3.数控编程过程

1）进入UG加工环境

（1）在横向菜单中单击“应用模块”选项卡，再单击“加工”命令。

（2）在【加工环境】对话框中选择“cam_general”选项和“mill_contour”选项，单击“确定”按钮，进入UG加工环境。此时，实体上出现两个坐标系：基准坐标系和工件坐标系，这两个坐标系重合在一起。

（3）按键盘上的W键，还会出现1个坐标系（动态坐标系），这个坐标系与上述两个坐标系重合。

（4）单击“菜单|编辑|移动对象”命令，在【移动对象】对话框中，对“运动”选择“距离”选项，对“指定矢量”选择“ZC↑”选项，把“距离”值设为-20mm，对“结果”选择“移动原先的”单选框。

（5）单击“确定”按钮，实体往下移动20mm。此时，工件坐标系位于实体上表面的中心，基准坐标系位于实体底面，如图4-12所示。

（6）在屏幕左上方的工具条中单击“几何视图”按钮。

（7）在“工序导航器”中展开的下级目录，再双击“WORKPIECE”选项。

（8）在【工件】对话框中单击“指定部件”按钮，在绘图区选择整个实体，单击“确定”按钮。然后，单击“指定毛坯”按钮，在【毛坯几何体】对话框中，对“类型”选择“包容块”选项，把“XM-”、“YM-”、“XM+”、“YM+”、“ZM+”值都设为1mm。

2）创建ϕ12mm立铣刀与ϕ6mm立铣刀

（1）单击“创建刀具”按钮，在【创建刀具】对话框中，对“刀具子类型”选择“MILL”图标，把“名称”设为“D12R0（铣刀-5参数）”。设置完毕，单击“确定”按钮。

（2）在【铣刀-5参数】对话框中，把“直径”值设为12mm、“下半径”值设为0mm。

（3）按照上述方法，创建D6R0立铣刀，把“直径”值设为6mm、“下半径”值设为0mm。

3）创建ϕ12mm立铣刀刀路（粗加工程序）

（1）单击“创建工序”按钮，在【创建工序】对话框中，对“类型”选择“mill_planar”选项。在“工序子类型”列表中单击“带边界面铣”按钮，对“程序”选择“NC_PROGRAM”选项、“刀具”选择“D12R0（铣刀-5参数）”选项、“几何体”选择“WORKPIECE”选项、“方法”选择“MILL_ROUGH”选项，如图4-13所示。设置完毕，单击“确定”按钮。

（2）在【面铣】对话框中单击“指定面边界”按钮，在【毛坯边界】对话框中，对“选择方法”选择“曲线”选项、“刀具侧”选择“内侧”选项，对“平面”选择“指定”选项，如图4-14所示。

（3）在工作区上方的工具条中选择“相切曲线”选项，如图4-15所示。

（4）在实体上选择方形凹坑口部的内边线作为边界曲线，选择方形凹坑的底面作为指定平面（加工的最低深度），如图4-16所示。

（5）在【面铣】对话框中，对“刀轴”选择“+ZM轴”选项、“切削模式”选择“往复”选项、“步距”选择“刀具平直百分比”选项，把“平面直径百分比”值设为75.0000（%）、“毛坯距离”值设为15.0000（单位：mm）、“每刀切削深度”值设为0.5000（单位：mm）、“最终底面余量”值设为0.1000（单位：mm），如图4-17所示。

（6）单击“切削参数”按钮，在弹出的【切削参数】对话框中，单击“策略”选项卡，对“切削方向”选择“顺铣”选项、“剖切角”选择“指定”选项，把“与XC的夹角”值设为0°；勾选“添加精加工刀路”复选框，把“刀路数”值设为1、“精加工步距”值设为1.0000mm，如图4-18所示。单击“余量”选项卡，把“部件余量”值设为0.2mm、“壁余量”值设为0.2mm、“最终底面余量”值设为0.1mm。单击“拐角”选项卡，对“光顺”选择“所有刀路”选项，把“半径”值设为2.0000mm，如图4-19所示。

（7）单击“非切削移动”按钮，在弹出的【非切削移动】对话框中单击“进刀”选项卡，在“封闭区域”列表中，对“进刀类型”选择“螺旋”选项，把“直径”值设为10.0000mm、“斜坡角”值设为1.0000（单位：°）、“高度”值设为1.0000mm；对“高度起点”选择“当前层”选项，把“最小安全距离”值设为0.0000mm，如图4-20所示。单击“转移/快速”选项卡，在“区域内”列表中，对“转移方式”选择“进刀/退刀”选项、“转移类型”选择“前一平面”选项，把“安全距离”值设为2.0000mm，如图4-21所示。

