1、第8章 加工本章重点：本章主要介绍UG的数控加工，加工单模拟仿真，程序后处理，通过本章学习，使读者了解UG的CAM加工模块功能，实现零件的自动编程全过程。本章难点：UG环境下数控加工自动编程的基本设置，数控加工方法的选择。数控加工是利用记录在媒体上的数字信息对专用机床实施控制，从而使其自动完成规定加工任务的技术，数控加工需要有生产计划、工艺过程、数控编程作为辅助。数控编程是计算机辅助制造（CAM）的关键，主要包括人工编程与计算机自动编程两种方式，UG中加工模块可以实现计算机自动编程。7.1 加工基础知识UG的数控加工功能非常强大，它的加工能力涉及到铣削加工、车削加工、点位加工、线切割加工等。其
2、中铣削加工又根据加工时主轴轴线的方向相对于工件是否可变而分为固定轴铣与可变轴铣。根据加工表面是平面还是轮廓，可以分为平面铣与轮廓铣，铣削加工的分类如图7-1所示。UG的车削加工分为粗车、精车、车槽、车螺纹、钻孔等类型。点位加工模块用于生成钻、扩、镗、铰、攻螺纹等孔加工的刀具路径。线切割加工分为两轴加工和四轴加工两种类型。数控加工可分为如下几个步骤：（1）建立或打开零件图。UG可以在自身的环境中建立三维零件图或平面图，或者与其他软件的接口，采用其他作图软件，如Pro/E等软件中获得三维模型来作为加工用模型。（2）分析与制定加工工艺。通过工艺分析，可以明确在数控加工中应该完成的工作任务。（3）生成
3、刀具轨迹。通过UG编程操作，最后生成刀具轨迹。（4）进行后置处理。通过UG编程操作编出的程序是与特定机床无关的刀具位置源文件，要转换成特定机床能使用的数控程序，还要进行特定转换，这就是所谓的后置处理（Post processing）。（5）获得工艺文件。在这个操作过程中，生成刀具轨迹是用UG的CAM功能来完成的，这个过程又需要经过如下几个过程。（1）创建程序组。（2）创建刀具组。（3）创建几何组。（4）创建加工方法。（5）创建操作。数控加工过程如图7-2所示。7.2 加工设置依据零件的工艺分析，进行符合零件加工实际需要的设置，可以提高工作效率。下面，介绍UG加工过程中的基本设置。一、默认参数的
4、设置在UG加工模块中，有许多默认参数，这些参数，对于不同用户来说，可能是需要修改的，如何修改？可以先打开UG安装目录下的NX 7.5MACHresourcetemplate_partmetric目录，可以看到许多UG模块零件，打开其中一个文件die_sequences.prt，单击“起始”“加工”，进入加工环境中，然后单击“操作导航器”图标，展开该导航栏，可以看到如图7-3左侧图所示有许多图标，如（型腔铣）、（单刀路清根铣）等，不同图标代表一种不同的加工模板及程序。只需要进行双击，在弹出对话框中修改相关参数，并保存即可。现双击其中的一个图标（型腔铣），就可以弹出“型腔铣”对话框，如图7-3中间
5、有右侧图所示。可以修改其中的所有参数，以便符合加工要求与加工习惯，修改完成后保存该文件；同样，可以对其他所有图标进行双击后修改各参数，再保存，最后，重新启动UG，则模板的默认参数就得到修改，在加工时，就使用已设置的参数。一般不建议修改系统参数。二、建立新的加工模板如想要建立一个加工过程中有平面粗铣与精铣、型腔粗铣与精铣，钻孔的模板，并拥有新的参数设置，步骤如下：打开UG安装目录下的NX 7.5MACHresourcetemplate_partmetric目录，按右键拖动一个图标，如mill_planar.prt这个文件图标，松开右键后，在弹出菜单中单击“复制到当前位置”，在文件夹中会增加“复件
6、 mill_planar.prt”文件，将文件更名修改为MySelfCAM.prt，并将该文件属性中的“只读”属性去掉，以便能修改，使用UG打开该文件，并在“操作导航器”中，将所有加工图标选中后按右键删除（参见图7-3左侧图中的各图标），然后，单击“插入”工具条中的“创建刀具”图标，弹出“创建刀具”对话框，单击“face mill”图标，再修改刀具名称，单击“确定”后，弹出“铣刀参数”对话框，在该对话框中修改各刀具参数，如刀具尺寸等，确定后，就完成了一把铣刀的创建。此时，在“操作导航器”中空白处右击鼠标，单击“机床视图”，就可以看到创建的刀具。同理，根据实际加工需要，创建几把不同的刀具（最好是
7、根据在工作中最常用的刀具来确定）。当所有刀具创建完成后，选中所有刀具，右击，在弹出的菜单中单击“对象”“模板设置”，弹出“模板设置”对话框，将“如果创建了父项则创建”复选框钩上，单击“确定”，就完成了刀具的加载设置。刀具创建好后，可以创建操作，单击“插入”工具条中的“创建操作”图标，根据上面的假设，先创建一个平面粗铣、一个平面精铣、一个型腔粗铣、一个型腔精铣及一个钻孔加工，注意在创建各加工方法时，要修改其中的参数，使其符合你的加工要求与习惯，然后保存该模板，就完成了新模板的创建。打开UG安装目录下的NX 7.5MACHresourcetemplate_set文件夹下的cam_general.o
8、pt文件（当然可以使用其他模块的设置文件），该文件是CAM的通用加工模块的设置文件，用记事本打开该文件，结果如图7-4左侧所示。注意，在这些文件中，#上面的内容是英文模板设置，#下面的是中文模板设置，为了将新创建的模板加进来，以便进入加工环境中能看到新的加工模板，并进行初始化，可以将其中一行复制，如复制第一行：$UGII_CAM_TEMPLATE_PART_METRIC_DIRmill_planar.prt这一行，并将最后的内容mill_planar.prt修改为自己的文件名MySelfCAM.prt，即：$UGII_CAM_TEMPLATE_PART_METRIC_DIRMySelfCAM.
