基于UG的多軸數控加工自動編程方法探索

◇荊州職業(yè)技術學院機電工程學院 曹 宇

基于UG軟件，以六方塊多軸數控加工為例，講解了UG自動生成加工程序操作步驟，包括毛坯及模型選擇、刀具的創(chuàng)建及工序的創(chuàng)建，總結了使用“型腔銑”、“底壁銑”及“深度輪廓銑”加工策略的注意事項，對多軸數控加工自動編程初學者的學習和提高具有一定指導借鑒意義。

2020年9月7號至9月18號，筆者參加了由湖北省教育廳舉辦，由武漢華中數控股份有限公司承辦的2020年度湖北省職業(yè)院校素質提高計劃雙師型教師專業(yè)技能培訓項目數控技術。根據培訓內容，基于UG軟件，以六方塊多軸數控加工為例，見圖1，介紹UG自動生成加工程序操作步驟，包括毛坯及模型選擇、刀具的創(chuàng)建及工序的創(chuàng)建[1-2]，可為多軸數控加工初學者提供一定的理論參考和實際指導。

圖1 六方塊

1 毛坯及模型選擇

（1）幾何模型選擇。雙擊“WORKPIECE”，在彈出的對話框中單擊“”圖標，接著選中六方體模型，見圖2，單擊確認，即可完成幾何模型的選擇。

圖2 幾何模型的選擇

（2）毛坯選擇。以該六方體為例，加工時的毛坯應為圓柱體，毛坯選擇有兩種方式：①利用“包容體”命令得到一個圓柱體，見圖3，再通過“偏置區(qū)域”命令增加上一步創(chuàng)建的圓柱直徑，這樣是為了確保各處都有一定的加工余量；②可通過建模[3]，直接繪制一個圓柱體。

圖3 “包容體”創(chuàng)建圓柱

圖4 “偏置區(qū)域”增加圓柱直徑

2 創(chuàng)建刀具

單擊“創(chuàng)建刀具”，選擇立銑刀，填入刀具相關尺寸及數值，見圖5、圖6。

圖5 刀具9部分尺寸及數值

圖6 刀具8部分尺寸及數值

3 創(chuàng)建工序

為了便于管理，可先設置文件夾，見圖7，再創(chuàng)建加工策略。

圖7 工序文件夾

3.1 粗加工

（1）帶凸臺面的加工。粗加工時，如果加工面帶凸臺，可采用“型腔銑”策略，要注意指定“刀軸”，見圖8；“切削模式”要選為“跟隨周邊”，“最大距離”可設為“0.7mm”，即下刀量最多為0.7mm，見圖9；“切削層”中的“范圍定義”選擇下底面，即刀具切削至下底面為止，見圖10；“切削參數”中的“部件側面余量”可設為“0.25mm”，并使底面余量與側面余量一致，見圖11；主軸轉速和進給速度分別設置為8000rpm、3000mmpm，見圖12。

圖8 指定刀軸

圖9 切削模式及最大距離設置

圖10 切削層設置

圖11 余量設置

圖12 進給率和速度設置

（2）不帶凸臺面的加工。粗加工時，如果加工面不帶凸臺，可以使用兩種策略，即“型腔銑”和“底壁銑”。

當使用“型腔銑”時，要注意切削邊界的選擇，因為這樣可以優(yōu)化刀路，少走空刀和抬刀，從而節(jié)省加工時間。

當使用“底壁銑”時，指定切削區(qū)底面要注意切削區(qū)域的選擇，如果是相互平行的面，可同時選擇，見圖12，否則需要為非平行面再增加新的“底壁銑”工序。

圖13 切削區(qū)域的選擇

3.2 精加工

（1）帶凸臺面，且與凸臺側壁相接的底面很窄。精加工時，如果加工面帶凸臺，且與凸臺側壁相接的底面很窄，此時可用“深度輪廓銑”策略，見圖14；要注意刀具和刀軸的選擇，刀具選用φ8的立銑刀，見圖15；選擇切削區(qū)域時要將待切削的底面及側壁都選中，見圖16。因為是精加工，所以 “切削參數”中的“余量”設為“0mm”，見圖17，主軸轉速和進給速度分別設置為12000rpm、2000mmpm。

圖14 帶凸臺且與凸臺側壁相接的 底面很窄的加工面

圖15 刀具及刀軸的選擇

圖16 切削區(qū)域的選擇

圖17 切削參數設置

（2）其余待精加工面。其余待精加工面可選用“底壁銑”策略，注意“底面毛坯厚度”設為“0.3mm”，比粗加工余量0.25mm略大即可，因為這樣可優(yōu)化刀路，否則會增加空刀和抬刀，浪費加工時間，“每刀切削深度”設為“0.15mm”，見圖18。

圖18 刀軌設置

3.3 銑孔

因為孔的深度為10mm，直徑為10mm，所以可用φ6立銑刀，進行“孔銑”，此時要注意 “指定特征幾何體”應為待加工孔，刀具應選用D6銑刀，見圖19。

圖19 刀具及特征幾何體的選擇

4 結語

（1）“型腔銑”可用于開粗，要注意刀軸的選擇、切削層的應用，若要限制切削區(qū)域時，可通過指定修剪邊界，選擇邊界線來實現(xiàn)。

（2）“底壁銑”既可用于開粗，也可用于精光。使用時要注意指定切削區(qū)底面，它直接決定了加工區(qū)域，而且當待加工底面互相平行時，可同時選擇，否則需要新建“底壁銑”策略。

（3）“深度輪廓銑”可用于側壁精加工，與側壁相接的底面也可被銑削。