复杂曲面UG建模加工指导书

1、复杂曲面 ug 建模与加工实验指导书适用专业: 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 课程代码: 编写单位: 编 写 人: 系部主任: 分管院长: 目录目录实验一实验一 型腔铣加工创建型腔铣加工创建.- 2 -CAM 与自动编程实验指导书- 1 -实验二实验二 IPW 二次开粗的定义二次开粗的定义.- 21 -实验三实验三 平面铣创建平面铣创建.- 25 -实验四实验四 等高轮廓铣创建等高轮廓铣创建.- 29 -实验五实验五 固定轴曲面轮廓铣创建固定轴曲面轮廓铣创建.- 32 -实验六、固定轴曲面轮廓铣实验六、固定轴曲面轮廓铣清根驱动清根驱动.- 35 -实验七、固定轴曲面轮廓铣实验七

2、、固定轴曲面轮廓铣螺旋驱动螺旋驱动.- 38 -实验八、固定轴曲面轮廓铣实验八、固定轴曲面轮廓铣-径向切削径向切削.- 44 -CAM 与自动编程实验指导书- 2 -实验一实验一 型腔铣加工创建型腔铣加工创建一、实验目标一、实验目标通过本项目后，掌握 UG 加工模块 Cavity Mill（型腔铣）加工操作，完成工件的粗加工，并合理定义各加工参数。1、熟悉加工前的准备工作2、掌握 MCS（加工坐标系）的创建3、掌握加工几何体、刀具组、加工方法组的创建4、掌握型腔铣加工参数的定义5、掌握型腔铣加工特点6、掌握刀具路径模拟及后处理二、工作任务二、工作任务1、选择加工模版2、创建 MCS（加工坐标系

3、）3、创建加工几何体（加工零件几何体及毛坯几何体）4、创建刀具组（刀具类型及参数定义）5、创建加工方法组（加工余量定义）6、创建型腔铣加工操作1、了解加工操作导航器8、模拟刀具路径9、对刀具路径进行后处理三、相关实践知识三、相关实践知识本项目通过具体实例，由浅至深逐步讲解 UG CAM 的应用。在项目开展前，要求学生已掌握以下课程的相关内容：UG CAD 建模数控铣加工工艺数控编程数控铣床的操作刀具、材料的相关知识四、实验步骤四、实验步骤CAM 与自动编程实验指导书- 3 -（一） 建立工件实体模型1、新建 UG 文件 新建 UG 文件，保存为 Demo CAM.prt，单位为毫米。2、工件建

4、模在 UG 建模模块中完成图 1-1-1 所示工件实体建模。建模步骤如下：1）在第 21 层建立草图，如图 1-1-2 所示，草图位于 XC-YC 平面。再把第 1 层作为工作层拉伸草图截面，拉伸距离 140。图 1-1-2 草图示意2）在第 22 层建立右视图草图并拉伸，利用右侧斜面上的边建立修剪工具平面完成实体的修剪。如图 1-1-3 所示。图 1-1-3 修剪示意3）在第 41 层建立 20105 的矩形曲线，把第 1 层设置为工作层，拉伸曲线建立实体，并作布尔减操作，形成如图 1-1-4 所示型腔。4）如图 1-1-4 所示，对前侧圆弧边在弧面上偏置距离 46，利用偏置线分割曲面。然后

5、对分割的小曲面拔模 25。拉伸实体修剪工具面CAM 与自动编程实验指导书- 4 -图 1-1-4 型腔与偏置曲线示意5）对型腔四侧壁进行 15和 5的拔模（如图纸尺寸） 。6）完成 SR14 球体创建并布尔减操作。1）利用“腔体”命令在曲面上完成深度 4 的型腔建立。尺寸如图纸所示。8）完成实体倒圆角，结束建模。完成的实体模型如图 1-1-5 所示。注意注意：两处型腔的底部，不必将 R2 圆角倒出。图 1-1-5 工件实体模型3、创建毛坯做出 15414046 的立方体作为毛坯。或者将工件底面拉伸高度 46 得到立方体作为毛坯。将建立的毛坯隐藏备用。（二） UG 加工模块应用1、进入加工点击主

6、菜单 起始加工 即由建模模块进入加工模块，如图 1-1-6 所示。矩形曲线偏置曲线型腔腔底圆角不必倒出CAM 与自动编程实验指导书- 5 -图 1-1-6 加工模块的进入2、选择加工模板如图 1-1-1 所示，选择“CAM 会话配置”中“cam_general（通用加工配置文件） ” ，选择“CAM 设置”中“mill_contour（轮廓铣加工模板） ” ，点击“初始化” ，进入 UG 加工环境。图 1-1-1 加工模板的选择3、了解 UG 加工环境如图 1-1-8 所示，UG 的加工环境包括“加工创建” 、 “加工操作” 、 “加工对象”及“操作导航器”四个工具条。所产生的每个加工操作，在