（8）单击“进给率和速度”按钮，在弹出的【进给率和速度】对话框中，把主轴速度值设为1000r/min、切削速度值设为1200mm/min。

（9）单击“生成”按钮，生成的面铣刀路如图4-22所示，仿真模拟的刀路如图4-23所示。

如果在图4-18中取消“添加精加工刀路”复选框中的，那么重新生成的刀路——非精加工刀路如图4-24所示，仿真模拟的非精加工刀路四周有凸起，如图4-25所示。

读者可以自行在图4-19中对“光顺”选择“无”选项，此时，拐角处的刀路变成直角。在实际加工时，若选择这种刀路，则容易损伤刀具。

提示：运用“带边界面铣”命令编写加工程序时，应注意以下几点：

● 通过设置毛坯距离的方法设置加工的高度。

● 在【毛坯边界】对话框中，对“边界”列表中的“选择方法”选择“曲线”选项，而不选择“面”选项；对“刀轴”应选“+Z轴”选项。

4）创建清理拐角刀路

（1）在辅助工具条中单击“程序顺序视图”按钮。在“工序导航器”中把“PROGRAM”名称改为A1，并把前面创建的刀路程序移到A1程序组中。

（2）单击“菜单|插入|程序”命令，在【创建程序】对话框中对“类型”选择“mill_contour”选项，对“程序”选择“NC_PROGRAM”选项，把“名称”设为A2。

（3）单击“确定”按钮，创建A2程序组。此时，A1与A2都在NC_PROGRAM下级目录中，如图4-26所示。

（4）单击“创建工序”按钮，在弹出的【创建工序】对话框中对“类型”选择“mill_contour”选项，在“工序子类型”列表中单击“剩余铣”按钮，对“程序”选择A2选项、“刀具”选择“D6R0（铣刀-5参数）”选项、“几何体”选择“WORKPIECE”选项、“方法”选择“METHOD”选项，如图4-27所示。设置完毕，单击“确定”按钮。

（5）在【剩余铣】对话框中单击“指定切削区域”按钮，选择实体内部的曲面。

（6）在【剩余铣】对话框中设置“刀轨设置”选项卡参数，对“切削模式”选择“轮廓”选项，把“附加刀路”值设为0，对“公共每刀切削深度”选择“恒定”选项，把“最大距离”值设为1.0000mm，如图4-28所示。

（7）单击“切削参数”按钮，在弹出的【切削参数】对话框中，单击“策略”选项卡，对“切削方向”选择“顺铣”选项、“切削顺序”选择“深度优先”选项。单击“余量”选项卡，把“部件侧面余量”值设为0.3mm、“部件底面余量”值设为0.1mm。

（8）单击“非切削移动”按钮，在弹出的【非切削移动】对话框中单击“进刀”选项卡。在“封闭区域”列表中，对“进刀类型”选择“与开放区域相同”选项；在“开放区域”列表中，对“进刀类型”选择“圆弧”选项，把“半径”值设为2mm、“圆弧角度”值设为90°、“高度”值设为1mm、“最小安全距离”值设为5mm。单击“转移/快速”选项卡，在“区域内”列表中，对“转移方式”选择“进刀/退刀”选项、“转移类型”选择“直接”选项。

提示：为了能更好地理解这些参数的含义，读者可以夸张地改变这些参数的大小，观察重新生成的刀路有什么变化。

（9）单击“进给率和速度”按钮，在弹出的【进给率和速度】对话框中，把主轴速度值设为1000r/min、切削速度值设为1200mm/min。

（10）单击“生成”按钮，生成的剩余铣刀路如图4-29所示。

（11）在“工序导航器”中双击选项，在【剩余铣】对话框中把“最大距离”值设为0.5mm，生成的刀路如图4-30所示。图4-30中的刀路与图4-29中的刀路相比，在加工四周的斜面时每隔一层，多了一层刀路，也多了加工中间圆台斜面的刀路。这是因为刀路程序的“每刀切削深度”值被设为1mm，上一层刀路与下一层刀路之间有1个台阶（见图4-31），图4-30比图4-29多出来的刀路正好用来切削台阶。而实体的下半部分没有斜度，也就不会产生台阶，因此实体的下半部分的刀路只用于切削角位。