9、prt结果添加如图7-4右侧选中的哪一行，保存该文件，然后打开一个要加工的零件，在项目初始化时，就可以在单击“起始”“加工”时弹出的“加工环境”对话框中看到该模板，如图7-5左侧所示。当使用新的模板初始化后，单击“创建操作”时，可以看到如图7-5右侧所示的“创建操作”对话框，显示新模板的几种加工方法。7.3 加工辅助操作打开一个待加工的零件，如打开光盘中附带的文件one.prt，进入加工环境后，首先会弹出“加工环境”对话框，如图7-6所示。在此对话框中，上面是“CAM会话配置”，这里列出了不同的加工模板，而下面的“CAM设置”则是与上面的模板所对应的多个加工模板文件。如选择cam_genera
10、l，则下面显示了7个模板文件，它们表示了不同的加工方法，如平面铣mill_planar、轮廓铣mill_contour，在图7-4中的“CAM设置”处，从上到下分别是平面铣、轮廓铣、多轴铣、钻、孔加工、车削加工、线切割加工。平面铣适合于要加工的底面与侧面垂直的面；而轮廓铣则适合于底面与侧面不垂直的面，包括侧面与底面的加工。在“CAM设置”处选择cam_general，在“CAM设置”处选择mill_planar。单击“初始化”按钮进入到加工环境中。单击“分析”“NC助理”，弹出“NC助理”对话框，如图7-7左侧所示。该工具的作用分析是待加工的零件，如分析图层，即分析一个零件的不同面之间的高度关
11、系，分析圆角大小，分析拐角及拔模角等内容。在该对话框中，将分析类型选择为“层”，然后单击“应用”按钮，可以看到零件上不同高度处的面的颜色不同，同一颜色的平面其高度相同；同理，如果你修改成圆角、拐角或拔模角等选项，会有不同的显示。在“结果”区将“退出时保存面颜色”按钮钩选，则可以在关闭了该对话框后，还保存颜色，便于今后加工时进行面的选择。图7-7右侧是使用不同情况选项时的分析结果。7.4 加工实例及相关概念 7.4.1 底座板加工实例 下面以图7-8所示底座板零件为例简述完整的加工过程。一.分析在生产过程中，加工工艺卡是加工操作的必要文件，操作者要了解工艺过程，并明白自己的加工任务，工艺卡由技术
12、部门制定，以文件形式下发给加工部门。工艺卡的内容包括加工的步骤、每一步骤所用的工装夹具、定位方法、使用机床、机床刀具、本步骤加工图等诸多内容，由于零件加工工艺卡制作较麻烦，因此，一般不太复杂的加工也可以使用加工过程卡，过程卡则简单许多，主要包括加工顺序、加工内容、加工方式、机床、刀具、留余量等项目。因此，过程卡是不能少的。对于以上零件，其加工工艺流程大体上是：准备毛坯（下料）划线加工底面作为基准面加工四周外围平面加工上表平面加工中间各凹陷面（粗精铣）加工螺纹孔（钻孔、攻丝）。现在假设从加工四周外围平面这道工序开始加工，即零件底面已经加工完成，我们来完成后面的各操作，且在编程时，假设不考虑装夹方
13、法（实际工作中需要考虑装夹），这样做主要是便于一次性编程。理解了加工过程，下面就要确定加工所用刀具，如何知道零件上各孔的大小，各平面的高低？这就要使用前面讲的“NC助理”这个工具了，按照上面讲的方法使用“NC助理”工具分析零件中各孔的大小，圆角半径，拐角半径及各待加工的平面的高度，不难发现，此零件中最小的拐角半径为R5，螺纹底孔半径为R3.35，外围圆角半径为R10。刀具半径应该略小于或等于圆角半径。因此，确定如下用刀模式：粗铣、精铣凹陷面时，为提高工作效率，用较大的立铣刀，如 10以上的刀具，这里用 16的立铣刀；精铣时，为保证加工到位，保证每一个转角均能被加工，因此，要选择合适的刀具，由于
14、零件要加工部件的最小圆角为R5，因此，精铣时刀具直径可以选用 8的立铣刀。四周铣削时，由于外围最小圆角半径为R10，因此，也可以用 16的立铣刀，与前面选择的立铣刀相同，以减少用刀数量。钻孔时，先用中心钻打中心孔，以保证后面钻孔时定位准确，中心钻用 4的；然后再钻螺纹的底孔 6.7，用 6.7的麻花钻即可；最后，用M8的丝锥攻丝。二.编程过程打开本书附带光盘安装目录下ug-fileJZ文件夹中的EXE-1.prt文件，显示效果如图7-8所示。单击“起始”“加工”命令，弹出“加工环境”对话框，如图7-9所示。“要创建的CAM设置”与“CAM会话配置”的模板对应多个加工模板文件。如选择cam_ge
