教學材料《UG NX6》.0教程-8

學習單元八平面零件銑削加工任務引入

圖8-1所示零件為平面零件，材料是45鋼。完成該零件的數控銑削加工工藝的編制，并使用UGNX6.0的加工功能生成各工序的刀具軌跡，仿真驗證后生成特定格式的數據加工程序。任務分析該零件采用146×100×25的長方體作為毛坯，底面和四個側面已完成加工，生產批量為小批量，采用FANUC系統的三軸數控加工中心進行加工。該零件的加工部位底面都是平的，側面與底面垂直，具有該特點的零件就稱為平面零件。下一頁返回學習單元八平面零件銑削加工要編制數控加工程序，首先要編制合理的數控加工工藝，再根據工藝生成各工序的刀具軌跡，對軌跡進行驗證無誤后，選擇并設置合理的后置處理器，生成符合數控系統格式的數控程序，最后在數控機床上進行試加工。因此要完成本任務，需要綜合應用數控加工工藝、刀具、數控機床、夾具等知識，編制出合理的數控加工工藝，還要靈活掌握UGNX6.0的加工操作，生成合理的數控加工程序，在進行試加工時還要掌握數控機床的操作。相關知識上一頁返回下一頁8.1設置加工環境

零件的三維模型創建好之后，就可以用軟件來編制其數控加工程序。要進行編程，首先要進入軟件的加工模塊，其方法是選擇起始選項【開始】—【加工】，如圖8-2所示。如果是第一次進入加工環境，系統會彈出如圖8-3所示的對話框，提示進行加工環境的設置。該對話框中上半部分列出了加工的配置文件，下半部分列出了相應的配置文件所包含的模塊文件。選擇與零件相應的加工配置，單擊下方的【初始化】按鈕，就能進入加工環境了。進入加工環境后，就可以對零件進行各種加工操作。加工環境的工作界面如圖8-4所示，出現了一些在加工環境中特有的工具條，各工具條的命令將在后續內容中介紹。返回上一頁下一頁8.2數控編程的一般步驟進行數控編程的一般步驟如圖8-5所示。下面就各步驟的工作內容做簡要介紹:8.2.1創建毛坯毛坯是根據零件形狀創建的，利用二維線框編程時可用線邊界定義毛坯，三維零件加工用實體來定義毛坯。其主要作用是:(1)根據毛坯形狀確定走刀軌跡，生成加工程序;(2)毛坯可用來定義加工范圍，便于控制加工區域;(3)可利用毛坯來進行實體模擬，驗證刀軌是否合理。不設置三維毛坯則不能進行動畫仿真驗證。下一頁返回上一頁8.2數控編程的一般步驟8.2.2創建設置父節點組父節點組是用來管理零件加工過程中的加工順序、加工坐標系和加工對象、刀具以及加工方法的。系統自帶的父節點組有四種，分別是程序、幾何體、刀具和加工方法。父節點組中存在的信息會被其下屬的各種操作繼承。父節點組的管理查詢是在【操作導航器】中進行的，本書將在后續內容中做介紹。上一頁下一頁返回8.2數控編程的一般步驟8.2.3創建操作操作指的是對零件進行的各種加工。進入加工環境并進行初始化后，選擇菜單【插入】—【操作】，或者單擊【插入】工具條上的創建操作圖標，出現如圖8-6所示的【創建操作】對話框。該對話框中的【類型】選項用來選擇加工方法，單擊【類型】下拉列表項，可彈出多個選項，主要有millplanar(平面銑削)、millcontour(固定軸曲面輪廓銑削),millmulti-axis(多軸銑),drill(鉆削),holemaking(孔加工),turning(車削),Wireedm(線切割)等，如果用戶自己開發了其他加工方法，還可以通過【瀏覽】選項進行選擇添加、每一種加工舉型對應多個子選項.子選項卞要用來確定走刀方式。上一頁下一頁返回8.2數控編程的一般步驟8.2.4設置加工參數創建操作后，要對該加工操作設置各種參數，除了普通加工工藝中要考慮的切削速度、進給量、背吃刀量等以外，還要設置如安全距離、順逆銑方式、進到/退刀方式等，不同的加工類型所需要設置的參數有所不同，具體的設置在后續章節中介紹。只有設置的參數正確、合理，才能生成正確的刀具軌跡，編制正確的加工程序，保障加工的安全性，加工出來的零件尺寸及表面質量才能滿足要求。上一頁下一頁返回8.2數控編程的一般步驟8.2.5生成刀軌并校驗設置好所有參數后，執行[生成刀軌]命令就可以生成刀具軌跡了，生成的軌跡是否合理，可以通過校驗的方法來進行驗證。單擊每一步操作對話框后的圖標，就可以進行刀軌的驗證。刀軌驗證有重播、3D動態模擬和2D動態模擬三種方式，重播方式只顯示刀具的運動過程，3D和2D動態模擬可以動態檢查刀具和零件、毛坯的干涉和過切，同時還可以檢查零件加工完后是否達到尺寸要求。該步驟是非常重要的一個步驟，通過驗證，可以檢驗操作設置是否合理，從而保證后置處理得到的程序是正確的，實際加工過程中在保證零件加工質量的同時保證安全性。上一頁下一頁返回8.2數控編程的一般步驟8.2.6后置處理后置處理是指由后置處理器讀取CAM系統所生成的刀具路徑文件，從中提取相關的加工信息，并按照指定的數控機床的特點以及NC程序的格式要求進行分析處理，生成NC程序。不同的數控系統生成的NC程序不盡相同。上一頁返回8.3鐵削加工類型

