《UG CAM》课程第3次形成性考核

《UGCAM》课程第3次形成性考核曲面铣削自动编程3.1零件工艺分析3.1.1零件概述摩擦圆盘压铸模型腔模型立体图如图3-1所示、零件图如图3-2所示，尺寸范围为Φ148mm×40mm，材料为H13。该零件由一个碗形的底部型腔和5个凸台组成。采用毛坯大小为Φ148mm×8mm和Φ140mm×32mm的两个圆柱体组合而成的实体，毛坯外形已车削成型。图3-1摩擦圆盘压铸模型腔模型立体图图3-2摩擦圆盘压铸模型腔模型零件图3.1.2工艺分析⑴工件坐标系原点设置。为方便进行对刀，将工件坐标系设置为X、Y在圆盘的中心处，Z在圆盘顶面，即模型的最高点处。⑵加工工步分析。根据该零件的结构，分以下4步对该零件进行加工：1）第1步开粗。采用D12R0.4的圆鼻刀，考虑到刀具的切削负荷，所以每刀切削侧向步距取8mm；采用分层切削，每层切削深度为0.3mm，设置主轴转速为2500r/min，进给速度为2200mm/min。2）第2步半精加工。采用D8R4的球刀，采用分层切削，每层切削深度为0.2mm，设置主轴转速为3000mm/min，进给速度为2000mm/min。3）第3步精加工。采用D6R3的球刀，设置主轴转速为3500r/min，进给速度为1500mm/min。4）第4步清根加工。采用D2R1的球刀，设置主轴转速为5000r/min，进给速度为1000mm/min。3.2公共项目设置3.2.1进入加工模块⑴启动NX8.0。双击UGNX8.0的图标，进入UGNX8.0界面。⑵打开模型文件。在主菜单中选择【文件】→【打开】命令，在系统自动弹出的“打开”对话框中选择正确的路径和文件名（SHIYAN3），单击“OK”按钮，打开零件模型SHIYAN3.prt，打开的图形如图3-1所示。⑶工作坐标系原点的确认。使用“视图”工具条上的“顶部”（俯视图）和“前视图”（主视图）按钮来观察和确认工作坐标系原点在工件模型的顶面正中位置上。如果工作坐标系原点不符合要求，可以对零件模型进行移动。⑷进入加工模块。使用快捷键（Ctrl＋Alt＋M）进入UGNX8.0CAM模块，系统自动弹出“加工环境”对话框，进行加工环境的初始化设置，选择“mill_contour”（轮廓铣），单击对话框中的“确定”按钮进入加工模块。3.2.2固定导航器在加工界面的左侧单击“操作导航器”按钮，再单击“固定”按钮，则该按钮变为，固定了操作导航器。3.2.3设置安全高度在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“几何视图”命令，在操作导航器中出现图标，用鼠标左键双击该图标，系统弹出“MillOrient”对话框，在对话框中的“安全距离”文本框内输入20。在“MillOrient”对话框中单击“CSYS对话框”按钮，系统弹出“CSYS”对话框，在该对话框中的“参考”下拉列表框中选择“WCS”选项，使加工坐标系与工作坐标系重合。分别单击两个对话框中的“确定”按钮。3.2.4设置几何体⑴指定部件。在操作导航器中双击图标，系统弹出“铣削几何体”对话框，在该对话框中单击“指定部件”按钮，系统弹出“部件几何体”对话框，在该对话框中选中“几何体”单选按钮，在“过滤方法”下拉列表框中选择“体”选项，单击“全选”按钮，选择图形区所有可见的零件几何体模型，单击鼠标中键，返回“铣削几何体”对话框。⑵指定毛坯。在“铣削几何体”对话框中单击“指定毛坯”按钮，系统弹出“毛坯几何体”对话框，在该对话框中选中“几何体”单选按钮，在“过滤方法”下拉列表框中选择“体”选项。在加工界面的左侧单击“部件导航器”按钮，在“模型历史记录”中选择，此时两个圆柱体处于隐藏状态，单击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择“显示”命令，在图形区选择如图3-3所示半透明的两个圆柱体作为毛坯，分别单击两个对话框中的“确定”按钮。在“模型历史记录”中选择，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“隐藏”命令，隐藏作为毛坯的两个圆柱体。在加工界面的左侧单击“操作导航器”按钮。图3-3选择半透明的两个圆柱体作为毛坯3.2.5设置加工公差在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“加工方法视图”命令，用鼠标左键双击图标，系统弹出“铣削方法”对话框，设置参数:“部件余量”0.6、“内公差”0.05、“外公差”0.12；用鼠标左键双击图标，系统弹出“铣削方法”对话框，设置参数：“部件余量”0.25、内外公差0.03；用鼠标左键双击图标，系统弹出“铣削方法”对话框，设置参数：“部件余量”0、内外公差0.01。