15、neral，则下面显示了7个模板文件，表示了不同的加工方法，如平面铣mill_planar、型腔铣mill_contour，在图7-9中的“要创建的CAM设置”处，从上到下分别是平面铣、轮廓铣、多轴铣、钻、孔加工、车削加工、线切割加工。平面铣适合于要加工的底面与侧面垂直的面；而轮廓铣则适合于底面与侧面不垂直的面，包括侧面与底面的加工。在图7-9所示的对话框中，将“CAM会话配置”设置为cam_general，而“CAM设置”设置为mill_planar，然后单击“初始化”按钮，进入到加工环境中，弹出了“创建加工”等多个工具条。同时，导航栏目中增加了“操作导航器”图标。单击此图标，可以展开“操作
16、导航器”导航栏，它是操作管理的重要工具。初始化后，可以先准备一个毛坯，首先，将“实用工具”工具条中的“工作图层”由第一层改为第二层（在其中输入2后按回车键），然后回到建模环境下，用“拉伸”命令建立一个毛坯几何体，并且将毛坯设置为半透明状态，如图7-10所示。其实，也可以用建模方式建立一个毛坯体，加工时，有时可能需要使用复杂的毛坯，则需要用建模的方法来获得。完成了这些操作后，可以进行编程操作。1、创建程序单击“加工创建”工具条中的“创建程序”按钮，弹出“创建程序”对话框，如图7-11所示。在此对话框中，“类型”处可以根据要进行的加工内容进行修改。由于要加工的零件是凹陷的面，其四周也需要加工，因此
17、，选择mill_planar，“父级组”使用默认值，而名称可以根据零件取名，这里用EXE-1为名称。确定后，就完成了程序的创建。单击右则导航栏中的“操作导航器”命令，展开“操作导航器”导航栏，在空白处右击，当弹出快捷菜单后，单击“程序顺序视图”，可以看到如图7-12所示的效果，其中的EXE-1就是刚才创建的程序。2、创建刀具图7-12 创建的程序单击“加工创建”工具条中的“创建刀具”命令，或者在图7-12所示的导航栏中先选中EXE-1图标，然后右击，在弹出的快捷菜单中单击“插入”“刀具”命令，都可以弹出“创建刀具”对话框，如图7-13所示。在此对话框中，类型的选择与前面一样，在图7-13中，子
18、类型中有多种刀具类型，第一排从左到右分别是：立铣刀、球头铣刀、鼓状铣刀、圆柱铣刀（盘状）、鸡心夹头、套；第二排是：头、从库中取刀。先单击子类型中的“立铣刀”选项，然后在名称处输入MILL-D16，其中，名称后面的D16表示刀具直径为 16。确定后，弹出如图7-14所示的Milling Tool-5 Parameters（铣削工具参数设置）对话框。在这个对话框中，可以对其中的参数进行修改，如图7-14所示，修改了直径、刃数等，可以根据实际刀具进行设置。如果有必要，应对其他参数进行相应的修改与设置。完成设置后，单击鼠标中键，完成刀具的设置，此时，展开操作导航栏，在空白处右击后，在弹出的快捷菜单中单
19、击“机床视图”命令就可以看到刚才创建的刀具了。下面可以以与上面相同的方法进行其他刀具的创建，这些刀具分别是：8立铣刀，4中心钻，6.7钻头，M8丝锥。以下是操作要修改的选项列表。在创建刀具时，常用的刀具还有：铰刀（REAMER）、镗孔工具（COUNTERBORING）、埋头孔工具（COUNTERSINKING_TOOL）、丝锥（TAP）、丝板（THREAD_MILL）、镗刀（BORE）等。按照表7-1完成刀具创建后，展开操作导航栏可以看到创建的刀具，如图7-15所示。创建几何体几何体分为多种，如毛坯几何体、部件、MCS坐标等，根据需要，一个程序中可以创建多个几何体，不同的加工部件可能用不同的几
20、何体，如在粗加工时，用毛坯；在精加工时用部件；在改变加工方向时，用MCS坐标等。现在，单击“创建几何体”，弹出“创建几何体”对话框，将“类型”修改为“mill_planar”，结果如图7-16左侧图所示。单击其中的“WORKPICE”按钮，并单击鼠标中键后，弹出“工件”对话框，如图7-16右侧所示。单击“选择或编辑部件几何体”按钮，再单击选中要加工的零件；再单击“选择或编辑毛坯几何体”按钮，弹出“毛坯几何体”对话框，如果已经制作了毛坯，可以单击选中几何体，如果没有制作毛坯，也可以使用“选择选项”组中的其他方法，如“自动几何体”等。这里选择前面作的长方体作为毛坯体，再确定，又回到图7-16左侧所