7、右侧操作导航器中有显示，如图1-1-9 所示。CAM 与自动编程实验指导书- 6 -图 1-1-8 UGCAM 工具条“加工创建”工具条：创建各类加工对象：程序、刀具、加工几何体、加工方法、加工操作。“加工操作”工具条：用于刀具路径的生成、回放、后处理、模拟和输出等。“加工对象”工具条：用于对程序、刀具、几何和方法等各加工对象进行编辑、删除、复制等。“操作导航器”工具条：用于控制操作导航中的四种显示内容（程序、刀具、几何体、加工方法） 。图 1-1-9 加工操作导航器操作导航工具（Operation Navigator）是各加工模块的入口位置，是用户进行交互编程操作的图形界面。它以树形结构显示

8、程序、加工方法、几何对象、刀具等对象以及它们的从属关系。 “+” 、 “-”可展开或折叠各节点包含的对象。（三） UG CAM 前的准备工作1、建立 MCS（加工坐标系）CAM 与自动编程实验指导书- 7 -此时默认的 MCS（加工坐标系 XM-YM-ZM） ，与绝对坐标系（XC-YC-ZC）是重合，如图 1-1-10 所示。图 1-1-10 MCS 与 WCS注意注意：因为建模时不考虑加工坐标系的位置，所以绝对坐标系的位置不一定在此处，所以必须首先建立加工该工件的 MCS。选择“加工创建”工具条中“创建几何体”命令，出现对话框如图 1-1-11 所示。图 1-1-11“创建几何体”对话框第一

9、项为 MCS 创建，在名称栏内输入“MCS001” ，父本组按默认（GEOMETRY） 。点击确认进入 MCS 对话框，如图 1-1-12 所示。图 1-1-12“创建 MCS”对话框通过动态坐标系将 MCS 调整到工件左上角，如图 1-1-13 所示。CAM 与自动编程实验指导书- 8 -图 1-1-13 MCS 位置的确定此时 XM、YM、ZM 的方向与机床的坐标系方向一致。点击“确定”退出。注意注意：建议将 WCS 亦变换为与 MCS 相同的位置与方向。WCS（工作坐标系）与 MCS（加工坐标系）变换后如图 1-1-14 所示。图 1-1-14 WCS 与 MCS 的方位显示2、创建加工

10、几何体继续选择“加工生成”工具条中“创建几何体”命令，选择子类型中的第二项“MILL_GEOM”铣加工几何体。在父级组中选择前一步骤所建立的“MCS001” ，名称定义为“MILL_GEOM001” 。如图 1-1-15 所示。CAM 与自动编程实验指导书- 9 -图 1-1-15 铣加工几何体创建点击“确定”进入“创建加工几何体（MILL_GEOM） ”对话框，如图 1-1-16 所示。图 1-1-16“创建加工几何体”对话框部件选择先前建模的工件。毛坯选择被隐藏的 15414046 的立方体。注意注意：“毛坯”的英文为 Blank，UG 中文版错误翻译为“隐藏” 。3、创建刀具组选择“加工

11、生成”工具条中“创建刀具组”命令，出现对话框如图 1-1-11 所示。部件几何体毛坯几何体检查几何体CAM 与自动编程实验指导书- 10 -图 1-1-11 创建刀具对话框刀具名称命名为“MILL_D20R4” ，确定后进入刀具参数设置对话框，如图 1-1-18 所示。图 1-1-18 刀具参数设置对话框刀具直径设置为“20” ，刀具下半径设置为“4” 。这是一把圆鼻刀（或称为牛鼻刀） ，适用于开粗。同样方法设置如下表 1-1 所示参数刀具。表 1-1-1 刀具类型与参数刀具参数刀具名称刀具类型刀具直径 D下半径 R锥角MILL_D12R2圆鼻刀1220MILL_D20R4圆鼻刀2040MIL

12、L_D12R6球刀1260MILL_D16R2 圆鼻刀1620CAM 与自动编程实验指导书- 11 -MILL_D10R5球刀1050MILL_D4R2球刀420MILL_D10R1圆鼻刀10104、加工方法组创建选择“操作导航器”工具条中“加工方法视图”命令，出现对话框如图 1-1-19 所示。图 1-1-19 “加工方法视图”对话框此时右侧操作导航器中，显示方式按加工方法显示，如图 1-1-20 所示。图 1-1-20 “加工方法视图”显示鼠标置于“MILL_ROUGH” （粗加工）上，点右键选择“编辑” ，或者双击鼠标左键，出现图 1-1-21 所示对话框。将“部件余量”的值设为“0.3

13、5” （粗加工过程余量） 。图 1-1-21 “部件余量”设置对话框同样方法将“MILL_SEMI_FINISH” （半精加工） “部件余量”的值设为“0.1” 。将“MILL_FINISH” （精加工） “部件余量”的值设为“0” 。点击“确定”后退出。CAM 与自动编程实验指导书- 12 -（四）建立型腔铣加工在实践操作中，利用型腔铣加工操作完成工件整体粗加工，定义的各项内容如表 1-1-2 所示。表 1-1-2 加工程序一：工件整体粗加工程序名程序名CAVITY_MILL01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