（12）修剪图4-30所示的刀路。在“工序导航器”中双击选项，在【剩余铣】对话框中单击“指定修剪边界”按钮。在【修剪边界】对话框中，对“选择方法”选择“点”选项、“修剪侧”选择“外侧”选项，如图4-32所示。

（13）单击“俯视图”按钮，把实体切换成俯视图，然后在实体左上角选择4个点，绘制1条封闭的线路（封闭的线路范围比刀路程序在拐角的残留余量略大），如图4-33中的左上角所示。

（14）在【修剪边界】对话框中单击“添加新集”按钮，在实体右上角选择4个点，绘制1条封闭的线路，如图4-33中的右上角所示。

（15）采用相同的方法，绘制左下角与右下角的封闭线路，如图4-33所示。

（16）单击“生成”按钮，修剪后的刀路如图4-34所示。

5）创建精加工刀路

（1）单击“菜单|插入|程序”命令，在【创建程序】对话框中对“类型”选择“mill_contour”选项，对“程序”选择“NC_PROGRAM”选项，把“名称”设为A3。

（2）单击“确定”按钮，创建A3程序组。此时，A1、A2和A3并列，并且A1、A2和A3都在NC_PROGRAM的下级目录中。

（3）在“工序导航器”中选择选项，单击鼠标右键，在快捷菜单中单击“复制”命令。再选择A3，单击鼠标右键，在快捷菜单中单击“内部粘贴”命令，把刀路程序粘贴到A3程序组下。

（4）在“工序导航器”中双击选项，在【面铣】对话框中单击“指定面边界”按钮，在【毛坯边界】对话框中，对“平面”选择“指定”选项，在实体上选择台阶面作为指定平面（此平面为加工的最低深度）。

（5）在【面铣】对话框中，对“刀具”选择“D6R0（铣刀-5参数）”选项，如图4-35所示。

（6）在【面铣】对话框中设置“刀轨设置”选项卡参数，对“切削模式”选择“轮廓”选项，把“毛坯距离”值设为5.0000（单位：mm）、“每刀切削深度”值设为0.2000（单位：mm）、“最终底面余量”值设为0.000、“附加刀路”值设为0，如图4-36所示。

（7）单击“切削参数”按钮，在弹出的【切削参数】对话框中，单击“余量”选项卡，把“部件余量”值、“壁余量”值、“最终底面余量”值都设为0。

（8）单击“非切削移动”按钮，在弹出的【非切削移动】对话框中单击“进刀”选项卡，在“封闭区域”列表中，对“进刀类型”选择“与开放区域相同”，在“开放区域”列表中，对“进刀类型”选择“圆弧”、“半径”值设为2mm、“圆弧角度”值设为90°、“高度”值设为0、“最小安全距离”值设为5mm。单击“转移/快速”选项卡，在“区域内”列表中，对“转移方式”选择“进刀/退刀”选项、“转移类型”选择“直接”选项。

（9）单击“进给率和速度”按钮，在弹出的【进给率和速度】对话框中，把主轴速度值设为1200 r/min、切削速度值设为500 mm/min。

（10）单击“生成”按钮，生成的面铣刀路如图4-37所示。

（11）单击“前视图”按钮，切换视图方向。可以看出刀路有斜度，如图4-38所示。

（12）在“工序导航器”中选择选项，单击鼠标右键，在快捷菜单中单击“复制”命令。选择A3，单击鼠标右键，在快捷菜单中单击“内部粘贴”命令，把刀路程序粘贴到A3程序组。

（13）在“工序导航器”中双击选项，在【面铣】对话框中选择D6R0的刀具。把“每刀切削深度”值设为0、“最终底面余量”值设为0。单击“进给率和速度”按钮，在弹出的【进给率和速度】对话框中，把主轴速度值设为1200 r/min、切削速度值设为500 mm/min。

（14）单击“生成”按钮，生成精加工底面的刀路，如图4-39所示。

（15）在“工序导航器”中选择选项，单击鼠标右键，在快捷菜单中单击“复制”命令。选择A3，单击鼠标右键，在快捷菜单中单击“内部粘贴”命令，把刀路程序粘贴到A3程序组。