21、示的“工件”对话框。单击材料按钮来修改工件材料，弹出“搜索结果”对话框，在其中选择某种材料，如选择4140 ALLOY STEEL（合金钢4140），然后确定，返回到图7-16左侧的MILL_GEOM对话框，单击“确定”按钮，完成几何体的创建“WORKPICE_1”的创建。注意：这些钢材是国外牌号，可以使用手册对照。为方便读者，列出部分材料的中文名称，如：CARBON STEEL（碳素钢）、ALLOY STEEL（合金钢）、STAINLESS STEEL（不锈钢）、HS STEEL（高速钢）、TOOL STEEL（工具钢）、ALLUMINUM（铝合金）、COPPER（铜）。4、创建操作创建操作
22、目的是对不同的工序部位做不同的加工编程操作，因此，创建操作是要根据不同的部位来进行的。以本例来说，要加工凹陷面，就是一种操作，进行钻孔是一种操作，攻丝是一种操作等。创建粗加工操作：单击右侧导航栏中的“操作导航器”命令，展开“操作导航器”导航栏，在空白处右击，在弹出的快捷菜单中单击“程序顺序视图”，右击前面创建的程序名EXE-1，在弹出的快捷菜单中单击“插入”“操作”命令，弹出“创建操作”对话框，如图7-17所示。以下是子类型列表。将“类型”修改为mill_planar，然后将“子类型”修改为FACE_MILLING，将“程序”修改为EXE_1、“使用几何体”修改为“WORKPICE_1”、“使
23、用刀具”修改为MILL_D16、“使用方法”修改为粗加工MILL_ROUGH、“名称”读者可以自行修改，进行设置后，单击“确定”按钮，就会弹出“平面铣”对话框，如图7-18所示。在此对话框中，由于前面已经设置了毛坯，所以，该对话框中的“选择或编辑部件几何体”按钮及“几何体”处不需要修改，单击“选择或编辑面”按钮，弹出“指定面几何体”对话框，如图7-19左侧所示。由于要加工的表面为毛坯表面，加工到最后，需要加工到工件表面，因此，加工的深度为5mm，如果使用图7-19左侧图中的“面边界”来选择，就会由于系统自动定义加工面高度而无法加工到工件表面，因此，这里使用“曲线边界”来进行选择。操作如下：单击
24、“曲线边界”按钮，单击选中图7-20图械侧毛坯表面四边作为边界，表明要加工的范围；然后单击图7-19左侧图中“平面”处的“手工”，会弹出“平面”对话框，如图7-19右侧所示，将其中的“类型”修改为“自动判断”，然后选中图7-20左侧中工件上表面上的一个孔的圆心，单击鼠标中键两次，回到“平面铣”对话框中，单击其中“指定面边界”右侧的“显示”按钮，可以看到选择的平面结果如图7-20右侧所示。注：1、在此对话框中，有“面边界”、“曲线边界”及“点边界”三种选择边界的方式。一般地，使用“面边界”的方式选择边界时，要求面一定是水平的，如果平面不是水平的，哪怕只有极小的倾斜角，系统也会报错；另外，面边界被
25、选定后，系统默认最后加工高度即为该面高度。如果用“曲线边界”来定义边界或用“点边界”来定义边界，则可以通过绘制的曲线或零件的边线来进行设置加工边界，且图7-19对话框中的“平面”处的“手工”与“自动”两个按钮可用，单击“手工”，读者可以设置任意加工高度。“点边界”还可以定义出加工表面的小块表面。2、在图7-18的对话框中，指定检查体与指定检查边界的作用是检查加工中是否存在被刀具碰到的几何体。如加工时有压板或其他工具等，刀具不能碰该压板，可以进行设置检查体或边界。现以“指定检查边界”为例来说明，单击“选择或编辑检查边界”按钮，弹出类似图7-19左侧的“指定几何体”对话框，单击“点边界”，制作一个
26、四边形边界，确定后，回到图7-18的状态，需要特别注意的是，此时，要再次单击“选择或编辑检查边界”按钮按钮，出现“检查边界”对话框，单击其中的“手工”单选按钮，出现“平面”对话框，一定要将高度设置高于加工表面，否则，设置的边界就不起作用。读者要注意的是，指定检查体与指定边界只能使用其中之一，二者是互斥的。现在，再回到图7-18状态。单击“切削方式”右侧的下拉框，将切削方式修改为“往复”；将“百分比”修改为60%；将“毛坯距离”设置为5，“毛坯距离”是指毛坯表面到最后加工表面之间的距离。将“每一刀深度”修改为3，表示每一刀切深为3mm；将“最终底面余量”设置为0.5，然后，单击“切削参数”按钮，