14、 MCS、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D20R4指定直径 20 底半径 R4 圆鼻刀使用方法MILL_ROUGH指定加工过程保留余量修剪边界部件底面约束加工范围切削方式“跟随周边”确定刀具走刀方式切削步距刀具直径的 65%确定刀具切削横跨距离切削层每一刀深度 0.6确定层加工量切削部件余量 0.35确定加工过程余量转速 S=2200rpm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。 ）加工操作其他

15、按默认值1、进入 Cavity Mill（型腔铣）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 1-1-22 所示，在类型中选择“mill_contour” 。子类型中选择“Cavity Mill” 。CAM 与自动编程实验指导书- 13 -图 1-1-22“创建加工操作” 对话框“程序”选项里按默认；“使用几何体”选择“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”选择“MILL_D20R4” ；“使用方法”选择“MILL_ROUGH” ；名称命名为“CAVITY_MILL01” 。点击“确定” ，进入型腔铣加工对话框。CAVITY_MILL（型腔铣）的对话框如图 1-1-2

16、3 所示，加工参数定义如下：1）创建刀具在主菜单选择中 组刀具显示。在“使用刀具”选择“MILL_D20R4” ，则可以显示当前刀具为直径 20 底角 R4 的圆鼻刀。注意注意：刀具轴方向与 WCS 的 ZC 轴方向是一致的。2）定义加工部件与毛坯在“使用几何体”选择“MILL_GEOM001” ，则部件与毛坯已经由“MILL_GEOM001”作了定义。通过点击“部件”及“毛坯”可以显示部件与毛坯，并观察是否正确。CAM 与自动编程实验指导书- 14 -图 1-1-23 Cavity Mill 对话框3）定义切削方式刀具在切削时的走刀方式有很多种，选择主界面 “切削方式”中“跟随周边”走刀方式

17、。4）定义步距设置“步进”方式为“刀具直径” ，百分比“65” ，即步进为当前刀具直径的 65%。5）定义每层切削量（即层高）选择主界面中“切削层” ，出现对话框如图 1-1-24 所示。部件、毛坯、检查几何体参数定义路径显示方式刀具轨迹的生成、回放、确认、列表使用方法使用几何体使用刀具CAM 与自动编程实验指导书- 15 -图 1-1-24“切削层”设置对话框系统已经以“自动”方式划分了 4 个加工范围；首先将“每一刀的全局深度”设置为“0.6” ，然后点击“向下”确保范围 4 为当前“修改范围” （颜色为土黄色） ，点击“删除当前范围” ，将范围 4 删除。即深度 38-46 的加工层被去

18、除，确定了加工到的最低面是 38 深度。加工范围的划分结果如图 1-1-25 所示，确定退出。图 1-1-25 加工范围的划分结果6）确定加工余量最低面 38 深度确定最低面深度CAM 与自动编程实验指导书- 16 -打开主界面“切削”对话框，因为“使用方法”选择“MILL_ROUGH” ，则部件余量已经设置完成，可以在“毛坯”选项中看出，如图 1-1-26 所示。图 1-1-26 部件余量设置1）定义主轴转速 S 及切削速度 F选择主界面“进给率” ，出现对话框如图 1-1-21 所示。 图 1-1-21 进给率对话框 图 1-1-28 进给对话框将主轴速度定义为 2200，回车确定后“表面

19、速度”与“每齿进给”的数值会相应的变化。选择“进给” ，对话框如图 1-1-28，按照图示数值设置刀具加工过程中给状态的速度。切削CAM 与自动编程实验指导书- 17 -注意注意：“剪切”项是英文“Cut”的误翻译，应该为“切削” 。注意注意：此处的主轴速度 S、进给速度 F 值的设置应该根据机床的实际功率、加工工件的材料、刀具类型与材料等因素来确定，这需要有一定的机床实际操作经验。注意注意：最好是参考刀具样本的值设置“每齿进给”的数值，对应的 F 值会自动更新。8）其它选项的设置均按默认。9）生成加工。选择主界面中“生成”命令，UG CAM 则针对上述设置生成型腔铣加工的原程序。生成程序的时

20、间长短，跟计算机的配置相关。刀具路径的显示参数设置如图 1-1-29 所示。图 1-1-29 显示参数设置将“显示后暂停”与“显示前刷新”选项前的“”去掉，可以加快刀轨生成速度。生成的刀具轨迹中抬刀及快速转移过程较多，可以进一步约束切削区域。选择主界面中“修剪”命令，出现对话框如图 1-1-30 所示。CAM 与自动编程实验指导书- 18 -图 1-1-30 “修剪边界”对话框修剪侧定义为“外部” ，模式为“面” ，其它按默认，选择工件的最底面，确定后底面显示为黄色的“修剪边界” 。选择主界面中“生成”命令，生成的刀具轨迹如图 1-1-31 所示。图 1-1-31 裁剪后的刀具轨迹（五） 刀具

