心孔钻直径10引导孔钻直径20孔车内轮廓。具体的加工工序如表12.3。12.4.2 CAM设置内轮廓轴为回转体，加工需要的设备是数控车床，使用的模板
14、为车加工（Turning）模板。具体步骤如下：（1）启 动 N X 6.0，打 开 内 轮 廓 轴 实 例 文 件（光 盘Examplech1212.4nlk.prt）。（2）单击【开始】|【加工】按钮，进入【加工环境】对话框，如图12.87所示。（3）单击【CAM会话配置】下拉列表框，选择车床（Lathe），单击【要创建的CAM设置】下拉列表框，选择为车加工（Turning）模板。（4）单击【确定】按钮，进入加工环境界面。12.4.3 机床坐标系机床坐标系需设置在内轮廓轴的右端面圆心上。具体步骤如下：（1）右键在导航器内，切导航器换视图为几何视图。（2）双击操作导航器内【MCS_MILL】按
15、钮，弹出【MCS主轴】对话框。（3）单击坐标系设置图标。弹出CSYS对话框。如图12.88所示。（4）单击【确定】按钮，默认为动态模式。单击零件右端面圆心。（5）单击【确定】按钮，完成退出CSYS对话框。（6）单击【确定】按钮，完成退出【MCS主轴】对话框，如图12.89所示。12.4.4 创建刀具按照内轮廓轴加工工艺，内轮廓轴加工需要4把刀具。具体内容如下：1创建120中心钻2创建直径10麻花钻3创建55内孔车刀12.4.5 钻中心孔 本小节使用中心钻加工出右端中心孔，为提高钻直径10孔的定位精度。具体步骤如下：1创建操作 2起点和深度设置 3刀轨设置 4操作12.4.6 钻直径10引导孔
16、本节要加工的内容是钻直径10引导孔，考虑孔比较深采用的操作是断屑钻。1创建操作 2设置循环类型 3 起点和深度设置 4操作 12.4.7 扩直径20孔 扩直径20孔的步骤，请参照钻直径10引导孔步骤完成，也可以直接复制钻直径10引导孔操作，修改刀具和进给率等完成，具体步骤不在详述。12.4.8 车内轮廓 内轮廓精度比较高，因此车内轮廓包含了粗加工和精加工操作，可以使用粗加工一个操作完成，但是需要开启附加轮廓加工命令完成精加工。1创建操作 2刀轨设置 3操作12.4.9 刀轨模拟内轮廓轴加工所有操作创建完毕，为了保证所编制程序没有差错，接下来进行刀轨模拟验证。具体步骤如下：（1）单击WORKPI
17、ECE图标等父节点。（2）鼠标移动到操作工具条，单击确认图标，弹出【刀轨可视化】对话框。（3）单击【3D动态】标签，弹出【3D动态】选项卡。（4）单击【选项】按钮，弹出【IPW碰撞检查】对话框，单击【碰撞时暂停】复选按钮，如图12.120所示。（5）单击【确定】按钮，完成退出【IPW碰撞检查】对话框。（6）单击播放图标，刀轨模拟开始。观察刀具轨迹是否有异常情况出现。（7）刀轨模拟完毕，单击【确定】按钮，完成退出【刀轨可视化】对话框。12.5 练习题1.车削截面的制作步骤，在车加工中起何作用？2.简述车加工逼近和分离各点的位置含义？3.如图12.121所示模型（光盘Examplech1212.5lx.prt）为典型外轮廓轴类零件，毛坯尺寸为20180，材料为45#钢，中批量生产。试对该零件进行数控车削工艺分析,编制加工程序。