27、弹出“切削参数”对话框，如图7-21左侧所示。在这个对话框中，有多个选项卡，其中，“策略”选项卡中，主要有切削方式，包括顺铣和逆铣两种；切削角度，有自动、指定、矢量及最长的线几种，一般可根据需要修改或使用默认值；在精加工选项卡中，主要是选择是否需要增加精加工刀路；在毛坯选项卡中，毛坯距离是指毛坯与加工表面间距离；“延伸到部件轮廓”则可以改变加工时的刀路的长短，如果让该项选中，则加工会一直延伸到产品边界处，如果产品中间平面有间断，也不会考虑这种间断。效果如图7-21右侧图所示。现在，选择“余量”选项卡，然后将“壁余量”改为0.5，单击“确定”按钮完成操作，返回图7-18所示的对话框。单击“非切削
28、移动”按钮，弹出“非切削移动”对话框，该对话框类似图7-21所示对话框，这里有较复杂的设置，如进刀与退刀的类型、倾角、安全距离等参数；另外，在此对话框中，有“传递/快速”选项卡，其中有“安全距离”设置，在“安全设置选项”中有“使用继承的”、“自动平面”、“平面”、“圆柱”、“点”、“包容块”、“球”等多个选项，读者在设置时可根据实际情况选择，一般可设置为“包容块”或“自动平面”等，需要注意的是，这个项没有设置时，在生成刀具路径时可能会弹出一个“安全几何体传递方法已请求，但未指定任何安全几何体”的警告对话框，因此，必须设置完该选项才能生成刀具路径。我们在这里也设置成“包容块”，其余参数使用默认值
29、。单击确定按钮后，又回到图7-18所示状态。单击“进给率和速率”按钮，弹出“进给率和速度”对话框，如图7-22所示左侧所示。修改表面速度、每齿进给及主轴速度等，如图7-22左侧所示。完成设置后，又回到图7-18所示的对话框。对于其他参数，可根据加工需要进行设置。完成所有设置后，单击“生成”按钮，系统将自动生成加工程序代码并显示加工路径，如图7-22右侧上方图所示。此时，单击“确认”按钮，可以弹出“可视化刀轨轨迹”对话框，单击“3D动态”按钮，然后单击“播放”，可以看到仿真加工的效果，如图7-22右侧下方所示仿真效果。播放完成后，单击鼠标中键确定两次，保存程序。打开操作导航栏，在空白处右击，在弹
30、出的快捷菜单中单击“程序顺序视图”命令，可以看到刚才创建的程序，如图7-23所示。创建精加工操作：上面的程序完成的是对上平面的粗加工操作，以同样的方式，还要对上平面进行精加工，创建操作的过程都是类似的，只是在出现图7-17时，将“使用方法”修改为MILL_FINISH，其余操作一样，这里就不再重述，读者可自行完成操作。创建四周加工程序：零件四周有多余的毛坯精，需要进行加工，由于我们假设的毛坯是一个长方体，因此，有较多的余量需要削除。单击“创建操作”按钮，弹出“创建操作”对话框，单击“PLANAR_MILL”（平面铣），将程序设置为EXE-1，刀具设置为MILL-D16，几何体设置为WORKPI
31、CE-1，方法设置为“MILL-ROUGH”，单击“确定”按钮后，弹出图7-24所示“平面铣”对话框。可以看到，该对话框和前面的图7-18中的平面铣对话框类似，但这里在“几何体”组内选择的内容多些，这些内容有“几何体”，用来指定毛坯；，用来确定要加工的边界，是零件即产品模型边界；则是用来确定毛坯的最大边界，往往由“指定部件边界”与“指定毛坯边界”组成的区域是要加工的区域。根据需要，有时也可以不设置“指定毛坯边界”；另外，在这里还有一项“指定底面”，是确定最后加工的底平面，刀具会加工到该面，如图7-25左侧图说明了底面的概念，要加工面为A时，即底面如图所示“A面的底面”。由部件边界、毛坯边界及底
32、面三项组成的空间是需要去除材料的区域。如图7-25右侧所示是各边界值。单击“编辑或选择部件边界”按钮，弹出“几何边界”对话框，在该对话框中，模式有“曲线/边”、“边界”、“面”和“点”四种选项，其实是对应图7-18左侧中的三种边界选择方式的。这里使用面，先单击“忽略孔”按钮，使其钩上钩，然后直接选择图7-25中的部件上表面，单击鼠标中键，完成选择，回到图7-24所示效果。类似地，指定毛坯边界，不过，在弹出“几何边界”对话框时，使用模式为“曲线/边”，先选择毛坯的上表面的四边（参考前面操作），然后在对话框中“平面”右侧下拉框中选择“用户定义”（默认为“自动”），一样会弹出“平面”对话框，选择产品