21、轨迹动态模拟生成程序后选择主界面中“确认”命令，在“可视化刀轨轨迹”对话框中选择“2D 动态” ，选择“播放” ，则进行模拟加工，加工结果如图 1-1-32 所示。图 1-1-32 模拟加工结果（六） 刀具轨迹后处理对生成的刀具轨迹确认无误后，可以“确定”退出型腔铣加工的对话框。这时在右侧的“加工操作导航器”中即有名称为“CAVITY_MILL01”的加工操作。注意注意：此时加工操作前的符号为“ ” 。CAM 与自动编程实验指导书- 19 -用鼠标左键点击一下“加工操作导航器”中名称为“CAVITY_MILL01”的加工操作。然后选择“加工操作”工具条中的“后处理”命令，出现对话框如图 1-1

22、-33 所示。图 1-1-33 “UG/后处理”对话框在“可用机床”项选择“MILL_3_AXIS” （三轴立式数控铣机床） ，单位选择“公制” 。确认后即可产生可由数控机床执行的加工 G 代码。注意注意：完成“后处理”的加工操作前的符号为“” 。 “”表示刀具路径已经生成，并已输出成刀具位置源文件。 “ ”表示刀具路径已经生成，但还没有进行后置处理输出，或刀具路径已改变，需重新进行后置处理。“”表示该操作从来没有生成过刀具路径，或者生成刀具路径或又编辑过参数，需重新生成刀具路径。 CAM 与自动编程实验指导书- 20 -实验二实验二 IPW二次开粗的定义二次开粗的定义一、实验目标一、实验目标

23、学习本项目后，掌握在型腔铣加工操作中，利用 IPW（残余毛坯）完成模块一腔体工件的二次粗加工，并合理定义各加工参数。1、掌握 IPW（残余毛坯）的概念2、掌握型腔铣二次开粗的方法3、掌握安全平面的设置4、掌握参考刀具的概念5、掌握毛坯边界（Blank Boundary）的定义6、掌握拐角余量（Corner_Rough）粗加工方法二、工作任务二、工作任务1、在型腔铣中定义 IPW，完成二次开粗2、用参考刀具法去除拐角余量3、用毛坯边界法做局部型腔铣4、定义非切削参数三、相关实践知识三、相关实践知识经过型腔铣的逐层开粗加工，毛坯的大部分余量已被去除。对于剩余余量的再次粗加工，称为“二次开粗” 。在

24、实践操作中，利用 IPW 完成残余毛坯的二次开粗，定义的各项内容如表 1-2-1 所示。表 1-2-1 加工程序二 残余毛坯的二次开粗 程序名程序名CAVITY_MILL02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_ROUGH指定加工过程余量加工修剪边界部件底面进一步约束加工范围CAM 与自动编程实验指导书- 21 -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 35%确定刀具切削横跨距离切削层每一刀深度 0

25、.3确定层加工量进刀/退刀传送方式：安全平面定义刀具在安全平面上转移避让Clearance Plane：Zc=15定义安全平面高度部件余量改为 0.2过程余量由 0.35 降为 0.2包容：处理中的工件：使用 3D确定 IPW（残余毛坯）切削参考刀具不需设定未定义转速 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。 ）操作其他按默认值“二次开粗”的方法也是采用型腔铣，因此操作步骤可以参考

26、模块一。四、实验步骤四、实验步骤1、 “安全平面”的设置步骤 在型腔铣刀具路径显示中，蓝色线为转移过程，即刀具由当前层加工完成后转移到下一层的路径。 “二次开粗”中为安全起见，定义这个转移过程在适当的高度会十分安全。 首先在型腔铣主界面的“进刀/退刀”中设置传送方式为安全平面。如图 1-2-1 所示。图 1-2-1 传送方式设置然后在“避让”中设置安全平面的具体位置。选择“避让” ，弹出对话框如图 1-2-2 所示，选择“Clearance Plane” 指定平面子功能，出现对话框如图 1-2-3 所示。定义 ZC 值为 15。CAM 与自动编程实验指导书- 22 -图 1-2-2“避让”对话

27、框图 1-2-3 平面子功能对话框注意注意：安全平面是以 WCS 坐标系来确定位置。注意注意：如果没有定义安全平面，则使用一个默认的安全平面。对于平面铣，默认安全平面为部件几何体与毛坯几何体、检查几何体之中较高的平面加上两倍的垂直安全距离；对于型腔铣，默认安全平面为默认的最高切削层（即部件几何体与毛坯几何体之中较高的平面加上毛坯距离值。 ） 、检查几何体与用户定义的最高切削层之中最高的平面加上两倍的垂直距离。2、多个加工操作的模拟切削型腔铣“二次开粗”加工完成后，可以与前一步型腔铣共同完成模拟切削。在操作导航器中选择“CAVITY_MILL01”加工操作，然后按住键盘的“Ctrl”键再选择“C

28、AVITY_MILL02” ，此时选中了两个加工操作，点击“加工操作”工具条“确认刀轨” ，2D 模拟加工的结果如图 1-2-4 所示。CAM 与自动编程实验指导书- 23 -图 1-2-4 2D 模拟加工结果CAM 与自动编程实验指导书- 24 -实验三实验三 平面铣创建平面铣创建一、实验目标一、实验目标学习本项目后，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1、掌握自动进刀/