3.2.6创建刀具在【刀片（插入）】工具栏上单击【创建刀具】按钮，系统弹出如图3-4所示的“创建刀具”对话框，选择“类型”为“mill_contour”（轮廓铣），在“刀具子类型”下选择“MILL”（铣刀），在“名称”文本框中输入“D12R0.4”，单击对话框中的“确定”按钮，系统弹出如图3-5所示的“铣刀-5参数”对话框，在“直径”文本框中输入“12”，在“底圆角半径”文本框中输入“0.4”，在“长度”文本框中输入“75”，在“刀刃长度”文本框中输入“50”，单击对话框中的“确定”按钮。同样的方法创建D8R4、D6R3、D2R1的球刀，在“刀具子类型”下选择“BALL_MILL”（球刀），3把刀的“长度”分别为60mm、50mm、50mm，3把刀的“刀刃长度”分别为14mm、12mm、5mm。图3-4“创建刀具”对话框图3-5“铣刀-5参数”对话框3.3粗加工3.3.1创建形腔铣操作单击【刀片（插入）】工具栏上的【创建工序】图标，系统自动弹出如图3-6所示的“创建工序”对话框，选择“类型”为“mill_contour”，选择“操作子类型”为“CAVITY_MILL”（型腔铣），“程序”、“刀具”、“几何体”、“方法”和名称设置如图3-6所示，单击对话框中的“确定”按钮将打开如图3-7所示的“形腔铣”对话框。3.3.2指定切削区域在“形腔铣”对话框中单击【指定切削区域】图标，系统弹出“切削区域”对话框，用“窗选”的方法选择如图3-8所示的型腔内的所有曲面为切削区域，单击鼠标中键，返回“形腔铣”对话框。图3-6“创建工序”对话框图3-7“形腔铣”对话框图3-8窗选切削区域3.3.3刀轨设置⑴切削模式。设置切削模式为“跟随周边”。如图3-7所示。⑵步距。步距选择“%刀具平直”（刀具直径百分比），在“平面直径百分比”文本输入框中输入：70。如图3-7所示。⑶全局每刀深度。在“全局每刀深度”文本输入框中输入：0.3。如图3-7所示。⑷切削参数。在“形腔铣”对话框中单击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，“策略”选项卡参数设置如图3-9所示；“余量”选项卡参数设置如图3-10所示。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“形腔铣”对话框。图3-9“策略”选项卡图3-10“余量”选项卡⑸非切削移动。在“形腔铣”对话框中单击【非切削移动】图标，系统弹出“非切削移动”对话框，“进刀”选项卡参数设置如图3-11所示；“转移/快速”选项卡参数设置如图3-12所示。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“形腔铣”对话框。⑹进给和速度。在“形腔铣”对话框中单击【进给和速度】图标，系统弹出“进给和速度”对话框，设置主轴速度和进给率参数如图3-13所示。单击鼠标中键，返回“形腔铣”对话框。图3-11“进刀”选项卡图3-12“转移/快速”选项卡3.3.4生成刀轨在“形腔铣”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作组的【生成】图标生成如图3-14所示的形腔铣粗加工刀轨。3.3.5检验刀轨单击“形腔铣”对话框底部操作组的【确认】图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，“生成IPW”选项选择“粗糙”，单击播放按钮，形腔铣粗加工效果如图3-15所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成形腔铣操作的创建。图3-13主轴速度和进给率图3-14形腔铣粗加工刀轨图3-15形腔铣粗加工效果3.3.6后处理在操作导航器中选择，再单击【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出“后处理”对话框，在对话框的“后处理器”下选择“MILL_3_AXIS”（3轴数控铣床），在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名（LT5-2CU.ptp），在“单位”下拉菜单中选择“定义了后处理”，选中“列出输出”单选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下找到产生的NC程序文件，用记事本打开如图3-16所示的形腔铣粗加工的NC程序。