在UG軟件中，加工類型分為銑削加工、車削加工、線切割加工及孔加工。銑削加工又分為固定軸銑削和多軸銑削，其中固定軸銑削又可分為平面銑削、固定軸曲面輪廓銑削等。8.3.1平面鐵削平面銑削的特點是刀軸固定，側面與底面垂直，底面是與刀軸垂直的平面。符合這種特征的零件均可用平面銑削來進行加工。加工時平行于零件底面進行多層銑削。平面銑削適用于粗、精加工，可生成多層刀具路徑，也可生成單層刀具路徑。圖8-7所示的零件就適用于平面銑削。下一頁返回8.3鐵削加工類型8.3.2固定軸曲面輪廓鐵削固定軸曲面輪廓銑削用來加工簡單的規則曲面，粗加工和精加工分別對應不同的子類型。本書將在學習單元9中作具體的介紹。8.3.3多軸鐵削多軸銑削也稱為變軸銑削，其特點是刀軸不固定，也就是說要采用四軸或四軸以上機床進行加工。這種加工方法主要適合于復雜的曲面零件。上一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

前面已介紹了平面銑削加工的特點，本節將通過具體的實例介紹創建平面銑削的具體方法和步驟。創建平面銑削加工一般有兩種方式，一種是直接使用二維線框，一種是使用三維實體。本節介紹如何利用二維線框創建平面銑削。二維線框銑削加工適合于簡單零件的加工。這些簡單零件可以直接畫成草圖或二維線框，而不用繪制三維零件。此方法的優點是方便、簡單，但局限于二維線框、方式，不夠直觀。二維線框銑削加工適用的加工子類型通常為【FACEMILLING】和【PLANARMILL】這兩種加工子類型可以用實體表面和實體邊線作為加工邊界，也可以利用二維線框定義加工邊界，可用于粗加工平面，粗、精銑直壁零件輪廓以及直壁型腔。下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

現在要加工如圖8-8所示零件的上表面，要求采用面銑刀對該表面進行銑削，銑削深度為10mm。如果已經創建了該零件的三維模型，在加工該表面時，可以直接選擇零件的表面，系統會自動識別零件表面的邊界輪廓作為二維銑削的邊界。但是對于這樣簡單的表面來說，可以不用創建三維模型，而是通過利用二維線框來定義需要加工的表面邊界，從而實現對該表面的加工，同時減少工作量。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例下面，我們將對該表面進行加工操作，具體步驟如下:1.加工前的準備工作首先分析零件及其加工要求，確定該零件的毛坯為長方體，利用二維輪廓來加工。創建如圖8-9所示的矩形框，其在x方向長度為200mm，在y方向長度為100mm，頂點坐標為(0,0,0)。根據零件加工要求確定出加工方案，機床為三軸立式加工中心，刀具為Φ63的面銑刀，分為粗、精加工兩步完成。精加工余量為0.5mm。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例2.加工環境初始化選擇【開始】—【加工】，打開加工環境初始化對話框，如圖8-10所示。在【CAM會話配置】選項中選擇【camgeneral】，在【要創建的CAM設置】中選擇【millplanar】單擊【初始化】按鈕，進入加工環境。進入加工環境后，在屏幕的左側，除了在建模方式下原有的【裝配導航器】和【部件導航器】外，增加了【操作導航器】、【機床導航器】和【加工特征導航器】，如圖8-11所示。操作導航器記錄了加工操作的各個步驟，我們可以通過該導航器查詢各父節點之間的關系，可以對其進行修改編輯、刪除、添加等操作。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例3.創建刀具組刀具是進行切削加工的工具，其選擇非常重要，應根據零件的加工要求、加下零件的形狀及加工范圍來選擇。本例是銑削平面，而且面較大，所以選擇φ63的面銑刀。選擇主菜單【插入】—【刀具】，或者單擊【插入】工具條上的創建刀具圖標,出現如圖8-12所示的【創建刀具】對話框。在該對話框中作以下設置:(1)選擇【類型】為【millplanar】(平面銑削);(2)選擇【位置】為【GENERICMACHINE】;(3)刀具【名稱】為】【MXD63】;上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

