典型銑削零件的加工

王劉菲

【摘 要】在現代生產中，越來越多產品的形狀結構比較復雜，手工編程難度較大。文章以銑削加工中的典型零件腰鼓槽零件為例，應用UG軟件對零件進行繪制建模、模擬加工、生成程序。在繪制建模過程中應用UG軟件，不僅可以考慮產品的形狀、尺寸，還可以考慮精度要求、特殊表面效果等因素，首先對零件進行模擬仿真加工，然后后置生成程序，最后導入機床中進行生產加工。

【關鍵詞】工藝分析;仿真模擬;加工

【中圖分類號】TG751 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）05-0103-02

在加工銑削零件時，對于一些形狀較為復雜的零件，手工編程難度較大時，可以利用軟件對其進行仿真模擬加工，并后置生成程序，再導入機床中進行加工。UG軟件就屬于這類設計軟件。

UG是Unigraphics的縮寫，是一個交互式CAD/CAM（計算機輔助設計與計算機輔助制造）系統，它功能強大，可以輕松地實現各種復雜實體及造型的建構。UG軟件的功能包括曲線的建立、曲線的操作與編輯、三維實體建模與編輯、草圖的建立及約束管理、表達式、工程圖的建立、工程圖的編輯與注釋、組件裝配、組件爆炸視圖、組件克隆及明細表、自由形狀特征的建立，編輯UG可以完成塑膠產品開發設計、分析、模流、模具設計、加工等一系列動作。

本文以典型的銑削零件腰鼓槽零件為例，對如何利用UG軟件進行模擬加工及程序生成進行探索。

1 分析零件圖

圖1所示為腰鼓槽零件的設計圖，圖上用三視圖標明了零件的尺寸公差、技術要求等技術指標。

1.1 圖樣分析

腰鼓槽零件的加工部位主要在二維平面內，所需要加工的內容有四方外輪廓、圓臺外輪廓、腰鼓槽，其主體由以下基本形狀構成。圓臺：由外圓直徑為￠78-0.012 mm、深4-0.075 mm的圓臺及形位公差等相關技術要素組成;腰鼓槽：從圖1中可以清楚地看到2個與工件輪廓中心對稱的腰鼓槽，其寬度尺寸為10+0.058 mm、深度尺寸為5+0.12 mm、角向尺寸為45°，其理論中心圓直徑為￠54±0.095 mm。

1.2 找基點坐標

加工時需要找出零件中的主要基點坐標。先找圖形中菱形基點坐標，分別是第1個點坐標：X=-37.000，Y=37.000;第2個點坐標：X=0.000，Y=40.000;第3個點坐標：X=37.000，Y=37.000。再找腰形槽形狀的基點坐標，分別如下。第1個點坐標：X=-22.627，Y=22.627;第2個點坐標：X=22.627，Y=22.627;第3個點坐標：X=15.556，Y=15.556;第4個點坐標：X=-15.556，Y=15.556。

2 零件的工藝分析

2.1 確定定位基準

本文例是在工藝分析的基礎上，遵循工序集中的原則確定加工思路和加工工藝步驟。通過兩次裝卡定位，分別加工出A、C兩個定位基準面，即一個大面和一個側面。在長寬方向應留有2 mm的余量，高度方向應留有工件裝卡部位，用于保證下一工序的安裝高度。

2.2 確定工藝方案

2.2.1 銑大面C

（1）工藝分析。①在圖2中，雖然沒有標注平面度精度值，但由于該零件的整體形位精度相對較高，而該面作為定位基準面，對以后的工序及工步有著重要的定位支撐作用，所以一般需要保證相對好的平面度。②對于大多數的平面銑削，最好選擇順銑，不能選擇對稱銑。順銑方式可以獲得較高的平面質量。對稱銑時，由于刀具中心線與工件中心線重合，因此會引起切削振顫，加工質量得不到保證。③刀具直徑應為工件寬度的1.3～1.6倍。