33、模型的上表面上的一个孔的圆心，然后按鼠标中键三次回到图7-24所示状态。最后选择“底面”为产品底面。单击各个“显示”按钮，结果如图7-25右侧所示。现在，单击图7-24对话框中的“切削层”按钮，弹出“切削层”对话框，将“类型”修改为“恒定”，将“每刀深度”区中的“公共”值修改为6，表示一次加工深度为6mm，然后单击鼠标中键完成设置，再将“步距”修改为30%。其余操作和前面面铣类似，请参照前面操作进行，不再重复说明。完成设置后，单击“生成”，就可得到如图7-26左侧所示刀路效果，单击“确定”，进行“3D动态”仿真得到如图7-26右侧效果。创建四周壁的精加工操作：单击“创建操作”按钮后，当弹出“创
34、建操作”对话框，单击“PLANAR_PROFILE”（平面轮廓铣），将程序设置为EXE-1，刀具设置为MILL-D16，几何体设置为WORKPICE-1，方法设置为“MILL-FINISH”，单击“确定”按钮后，会弹出类似图7-24所示“平面轮廓铣”对话框，设置其中的每刀切深为8，其余设置过程与前面操作一致，但这次不需要设置“指定毛坯边界”这一项，因为平面轮廓铣只是对四周壁进行精加工，只进行最后一刀加工。完成设置后生成程序即可。创建中间孔的粗精加工操作：与前面操作类似，这次在单击“创建操作”按钮后，当弹出“创建操作”对话框，单击“FACE_MILLING_AREA”（区域面铣），将程序设置为E
35、XE-1，刀具设置为MILL-D8，几何体设置为WORKPICE-1，方法设置为“MILL-ROUGH”，单击“确定”按钮后，弹出图7-27所示“区域面铣”对话框。在这个对话框中，“指定切削区域”用来指定要加工的范围，这里指定为图7-26左侧图中的面A与面B即可。而“指定壁几何体”则是用来对加工面四周壁的设置的，如果不进行这项设置，则在加工时，四周余量是一样的，如果是精加工，则四周余量为零；但如果你只指定某一侧或几个侧的壁进行，则可单独对这些指定的壁进行余量设置，具体设置指定壁的余量可以通过“切削参数”来设置，如图7-28左侧所示，是“指定壁几何体”为壁A，在“切削参数”中“余量”页面内设置“
36、壁余量”为0，结果加工后效果如图7-28右侧所示。由上面分析可以看出，一旦使用了“指定壁几何体”这项，则被指定的壁的余量将由“切削参数”对话框中的“壁余量”确定，而未指定的部分的壁余量则由“部件余量”来确定。本例加工时不需要指定壁，因此，四周余量将由部件余量来确定。还需要指出的是，在“切削模式”中，这里设置为，可以将加工面的底面全铣到，如果要进行最后壁的加工，可以使用。其余设置与前面类似，请读者完成。生成的刀路如图7-29所示，进行“2D动态”仿真的效果如图7-29右侧所示。同样地，读者可以完成精加工操作。创建中心钻点位加工操作：按前面类似的做法，创建一个新的操作，用来完成中心钻的加工，操作过
37、程与上面的操作类似，下面说明其过程。当出现图7-17所示的对话框时，将类型、子类型及其他参数修改为如图7-30左侧所示的参数设置。在这个对话框中，由于将类型修改为drill，故子类型有改变，这些子类型的意义如表7-3所示。单击鼠标中键或单击“确定”按钮后，会出现“钻”对话框，该对话框上部内容如图7-30右侧所示。在这个对话框中，单击“孔”按钮后，会弹出“点到点几何体”对话框，单击“选择”按钮，又弹出无名对话框，单击其中的“一般点”按钮，出现“点构造器”对话框，单击“圆弧中心/椭圆中心/球心”按钮，然后逐一选中零件中要加工的7个螺纹孔的中心，注意选择顺序即是后面的加工顺序。选择完成后，多次单击“
38、确定”按钮，又回到了图7-30右侧所示的状态，再单击“标准钻”右侧的“编辑参数”按钮，弹出“指定参数组”对话框，单击“确定”按钮，出现“Cycle参数”对话框，单击其中的Depth按钮，弹出“Cycle深度”对话框，单击“刀尖深度”按钮，然后在新对话框中输入深度值为3mm（因为现在是用中心钻钻出定位孔，一般只需要钻3-5mm就可以了，后面设置时应该超过25，以便钻穿），单击两次“确定”按钮返回到图7-30右侧所示的状态，再对其他参数进行设置，最后进行生成，可得中心钻进行点钻的加工刀路。在图7-30右侧的对话框中，“指定顶面”用来指定钻孔开始的表面，“指定底面”则是孔底的参考面，可以设置也可以不