29、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 1-3-1 所示。表 1-3-1 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_FINIS

30、H指定加工过程余量加面三处平面指定加工范围CAM 与自动编程实验指导书- 25 -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三、实验步骤三、实验步

31、骤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 1-3-1 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。图 1-3-1“创建加工操作” 对话框CAM 与自动编程实验指导书- 26 -“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 1-3-2 所示。图 1-3-2 平面铣加工对话框2、平面铣

32、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 1-3-3 所示，选择图所示的这三个待加工平面。图 1-3-3 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待加工平面CAM 与自动编程实验指导书- 27 -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 1-3-

33、4 所示。图 1-3-4 加工轨迹平面铣CAM 与自动编程实验指导书- 28 -实验四实验四 等高轮廓铣创建等高轮廓铣创建一、实验目标一、实验目标学习本项目后，掌握 UG 软件加工模块 ZLEVEL_PROFILE_STEEP（陡峭壁等高轮廓铣）加工操作，完成工件型腔陡峭壁的半精加工，并合理定义各加工参数。1、掌握陡峭角度的概念2、掌握切削区域的定义3、掌握“移除边缘跟踪”的概念二、工作任务二、工作任务1、创建等高轮廓铣加工操作2、定义切削区域3、定义“移除边缘跟踪”切削项三、相关实践知识三、相关实践知识在实践操作中，利用等高轮廓铣加工完成陡峭壁的半精加工，定义的各项内容如表 1-4-1 所示

34、。表 1-4-1 加工程序四：陡峭壁的半精加工 程序名程序名ZLEVEL_PROFILE_STEEP01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_D12R2指定直径 12 底半径 R2 圆鼻刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工过程余量切削区域两处型腔侧壁约束加工范围陡角65区分陡峭壁与非陡峭壁合并距离数值 3指定不连续刀具路径最小值最小切削长度数值 1指定输入的最小段长度值每一刀的深度数值 0.2确定层加工量切削顺序深度优先指定加工路径生成顺序加工操作进刀/退刀传送方

35、式：安全平面定义刀具在安全平面上转移CAM 与自动编程实验指导书- 29 -避让Clearance Plane：ZC=15定义安全平面高度部件余量 0.1确定加工过程保留余量切削移除边缘跟踪控制边缘刀具轨迹转速 S=2500rpm确定刀轴的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。 ）其他按默认值四、实验步骤四、实验步骤1、进入等高轮廓铣加工选择“加工生成”工具条中“创建加工操作”命令，在类型中选择“mi

36、ll_contour” 。子类型中选择“ZLEVEL_PROFILE_STEEP” （陡峭壁等高轮廓铣）。“程序”选项里按默认；“使用几何体”选择“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”选择“MILL_D12R2” ；“使用方法”选择“MILL_SEMI_FINISH” ；名称命名为“ZLEVEL_PROFILE_STEEP01” 。确认后进入建立陡峭壁等高轮廓铣对话框。如图 1-4-1所示。CAM 与自动编程实验指导书- 30 -图 1-4-1 等高轮廓铣对话框2、等高轮廓铣加工参数定义等高轮廓铣是型腔铣加工中的特殊形式，它只针对符合陡角条件的侧壁生成加工轨迹。在切削区域选项中选择图 1

37、-4-2 所示的两处型腔侧壁作为待加工侧壁， “合并距离”与“最小切削长度”按默认值， “每一刀的深度”值设置为 0.2。其他项按表 1-4-1 所列定义。图 1-4-2 切削区域选择面“生成”后轨迹在边缘处超出切削范围，且抬刀及快速移动较多，可以通过定义 切削启用“移除边缘跟踪”来改善。 待加工侧壁CAM 与自动编程实验指导书- 31 -实验五实验五 固定轴曲面轮廓铣创建固定轴曲面轮廓铣创建一、实验目标一、实验目标学习本项目后，掌握 UG 软件加工模块 Fixed_Contour（固定轴曲面轮廓铣）加工操作，利用区域铣削驱动完成小型腔曲面的半精加工，并合理定义各加工参数。1、掌握固定轴曲面轮

38、廓铣的特点2、掌握刀轴与投影的概念3、掌握区域铣削驱动的创建4、掌握区域铣削的特点5、掌握定向陡峭区域的概念6、掌握主要切削参数的定义二、工作任务二、工作任务1、创建区域铣削驱动2、定义主要切削参数三、相关实践知识三、相关实践知识在实践操作中，利用区域铣削驱动完成小型腔曲面的半精加工，定义各项内容如表 1-5-1 所示。表 1-5-1 加工程序五：小型腔曲面的半精加工程序名程序名AREA_MILLING01 定定 义义 项项参参 数数作作 用用CAM 与自动编程实验指导书- 32 -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M

39、ILL_D10R5指定直径 10 的球刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工过程余量驱动方式区域铣削定义切削范围切削区域小型腔底面定义加工范围裁剪未定义约束加工范围图样“跟随周边” 确定刀具切削方式步进恒定的，数值 0.1确定刀具切削横跨距离切削部件余量 0.1指定加工过程保留余量转速 S=2600rpm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=800 切削速度 F=1000横越速度 F=1200退刀速度 F=2000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、刀具类型及材料来指定。 ）加工操作其他按默认值四、实验步骤四、实验