（16）在“工序导航器”中双击选项，在【面铣】对话框中对“切削模式”选择“轮廓”选项、“步距”选择“恒定”选项，把“最大距离”值设为0.2mm、“每刀切削深度”值设为0、“最终底面余量”值设为0、“附加刀路”值设为3。单击“切削参数”按钮，在弹出的【切削参数】对话框中，单击“余量”选项卡，把“部件余量”值、“壁余量”值、“最终底面余量”值都设为0。

（17）单击“进给率和速度”按钮，在弹出的【进给率和速度】对话框中，把主轴速度值设为1200 r/min、切削速度值设为500 mm/min。

（18）单击“生成”按钮，生成精加工侧壁的刀路，如图4-40所示。

（19）单击“创建工序”按钮，在弹出的【创建工序】对话框中，对“类型”选择“mill_planar”选项。在“工序子类型”列表中单击“底壁铣”按钮，对“程序”选择A3选项、“刀具”选择“D6R0（铣刀-5参数）”选项、“几何体”选择“WORKPIECE”选项、“方法”选择“MILL_ROUGH”选项。设置完毕，单击“确定”按钮。

（20）在【底壁铣】对话框中单击“指定切削区底面”按钮，在实体中选择圆台上表面，如图4-41所示。

（21）在【底壁铣】对话框中设置“刀轨设置”选项卡参数，对“切削区域空间范围”选择“底面”选项，对“切削模式”选择“往复”选项、“步距”选择“刀具平直百分比”选项，把“平面直径百分比”值设为75.0000（%）、“底面毛坯厚度”值设为3.0000（单位：mm），把“每刀切削深度”值和“Z向深度偏置”值都设为0.0000，如图4-42所示。

（22）单击“切削参数”按钮，在弹出的【切削参数】对话框中，单击“余量”选项卡，把“部件余量”值、“壁余量”值、“最终底面余量”值都设为0。

（23）单击“非切削移动”按钮，在弹出的【非切削移动】对话框中单击“进刀”选项卡。在“封闭区域”列表中，对“进刀类型”选择“与开放区域相同”选项；在“开放区域”列表中，对“进刀类型”选择“线性”选项，把“长度”值设为3mm、“高度”值设为2mm、“最小安全距离”值设为5mm。

（24）单击“进给率和速度”按钮，把主轴速度值设为1200 r/min、切削速度值设为500 mm/min。

（25）单击“生成”按钮，生成的底壁铣刀路如图4-43所示。

（26）单击“菜单|插入|工序”命令，在【创建工序】对话框中，对“类型”选择“mill_planar”选项。在“工序子类型”列表中单击“平面铣”按钮，对“程序”选择A3选项，对“刀具”选择“D6R0（铣刀-5参数）”选项（铣刀-5参数）、“几何体”选择“WORKPIECE”选项、“方法”选择“METHOD”选项。设置完毕，单击“确定”按钮。

（27）在【平面铣】对话框中单击“指定部件边界”按钮，在【部件边界】对话框中，对“选择方法”选择“面”选项、“刀具侧”选择“外侧”选项，选择圆台的上表面，单击“确定”按钮。然后，单击“指定底面”按钮，选择圆台的下底面。

（28）在【平面铣】对话框中对“切削模式”选择“轮廓”选项，把“附加刀路”值设为0。

（29）单击“切削层”按钮，在弹出的【切削层】对话框中，对“类型”选择“恒定”选项，把“每刀切削深度”值设为0.1000（单位：mm）、“增量侧面余量”值设为0.1*tan（10），如图4-44所示。

（30）单击“切削参数”按钮，在弹出的【切削参数】对话框中，单击“余量”选项卡，把“部件余量”值和“最终底面余量”值都设为0。

（31）单击“非切削移动”按钮，在弹出的【非切削移动】对话框中单击“进刀”选项卡。在“开放区域”列表中，对“进刀类型”选择“圆弧”选项，把“半径”值设为2mm、“圆弧角度”值设为90°、“高度”值设为0、“最小安全距离”值设为5mm。单击“快速/转移”选项卡，在“区域内”列表中，对“转移类型”选择“直接”选项。

（32）单击“进给率和速度”按钮，把主轴速度值设为1200 r/min、切削速度值设为500 mm/min。

（33）单击“生成”按钮，生成平面铣加工斜面的刀路，如图4-45所示。

（34）仿真模拟平面铣加工斜面的刀路如图4-46所示。