图3-16形腔铣粗加工的NC程序3.4半精加工3.4.1创建深度加工轮廓操作单击【刀片（插入）】工具栏上的【创建工序】图标，系统自动弹出如图3-17所示的“创建工序”对话框，选择“类型”为“mill_contour”，选择“操作子类型”为“ZLEVEL_PROFILE”（深度加工轮廓），“程序”、“刀具”、“几何体”、“方法”和名称设置如图3-17所示，单击对话框中的“确定”按钮将打开如图3-18所示的“深度加工轮廓”对话框。3.4.2指定切削区域在“深度加工轮廓”对话框中单击【指定切削区域】图标，系统弹出“切削区域”对话框，，用“窗选”的方法选择如图3-19所示的曲面为切削区域，单击鼠标中键，返回“深度加工轮廓”对话框。3.4.3刀轨设置⑴陡峭空间范围、合并距离、最小切削深度、全局每刀深度等参数设置如图3-18所示。⑵切削层。在“深度加工轮廓”对话框中单击【切削层】图标，系统弹出“切削层”对话框，设置“切削层”为“最优化”。⑶切削参数。在“深度加工轮廓”对话框中单击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，“策略”选项卡参数设置如图3-20所示；“余量”选项卡参数设置如图3-21所示；“连接”选项卡参数设置如图3-22所示。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“深度加工轮廓”对话框。图3-17“创建工序”对话框图3-18“深度加工轮廓”对话框图3-19窗选切削区域（不包含小圆柱的外围面和底部的大圆柱面）⑷非切削移动。在“深度加工轮廓”对话框中单击【非切削移动】图标，系统弹出“非切削移动”对话框，“进刀”选项卡参数设置如图3-23所示；“转移/快速”选项卡参数设置如图3-24所示。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“深度加工轮廓”对话框。⑸进给和速度。在“深度加工轮廓”对话框中单击【进给和速度】图标，系统弹出“进给和速度”对话框，设置主轴速度和进给率参数如图3-25所示。单击鼠标中键，返回“深度加工轮廓”对话框。图3-20“策略”选项卡图3-21“余量”选项卡图3-22“连接”选项卡图3-23“进刀”选项卡图3-25“转移/快速”选项卡3.4.4生成刀轨在“深度加工轮廓”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作组的【生成】图标生成如图3-26所示的半精加工刀轨。3.4.5检验刀轨单击“深度加工轮廓”对话框底部操作组的【确认】图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，“生成IPW”选项选择“中等”，单击播放按钮，半精加工效果如图3-27所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成深度加工轮廓操作的创建。3.4.6后处理在操作导航器中选择，再单击加工【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出“后处理”对话框，在对话框的“后处理器”下选择“MILL_3_AXIS”（3轴数控铣床），在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名（SHIYAN3BJING.ptp），在“单位”下拉菜单中选择“定义了后处理”，选中“列出输出”单选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下找到产生的NC程序文件，用记事本打开如图3-28所示的半精加工的NC程序。图3-25主轴速度和进给率图3-26半精加工刀轨图3-27半精加工效果图3-28半精加工的NC程序3.5精加工3.5.1创建轮廓区域操作单击【刀片（插入）】工具栏上的【创建工序】图标，系统自动弹出如图3-29所示的“创建工序”对话框，选择“类型”为“mill_contour”，选择“操作子类型”为“CONTOUR_AREA”（轮廓区域），“程序”、“刀具”、“几何体”、“方法”和名称设置如图3-29所示，单击对话框中的“确定”按钮将打开如图3-30所示的“轮廓区域”对话框。图3-29“创建工序”对话框图3-30“轮廓区域”对话框3.5.2指定切削区域在“轮廓区域”对话框中单击【指定切削区域】图标，系统弹出“切削区域”对话框，选择如图3-31所示的型腔内的5个凸台曲面和1个主体曲面为切削区域，单击鼠标中键，返回“轮廓区域”对话框。