40、步骤1、进入固定轴曲面轮廓铣加工选择“加工生成”工具条中“创建加工操作”命令，在类型中选择“mill_contour” 。子类型中选择第五项“Fixed_Contour” （固定轴曲面轮廓铣）。“程序”选项里按默认；“使用几何体”选择“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”选择“MILL_D10R5” ；“使用方法”选择“MILL_SEMI_FINISH” ；名称命名为“AREA_MILLING01” 。确认后进入建立固定轴曲面轮廓铣对话框。如图 1-5-1 所示。CAM 与自动编程实验指导书- 33 - 图 1-5-1 固定轴曲面轮廓铣对话框2、固定轴曲面轮廓铣参数定义固定轴曲面轮廓铣的

41、创建过程并不复杂，但一定要充分理解其内在的含义，即“部件几何体”-“驱动方式”-“加工区域”-“部件余量”-“部件余量偏置”之间的关系。下面以固定轴曲面轮廓铣中最为常用的驱动方式-区域铣削，对小型腔曲面进行半精加工。 选择驱动方式为区域铣削，其主要对话框选项如图 1-5-2 所示。图 1-5-2 区域铣削对话框定义“图样”为“跟随周边”；方向为“向外” ；“步进”为恒定值 0.1。点击“确定”后退出，在主界面中选择切削区域选项，选择图 1-5-3 所示面为切削区域。其他项按表 1-5-1 所示定义。CAM 与自动编程实验指导书- 34 -图 1-5-3 切削区域选择“生成”轨迹后，10 的球刀

42、在切削区域由内向外作步距为 0.1 的跟随周边切削运动。切削区域CAM 与自动编程实验指导书- 35 -实验六、固定轴曲面轮廓铣实验六、固定轴曲面轮廓铣清根驱动清根驱动一、实验目标一、实验目标学习本项目后，掌握 UG 软件加工模块 Fixed_Contour（固定轴曲面轮廓铣）加工操作，利用清跟驱动完成曲面圆角的半精加工，并合理定义各加工参数。1、掌握清跟驱动的创建2、掌握清根切削驱动的特点二、工作任务二、工作任务1、创建清跟驱动2、定义主要切削参数三、相关实践知识三、相关实践知识在实践操作中，利用清根切削驱动完成曲面 R6 圆角的半精加工，定义的各项内容如表 1-6-1。表 1-6-1 加工

43、程序六：曲面 R6 圆角的半精加工程序名程序名FLOWCUT01 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_D12R6指定直径 12 的球刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工过程余量驱动方式Flow Cut 清根加工定义切削范围切削区域R6 圆角面定义加工范围裁剪未定义约束加工范围清跟方式参考刀具定义清跟方法切削类型Zig-Zag确定刀具切削方式步进距离1.5确定刀具切削横跨距离顺序由外向内定义清跟方式参考刀具直径20定义清跟的参考刀具值加工操作重叠距离2允许切削区域

44、重叠CAM 与自动编程实验指导书- 36 -手工装配未定义部件余量 0.1指定加工过程保留余量部件余量偏置设置假想待加工余量切削多重深度切削：刀路数 4去除待加工余量方式转速 S=2500rpm确定刀轴的转速进给率进刀速度 F=400第一刀速度 F=600 步进速度 F=1000切削速度 F=1500横越速度 F=1800退刀速度 F=2000定义加工中各过程速度（数值作参考，具体加工根据机床功率、部件材料、刀具类型及材料来指定。 ）其他按默认值三、实验步骤三、实验步骤在前面的加工中，R6 的凹圆角在型腔铣中没有被加工到位，所剩的加工余量也不容易估算，适合采用参考刀具的方式进行由外向内的清根加

45、工。在驱动方式中选择“清根切削” （Flow Cut）加工方式，对话框如图 1-6-1 所示。图 1-6-1 清跟切削对话框陡峭选项不定义，将清根方式设置为“参考刀具偏置” ，参考刀具直径为 20，重叠距离 2，切削类型往复式（Zig-Zag） ，步进距离恒定值 1.5。“切削”选项中定义“多个刀路” ，如图 1-6-2 所示。CAM 与自动编程实验指导书- 37 -图 1-6-2 “多个刀路”选项定义在主界面中选择切削区域选项，选择图 1-6-3 所示的面为切削区域。 图 1-6-3 切削区域选取“生成”后轨迹如图 1-6-4 所示。图 1-6-4 参考刀具清根加工轨迹切削区域CAM 与自动