39、设置。其他操作：现在还要创建钻孔加工与攻丝加工，由于其操作过程与上面的中心钻加工过程类似，因此，不一一详述，只把几个要修改的关键内容稍作说明。第一是类型参数设置不同，图7-31及图7-32所示是钻孔与攻丝加工时的参数设置。另一个不同是钻孔深度取“刀肩深度”，其值为26mm，而攻丝深度为“到底面”，其他操作大体类似，读者可自行完成。完成所有操作后，在操作导航器的导航栏内，右击，在弹出快捷菜单中单击“程序顺序视图”命令，可以看到有5种操作的程序段，按住Ctrl或Shift键，选中所有程序，然后单击“加工操作”工具条中的“确定刀轨”按钮，将打开“可视化刀轨轨迹”对话框，单击“3D动态”按钮，然后单击
40、“播放”按钮，可以看到三维效果的加工模拟。完成模拟后，仍然选中刚才做的程序，然后单击“加工操作”工具条中的“后处理”按钮，弹出“后处理”对话框，在“可用机床”列表框中选中一个机床型号，如MILL-3-AXIS，然后在输出文件名处给出程序输出的路径与文件名，然后确定，完成程序的输出，同理可以输出CLSF文件等。最后，单击“车间文档”按钮，弹出“加工部件报告”对话框，在此对话框中，有多种可用模板，且这些模板又分为TEXT格式或HTML格式，其中，TEXT格式是纯文本，而HTML格式可以有图片等内容，但要在浏览器中才能打开。这些模板输出的内容为车间常用文件，如刀具表、过程卡等内容。读者可以根据需要进
41、行一个或多个文件的输出。7.4.2 风扇叶模具加工图7-33所示是风扇叶片的下模图。分析：风扇叶片下模中间有个圆柱形凸出部位，其与四周有一个宽度为1mm的圆形凹槽，见图7-33左侧中放大部分，这么小的凹槽，其深度较大（18mm），如果直接用铣床来铣是无法完成的，如果作专用刀具进行钻铣，也难以保证其精度与粗糙度的要求，因此，最好是将这一部分作成镶块，经车床车削加工得到圆柱形镶块，然后从后面打入下模中，实际效果如图7-34所示。经过这样分解后，可以很容易地作出镶块，并且减轻了风扇叶片下模的加工难度，即可以只加工如图7-35所示的内容。假设已经作出了如图7-36所示的毛坯，然后在此毛坯基础上加工出如
42、图7-35所示的效果，具体加工操作过程如下。一.创建程序单击“起始”“加工”命令，打开“加工环境”对话框，参见图7-9，将该对话框中的“CAM会话配置”设置为Cam_general，而“CAM 设置”设置为轮廓铣mill_contour，然后单击“初始化”按钮，完成初始化后进入到加工环境中。单击“创建程序”按钮，弹出“创建程序”对话框，给程序取名为DFSMZ，其余内容取默认值，然后单击“确定”按钮完成程序的创建。二.创建刀具加工本零件时，可以先粗加工，然后精加工，遵循先粗后精的加工原则；为了确定加工的各处平面，圆角半径等，使用NC助理来进行分析，粗加工时用 10的立铣刀；精加工时用 3的球头铣
43、刀；清角用 3的立铣刀。单击“创建刀具”按钮，选择类型为mill_contour，子类型为立铣刀，并在名称后面加上-号，然后再加上刀具直径，确定，弹出如图7-13所示的对话框，设置各参数后，完成一把刀具的创建，用同样的方法创建其他刀具，全部刀具创建完成后，可以在操作导航栏的机床视图中看到所创建的刀具，如图7-37所示。三.创建几何体这个要加工的零件是分模而来的零件，在加工时，需要创建加工坐标系，单击“创建几何体”按钮，弹出如图7-38所示的对话框。按图7-38所示设置，确定后，弹出MCS对话框，并且可以看到，加工坐标系处于激活状态，将加工坐标系的ZM轴旋转朝上，如图7-39所示。单击“确定”按
44、钮后，在操作导航栏中以“几何体视图”显示时，可以看到刚才创建的几何体，如图7-40所示。其中，MY-MCS是刚才创建的几何体，而MCS-MILL是原有的几何体。如果使用MCS-MILL来进行加工，会使加工反向。四.创建方法在UG加工中，创建方法这一步不是必须的，但有时因加工的需要，可能需要创建方法，如精加工时要留余量或有其他必要的设置。如果不创建方法，系统已经提供了多种默认方法，读者也可以选择。单击“创建方法”按钮，弹出“创建方法”对话框，如图7-41所示。单击第4个按钮精加工MOLD-FINISH-HSM，并在名称前面加上“MY-”，然后单击“确定”按钮，弹出MOLD-FINISH-HSM对