3.5.3设置驱动参数在“轮廓区域”对话框中，“驱动方法”选项下已选择为“区域铣削”，单击【编辑】图标，系统弹出如图3-32所示的“区域铣削驱动方法”对话框，设置如图3-32所示的参数。设置完成，单击鼠标中键，返回“轮廓区域”对话框。3.5.4刀轨设置⑴切削参数。在“轮廓区域”对话框中单击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，“策略”选项卡参数设置如图3-33所示；“余量”选项卡参数设置如图3-34所示；“更多”选项卡参数设置如图3-35所示，设置“最大步长”为“%刀具（直径）”的“5”。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“轮廓区域”对话框。图3-31选择5个凸台曲面和1个主体曲面为切削区域图3-32“区域铣削驱动方法”对话框图3-33“策略”选项卡参数图3-34“余量”选项卡参数图3-35“更多”选项卡参数⑵非切削移动。在“轮廓区域”对话框中单击【非切削移动】图标，系统弹出“非切削移动”对话框，“进刀”选项卡参数设置如图3-36所示。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“轮廓区域”对话框。图3-36“进刀”选项卡参数⑶进给和速度。在“轮廓区域”对话框中单击【进给和速度】图标，系统弹出如图3-25所示“进给和速度”对话框。设置“主轴速度”为3500r/min、“切削（进给率）”为1500mm/min参数。单击鼠标中键，返回“轮廓区域”对话框。3.5.5生成刀轨在“轮廓区域”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作组的【生成】图标生成如图3-37所示的精加工刀轨。3.5.6检验刀轨单击“轮廓区域”对话框底部操作组的【确认】图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，“生成IPW”选项选择“中等”，单击播放按钮，精加工效果如图3-38所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成轮廓区域操作的创建。3.5.7后处理在操作导航器中选择，再单击加工【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出“后处理”对话框，在对话框的“后处理器”下选择“MILL_3_AXIS”（3轴数控铣床），在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名（SHIYAN3JING.ptp），在“单位”下拉菜单中选择“定义了后处理”，选中“列出输出”单选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下找到产生的NC程序文件，用记事本打开如图3-39所示的精加工的NC程序。图3-37精加工刀轨图3-38精加工效果图3-39精加工的NC程序3.6清根3.6.1创建清根参考刀具操作单击【刀片（插入）】工具栏上的【创建工序】图标，系统自动弹出“创建工序”对话框，选择“类型”为“mill_contour”，选择“操作子类型”为“FLOWCUT_REF_TOOL”（清根参考刀具），“程序”、“刀具”、“几何体”、“方法”和名称设置如图3-40所示，单击对话框中的“确定”按钮将打开“清根参考刀具”对话框，在该对话框里单击“驱动方法”栏下的“编辑”按钮，系统弹出如图3-41所示的“清根驱动方法”对话框。3.6.2指定切削区域在“清根参考刀具”对话框中单击【指定切削区域】图标，系统弹出“切削区域”对话框，选择如图3-31所示的型腔内的5个凸台曲面和1个主体曲面为切削区域，单击鼠标中键，返回“清根参考刀具”对话框。图3-40“创建工序”对话框图3-41“清根驱动方法”对话框3.6.3设置驱动参数在“清根参考刀具”对话框中，设置如图3-41所示的参数。3.6.4刀轨设置⑴切削参数。在“清根参考刀具”对话框中单击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，设置“更多”选项卡下“最大步长”为刀具直径的5%。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“清根参考刀具”对话框。⑵非切削移