46、编程实验指导书- 38 -实验七、固定轴曲面轮廓铣实验七、固定轴曲面轮廓铣螺旋驱动螺旋驱动一、实验目标一、实验目标学习本项目后，掌握 UG 软件加工模块 Fixed_Contour（固定轴曲面轮廓铣）加工操作，利用螺旋驱动完成球面型腔的半精加工，并合理定义各加工参数。1、掌握螺旋驱动的创建2、掌握螺旋驱动的特点3、掌握修剪边界的定义4、了解非切削运动的过程二、工作任务二、工作任务1、创建螺旋驱动2、定义主要切削参数3、完成工件的半精加工与平面精加工操作三、相关实践知识三、相关实践知识（一）螺旋驱动的创建在实践操作中，利用螺旋驱动完成球面型腔的半精加工，定义的各项内容如表 1-1-1所示。表 1

47、-1-1 加工程序七：球面型腔半精加工程序名程序名SPIRAL01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_D10R5指定直径 10 的球刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工过程余量驱动方式螺旋定义切削范围螺旋中心坐标：（XC=10，YC=20）WCS 定义点步进恒定的，数值 0.2确定刀具切削横跨距离最大螺旋半径15定义切削范围加工操作投影矢量刀轴定义驱动点的投影方向CAM 与自动编程实验指导书- 39 -切削部件余量 0.1指定加工过程保留余量转速 S=2500r

48、pm确定刀轴转速进给率进刀速度 F=400第一刀速度 F=600步进速度 F=1000 切削速度 F=1500 横越速度 F=1800 退刀速度 F=2000 定义加工中各过程速度（数值作参考，具体加工根据机床功率、部件材料、刀具类型及材料来指定。 ）其他按默认值 四、实验步骤四、实验步骤对于不同类型的曲面，可以采用合适的驱动方式来更好地完成加工。对于工件中的球形型腔，采用螺旋驱动作半精加工，可以获得相对较好的表面质量。选择“加工生成”工具条中“创建加工操作”命令，在类型中选择“mill_contour” 。子类型中选择第五项“Fixed_Contour” （固定轴曲面轮廓铣）。“程序”选项里

49、按默认；“使用几何体”选择“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”选择“MILL_D10R5” ；“使用方法”选择“MILL_SEMI_FINISH” ；名称命名为“SPIRAL01” 。确认后进入建立固定轴曲面轮廓铣对话框，在驱动方式中选择“螺旋” ，对话框如图 1-1-1 所示。CAM 与自动编程实验指导书- 40 -图 1-1-1 螺旋驱动方式对话框首先选择螺旋中心点，在点构造器中输入球心的平面坐标（XC=10,YC=20） ；步进设置为恒定值 0.2，最大螺旋半径 15。投影矢量为“刀轴”方向。此时可以显示驱动路径，可以见到在 XC-YC 平面内由螺旋点构成的驱动路径。这样可以帮助

50、我们理解“驱动方式控制切削过程中刀具的运动范围”这句话的含义。本次加工操作完成的切削轨迹范围即为图 1-1-2 所示球面型腔区域。图 1-1-2 螺旋驱动加工范围（二）整体曲面及“平坦”斜面的半精加工在对局部型腔及平面完成半精加工后，对整体曲面及“平坦”斜面进行半精加工。在实践操作中，利用区域铣削完成整体曲面及“平坦”斜面的半精加工，定义的各项内容如表 1-1-2 所示。表 1-1-2 加工程序八：整体曲面及“平坦”斜面的半精加工程序名程序名AREA_MILLING02 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、

51、加工部件、毛坯使用刀具MILL_D12R6指定直径 12 的球刀使用方法MILL_SEMI_FINISH指定加工过程余量驱动方式区域铣削定义切削范围切削区域整体曲面定义加工范围加工操作修剪三处型腔边缘（修剪侧内部）底面（修剪侧外部）如图 1-1-3约束加工范围切削范围CAM 与自动编程实验指导书- 41 -图样平行线确定刀具切削方式切削类型Zig-Zag定义走刀方式切削角用户自定义 45定义走刀角度步进恒定的，数值 0.3确定刀具切削横跨距离切削部件余量 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=600 步进速度 F=1000 切削

52、速度 F=1500 横越速度 F=1800退刀速度 F=2000定义加工中各过程速度（数值作参考，具体加工根据机床功率、部件材料、刀具类型及材料来指定。 ）其他按默认值1、修剪边界为使本次加工操作中的刀具轨迹不进入三处已完成半精加工的型腔，在操作中定义“修剪”项，设定修剪边界使刀具轨迹在边界以外。定义修剪边界的步骤如下：在主界面中选择“修剪”命令。选择修剪边界类型是“曲线边界”。指定边界投影平面。在“平面”项中点击“手工” ，设置项，定义 ZC=0。指定修剪侧为内部（在封闭边界内不产生刀具轨迹） 。选择如图 1-1-3 所示构成边界的体边缘（每个构成边界的边必须按顺序选择） 。选择完一个边界，

53、点击“创建下一个边界” ，开始建立新的边界。依次建立图 1-1-3 所示四个边界（注意设置每个边界的修剪侧） 。定义该修剪边界余量为-4修剪侧：内部修剪侧：外部CAM 与自动编程实验指导书- 42 -图 1-1-3 修剪边界的选取注意注意：思考为什么要将深腔边界毛坯数据设置为“-4” 。可以比较余量为“0”与“-4”刀具路径的区别。2、切削角度本次加工定义“切削角”为 45。 （精加工该区域时，切削角设置为 135）3、切削区域在主界面中选择“切削区域”选项，选择图 1-1-4 所示面为切削区域。图 1-1-4 切削区域示意本次半精加工刀具轨迹的范围由“切削区域”和“修剪”项共同构成。注意注意

