UG數(shù)控編程中平面銑削加工特點(diǎn)及幾何設(shè)置

中航飛機(jī)股份有限公司長(zhǎng)沙起落架分公司 (陜西漢中 723000) 郭 輝 沈 勇 田 輝 岳林峰

在UG數(shù)控編程中平面銑削設(shè)置較多，特別是在操作設(shè)置中，若幾何邊界選取不當(dāng)或選取錯(cuò)誤時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)警告提示或刀路過切現(xiàn)象。實(shí)際生產(chǎn)中大多用戶為了便捷地做出零件加工的NC代碼，直接采用型腔銑操作，雖然型腔銑有其設(shè)置簡(jiǎn)單的優(yōu)越性，但產(chǎn)生的刀路不太規(guī)整，生產(chǎn)的NC代碼相對(duì)容量較大，為了更好地讓用戶和數(shù)控加工同行了解和接觸平面銑，在此將平面銑幾何設(shè)置的一些特點(diǎn)、簡(jiǎn)捷選取的方法和加工中常遇到的警告信息的處理做以講解和說(shuō)明。

1.平面銑加工特點(diǎn)

平面銑從本質(zhì)上是2D線框加工，即不需要三維模型就能產(chǎn)生加工刀路，其顯著特點(diǎn)是只能加工平面直壁零件，平面銑主要通過邊、曲線和點(diǎn)等創(chuàng)建邊界來(lái)確定加工區(qū)域，不依賴三維實(shí)體。

平面銑操作中的零件幾何體、毛坯幾何體、修剪幾何體和檢查幾何體都由邊界來(lái)定義而非實(shí)體模型，WORKPIECE是否定義都不影響刀軌的生成，它的選取主要起到一個(gè)2D動(dòng)態(tài)模擬作用以及刀路生成后的過切檢查。在實(shí)際工件加工中，不僅可能用到平面銑2D加工，還會(huì)用到其他的3D加工方式，因此建議在編程中設(shè)置WORKPIECE。

從圖1的4個(gè)方位的視圖可清楚反映到:刀路的形狀由定義的邊界形狀來(lái)決定，刀具軌跡從第一層到最后一層，刀路除了深度不同外，每一層的形狀都是嚴(yán)格相同。

2.平面銑的幾何設(shè)置

平面銑操作難點(diǎn)在于幾何體邊界的設(shè)置，在幾何體邊界對(duì)話框模式中有:面、曲線/邊、點(diǎn)和邊界四種方式選擇。其中面、線模式功能強(qiáng)大，是常用的方式，而點(diǎn)模式簡(jiǎn)單快捷，對(duì)于邊界模式不推薦使用。

圖1 平面銑

(1)幾何體邊界定義:①材料側(cè)是指定義的邊界的某一側(cè)的材料是被保留或是銑去。②邊界平面:邊界是由同一平面內(nèi)的線構(gòu)成，這個(gè)平面位置高低決定著刀具開始加工的起始層。

(2)生成刀軌時(shí)遇到的警告提示:當(dāng)幾何體邊界定義中沒有定義底平面，UG軟件系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算找不到加工位置的結(jié)束臨界面，就會(huì)彈出報(bào)警信息，如圖2a所示，所以必須定義底平面且底平面與Z+軸垂直。

當(dāng)部件邊界和毛坯邊界進(jìn)行了定義，但沒有指定切削層每層深度，或是部件邊界與毛坯邊界選取相同時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)如圖2b所示的報(bào)警信息，因此應(yīng)首先設(shè)置切削層予以逐一排查。

當(dāng)指定了部件邊界或毛坯邊界 (或定義了二者)，在材料側(cè)指定錯(cuò)誤的時(shí) (軟件內(nèi)部布爾運(yùn)算沒有交集)，會(huì)出現(xiàn)如圖2c所示的報(bào)警信息，可重新檢查或定義部件邊界和毛坯邊界。

圖2 警告提示

(3)幾何設(shè)置:系統(tǒng)默認(rèn)部件邊界與毛坯邊界材料側(cè)為內(nèi)部，對(duì)于部件邊界而言內(nèi)部為材料保留側(cè)，毛坯邊界正好相反，因此可以選取所有的加工面，指定毛坯邊界及其邊界平面位置，讓軟件判斷加工的區(qū)域，可以輕松生成加工區(qū)域的理想刀路，這也是平面銑最簡(jiǎn)潔的幾何設(shè)置方式。

3.案例分析

為了更好地反應(yīng)平面銑幾何設(shè)置，通過以下簡(jiǎn)單案例具體說(shuō)明。

(1)打開文件，并進(jìn)入加工環(huán)境，設(shè)置WCS坐標(biāo)系并指定安全平面Z=5。

(2)雙擊WCS坐標(biāo)系下的WORKPIECE中分別定義部件和毛坯。

第一步，點(diǎn)擊創(chuàng)建部件邊界圖標(biāo)，按默認(rèn)的面模式，直接點(diǎn)選工件中的所有需要加工的平面 (見圖3)，軟件自然就會(huì)生成零件各個(gè)部分的邊界;第二步，點(diǎn)擊創(chuàng)建毛坯邊界圖標(biāo)，同樣按默認(rèn)的面模式，直接點(diǎn)選工件中的底面生成邊界，確定并退出回到平面銑對(duì)話框。再次點(diǎn)擊創(chuàng)建/編輯毛坯邊界圖標(biāo) (見圖4)，修改邊界平面，類型偏置距離為0，點(diǎn)選毛坯的最高面，退出平面銑對(duì)話框。

圖3 部件幾何邊界確定

圖4 毛坯幾何邊界確定

(3)設(shè)置或選用刀具，配置切削參數(shù)中的相應(yīng)余量，直接點(diǎn)擊生成刀路圖標(biāo)，零件的粗加工程序即生成 (見圖5)。

對(duì)程序作如下簡(jiǎn)單修改，可輕松實(shí)現(xiàn)側(cè)壁與底面的精加工:更換精加工需要的刀具;切削模式改為:輪廓加工;切削參數(shù)中余量改為0，直接點(diǎn)擊“生成”按鈕，側(cè)壁精加工程序完成 (見圖6)。同樣只需簡(jiǎn)單修改相應(yīng)設(shè)置底面精加工很快就形成。

圖5 粗加工程序

圖6 側(cè)壁精加工程序

4.結(jié)語(yǔ)

平面銑是一個(gè)功能強(qiáng)大的面加工操作，與曲面銑中線、面控制等加工方法有異曲同工之效，熟練地運(yùn)用平面銑開粗、進(jìn)行側(cè)壁底面的精加工，在一定程度上精簡(jiǎn)了刀路，可以更好地幫助理解復(fù)雜曲面銑削加工參數(shù)的配置。