45、话框，如图7-42所示。在图7-42所示的对话框中，图标是用来修改加工切削参数的，单击可以弹出“进给与速度”对话框，读者可以修改这些参数；图标是用来修改加工轨迹的颜色的，单击可以弹出“刀轨显示颜色”对话框；图标是用来修改刀轨显示选项的，单击可以弹出“显示选项”对话框，单击这3个按钮将得到如图7-43所示的3个对话框。单击“切削方式”按钮，可以弹出图7-44所示的“搜索结果”对话框。在此对话框中搜索出了多种切削方法。读者可以选择其中之一。现在，将图7-42所示对话框中的“部件余量”修改为0.2作为精加工的余量，这便于以后进行电火花加工。其余的参数不修改，直接单击鼠标中键，完成方法的创建。五.创建
46、操作 现在，可以开始创建操作了。单击“创建操作”按钮，弹出“创建操作”对话框，进行设置，结果如图7-45所示。注意上面的设置，这里选择的加工子类型为“轮廓区域铣”CONTOUR_AREA，单击鼠标中键后，弹出“轮廓区域铣”对话框，如图7-46所示。先单击“选择或编辑部件”，在弹出“工件几何体”对话框后，单击选中加工工件，然后确定，又回到图7-46所示的状态；直接使用默认的各项参数，单击“生成”，完成刀轨的建立，结果得到如图7-47所示的刀轨。单击“确认”按钮，以“3D-动态”方式仿真铣削效果，如图7-48所示。单击鼠标中键，完成粗加工操作的创建。在图7-45中可以看到，当类型选择为轮廓铣时，有
47、许多子类型，为便于读者理解，将这些子类型图标在表7-4中进行说明。为了让加工更加精细，再创建精加工操作，创建过程与前面操作类似，单击“创建操作”按钮后，出现图7-45所示对话框，进行如下的设置：类型：mill_contour子类型：CONTOUR_AREA_NON_STEEP程序：DFSMZ几何体：MY-MCS使用刀具：BALL-MILL-D3使用方法：MY-MOLD-FINISH-HSM名称：CONTOUR_AREA_DIR_STEEP确定后，弹出如图7-40所示的对话框。先单击“选择或编辑部件”按钮，在弹出新对话框后，选择加工零件，确定后返回到图7-46所示状态；然后，单击“选择或编辑区域
48、”按钮，将弹出“切削区域”对话框，如图7-49所示，选择要加工的区域，参考图7-50所示区域选择。单击“确定”按钮后，回到图7-46所示状态，单击“区域切削”右侧的“编辑”按钮，将弹出“区域切削驱动方法”对话框，将该对话框中的“切削模式”修改为单向；将平面直径百分比修改为30，然后单击“确定”按钮回到图7-46所示的状态。单击“进给率和速度”按钮，弹出“进给率和速度”对话框，将“表面速度”修改为120，主轴速度设置为1000，确定后又回到图7-46所示的状态。单击“生成”按钮，得到精加工的刀轨。单击“确定”按钮后，保存生成的刀轨。现在，展开“操作导航器”导航栏，在空白处右击，在弹出的快捷菜单中
49、单击“程序顺序视图”命令，在打开的对话框中单击DFSMZ前面的+号，看到有两个程序段。右击CONTOUR_AREA_NON_STEEP图标，弹出快捷菜单，单击“对象”“变换”命令，弹出“CAM变换”对话框，单击“绕点旋转”按钮，弹出“点构造器”对话框，选中图7-50所示工件中间的圆心，确定后，输入“角度”值为120，再单击鼠标中键，弹出新的无名对话框，单击“复制”按钮，看到有刀轨生成，并得到新的无名对话框，单击“确定”按钮，完成刀轨的旋转复制，得到一个新的精加工刀轨。重复上面的操作，不过将操作过程中的“角度”修改为240，又得到一个新刀轨。此时，展开操作导航栏，以“程序顺序视图”方式显示时，可
50、以看到复制了两个刀轨。为了精加工四周表面，还和上面一样，在“操作导航器”导航栏中，右击CONTOUR_AREA_NON_STEEP图标，单击“复制”按钮，然后右击DFSMZ，单击“粘贴”按钮，结果在导航栏中又增加了一个程序段。双击此新的程序段，弹出与图7-44一样的对话框，单击“切削区域”，再单击“重新选择”按钮，将弹出“切削区域”对话框，逐一选择，如图7-51所示区域。单击“生成”按钮，完成刀轨的创建。单击鼠标中键，保存程序。现在，依照上面的操作，完成多路径清根铣FLOWCUT_MULTIPLE操作的创建，使用的刀具为MILL-D3，精铣。完成后进行仿真铣削，效果如图7-52所示。加工过程中