54、：若不定义修剪边界，而在“切削”项中定义“移除边缘跟踪” 。并比较它们所产生的刀具轨迹的不同。至此完成了全部的半精加工，所有加工面均留 0.1mm 余量待精加工。以下便是精加工的过程，首先是平面的精加工。创建过程相对简单，直接将“FACE_MILLING01”加工操作复制粘贴编辑新操作。因为采用的刀具、加工区域均相同，只需要将“使用方法”改为“MILL_FINISH”即可。可以在“切削”中看到“部件余量”的数值自动改为 0。切削区域CAM 与自动编程实验指导书- 43 -在实践操作中，利用平面铣加工操作完成平面的精加工，定义的各项内容如表 1-1-3所示。表 1-1-3 加工程序九：平面的精加

55、工（如图 1-1-5 所示）程序名程序名FACE_MILLING02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_FINISH指定加工过程余量面三处平面指定加工范围切削方式“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 0.15指定部件表面假想余量每一刀深度数值 0.15确定层加工量最终底面余量数值 0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

56、第一刀速度 F=600 步进速度 F=800切削速度 F=1000横越速度 F=1800退刀速度 F=2000定义加工中各过程速度（数值作参考，具体加工根据机床功率、部件材料、刀具类型及材料来指定。 ）加工操作其他按默认值图 1-1-5 平面精加工区域CAM 与自动编程实验指导书- 44 -实验八、固定轴曲面轮廓铣实验八、固定轴曲面轮廓铣-径向切削径向切削一、实验目标一、实验目标学习本项目后，掌握 UG 软件加工模块的 Fixed_Contour（固定轴曲面轮廓铣）加工操作，利用径向切削完成小型腔侧壁及底圆角的精加工，并合理定义各加工参数；同时完成工件的精加工操作。1、掌握径向切削驱动的创建2

57、、掌握径向驱动的特点3、了解机床控制的概念及后处理方法。二、工作任务二、工作任务1、创建径向切削驱动2、定义主要切削参数3、完成工件的精加工操作三、相关实践知识三、相关实践知识（一）径向切削驱动创建在实践操作中，利用径向切削完成小型腔侧壁及 R2 底圆角的精加工，所定义的各项内容如表 1-8-1 所示。表 1-8-1 加工程序十：小型腔侧壁及 R2 底圆角精加工程序名程序名RADIALCUT01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_D4R2指定直径 4 的球刀使用方法MILL_

58、FINISH指定加工过程余量驱动方式径向切削定义切削范围驱动几何体型腔顶部轮廓定义切削深度材料侧 5带宽另一侧 2定义切削范围加工操作切削类型Zig-Zag定义走刀方式CAM 与自动编程实验指导书- 45 -步进恒定的，数值 0.1确定刀具切削横跨距离投影矢量刀轴定义驱动点的投影方向切削部件余量 0指定加工过程保留余量转速 S=4000rpm确定刀轴转速进给率进刀速度 F=400第一刀速度 F=600 步进速度 F=1000切削速度 F=1500 横越速度 F=1800 退刀速度 F=2000定义加工中各过程速度（数值作参考，具体加工根据机床功率、部件材料、刀具类型及材料来指定。 ）其他按默认

59、值四、实验步骤四、实验步骤径向切削加工也是一种很适合“清角”的加工方式，对于小型腔底部 R2 的圆角可以选择该驱动方式完成。选择“加工生成”工具条中“创建加工操作”命令，在类型中选择“mill_contour” 。子类型中选择第五项“Fixed_Contour（固定轴曲面轮廓铣） ” 。“程序”选项里按默认；“使用几何体”选择“MILL_GEOM001” ；“使用刀具”选择“MILL_D4R2” ；“使用方法”选择“MILL_FINISH” ；名称命名为“RADIALCUT01” 。确认后进入建立固定轴曲面轮廓铣对话框。在驱动方式中选择“径向切削” ，出现对话框如图 1-8-1 所示。CAM

60、与自动编程实验指导书- 46 -图 1-8-1 径向切削对话框在“驱动几何体”选项中，定义类型是“封闭的” ；定义平面为 ZC=0；选择小型腔顶部边缘；确定后完成的驱动几何体。如图 1-8-2 所示。图 1-8-2 驱动几何体选取其它选项按表 1-8-1 定义，点击生成刀具轨迹。（二）小型腔曲面的精加工在实践操作中，利用区域铣削完成小型腔曲面的精加工，定义的各项内容如表 1-8-2所示。表 1-8-2 加工程序十一：小型腔曲面的精加工选择顶部边缘CAM 与自动编程实验指导书- 47 -程序名程序名AREA_MILLING03 定定 义义 项项参参 数数作作 用用程序组NC_PROGRAM指定程