（2）加工步驟。①在平口鉗上，以工件毛坯半成品的一個大面和一個側面作為粗基準定位并找正夾緊工件。②安裝￠63 mm可轉位面銑刀，輕觸工件上表面，進行Z向對刀，選擇JOG手動和手輪方式銑削一個大面，吃刀深度為0.2～2 mm，或表面銑光即可。

2.2.2 銑削側面A

（1）工藝分析。銑削側面的前提條件是必須以已經加工好的大面作為定位基準找正，在保證自身平面度的基礎上，也要保證與已加工面的垂直度誤差，控制在0.02㎜范圍內。這實際上是對卡具及工件的校正提出了較高的要求。

（2）加工步驟。①將已加工好的大面C找正定位并夾緊工件。②繼續用￠63 mm可轉位面銑刀，輕觸工件上表面，進行Z向對刀，選擇順銑方式銑削一個側面，吃刀深度為0.2～2 mm，或表面銑光即可。用已加工好的兩個面為精基準裝卡定位，通過一次工件裝卡加工主視圖上所有待加工內容。

2.2.3 銑削工件待加工上表面即C面的對應面。

（1）工藝分析。①該平面的加工重點應保證與第一工序已加工完成的C面平行，也要保證自身的平面度和粗糙度，為下一步建立工件坐標系Z軸零點平面打下基礎。②該平面在切削深度方向銑平見光即可，切削深度不必太大。

（2）加工步驟。①在平口鉗上定位裝卡工件。②選用￠63 mm可轉位面銑刀。③Z向對刀。④采用JOG手動和手輪方式加工平面至要求。

2.2.4 銑削圓臺

（1）工藝分析。加工外圓時，應特別注意刀具的進退刀方式，盡量采用圓弧或切線切入方式，避免法向切入方式，這樣可以有效地減少工件表面的切痕現象，提高表面質量。

（2）加工步驟。①繼續選用￠63 mm可轉位面銑刀。②調用NC3程序，調整D01“半徑刀補”參數進行粗、精銑加工。③加工并保證外圓直徑￠78-0.012 mm、深-0.075 mm及形位公差等相關技術要素。④選用相關計量器具檢測零件尺寸。

2.2.5 銑削腰鼓槽

（1）工藝分析。①兩腰鼓槽的理論圓直徑為￠54±0.095 mm，應保證與零件中心軸線D基準的位置度為0.2 mm。②腰形槽槽寬尺寸為10+0.058 mm，在加工中很容易超差，因此需要用￠10 mm塞規或5～30 mm內徑尺測量。對于深度尺寸為5+0.12 mm時，需要用深度尺測量。③銑刀的半徑（R刀）應小于腰形槽最小半徑（R槽），否則在加工中會產生過切現象。

（2）加工步驟。①安裝刀具：￠8 mm鍵槽銑刀;②執行程序NC4，按照粗銑、半精銑、精銑各階段銑削，保證腰形槽各處尺寸加工合格。

3 仿真加工

各項參數確定好后，首先利用UG軟件功能對其進行仿真模擬加工，然后使用軟件進行后置程序的處理，生成相對應的參考程序，導入機床上進行實際的加工生產。

在數控銑削實際生產過程中，各種不同工件加工藝路線是不相同的，只要按照加工工藝路線的主要原則進行，就能充分發揮數控機床的效能，確保設備安全、可靠地運行。CAD/CAM技術能顯著地縮短加工時間，降低成本，并提高零件的加工質量，這是現代加工制造行業中不可缺少的輔助工具。

參 考 文 獻

[1]杜軍.FANUC宏程序編程技巧與實例精解[M].北京：化學工業出版社，2010.

[2]韓鴻鸞.數控編程[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2004.

[3]周曉紅.數控銑削工藝與技能訓練[M].北京：機械工業出版社，2011.

[4]陳炳光，陳昆.模具數控加工及編程技術[M].北京：化學工業出版社，2011.

[5]徐元昌.數控技術[M].北京：中國輕工業出版社，2004.

[6]倪祥明.數控機床及數控加工技術[M].北京：人民郵電出版社，2011.