刀具名稱也可以用其他名稱，但不能有中文，同時名稱應簡潔、易記，最好看到名字就知道是什么刀具，知道其主要參數，這樣當刀具很多時也不至于混淆。按以上設置后單擊【確定】或者【應用】按鈕，出現如圖8-13所示的【銑刀-5參數】對話框，按圖中所示設置相關參數后，單擊【確定】按鈕，就創建了一把φ63的面銑刀。單擊圖8-13所示的刀具參數設置對話框上部的【夾持器】標簽，還可以設置刀柄的相關參數，對于初學者來說可以先不設置。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

刀具創建好后，可以在【操作導航器】中進行查詢、修改，具體方法是單擊操作導航器圖標長，系統會從左側彈出如圖8-14所示的操作導航器視圖，系統默認為程序視圖。將鼠標放在空白的地方單擊右鍵，會出現圖8-14所示的選項，選擇其中的機床刀具視圖，將其更換為加工刀具視圖，如圖8-15所示，就顯示出了剛才創建的名為MXD63的刀具。如果要修改刀具參數，可以在該視圖中雙擊選中的刀具，又會出現圖8-13的刀具參數設置對話框，可以在此進行修改參數。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例4.創建幾何體創建幾何體包括多項內容，有創建坐標系、創建工件、創建邊界等。并不是每一步加工都必須把所有的選項創建完，有的可以在創建操作時臨時指定。由于本例只有一道工序，所以在此僅創建坐標系。選擇主菜單命令【插入】—【幾何體】，或者單擊【插入】工具條上的創建幾何體圖標，彈出如圖8-16所示的【創建幾何體】對話框，在該對話框中作以下設置:(1)選擇類型為【millplanar】(平面銑削);(2)選擇【子類型】中的圖標

(3)選擇【位置】為【GEOMETRY】;(4)【名稱】為【ZBX】;上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

這里的名稱也可以用除中文及一些特殊符號外的其他字符，取名的原則是簡單易記。設置完成后點擊【確定】按鈕，出現如圖8-17所示的機床坐標系對話框，同時在建模時所用的坐標系處出現了帶M的加工坐標系，可以根據需要對此坐標系進行拖動，改變其位置，還可以改變其坐標軸的方向。除此之外在機床坐標系對話框中還可以自行對坐標系進行設置，包括其原點、坐標軸方向等。此處不用設置，采用系統默認的位置即可。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

為了避免刀具在快速下降時直接切入零件，通常我們在設置坐標系時要設置一個安全平面，此平面距離工件表面有一定距離，加工時刀具先定位到該平面上，再下刀。以后凡是屬于該坐標系下的操作均能繼承該安全平面。其設置方法是在圖8-17所示的對話框中選擇【間隙】選項中的【安全設置選項】選為【平面】，再單擊【指定平面】按鈕，彈出現如圖8-18所示的【平面構造器】對話框。在該對話框中選擇【XC-YC】平面，在【偏置】文本框中輸入20,表示選擇距離XC-YC平面上方20mm的一個平面作為安全平面，單擊【應用】按鈕，在坐標系附近出現一個小三角形，代表安全平面，如圖8-18，再單擊【確定】按鈕，完成安全平面的設置，回到圖8-17所示的對話框，單擊【確定】按鈕，完成坐標系的設置。在操作導航器中也可以看到該坐標系，如圖8-19所示。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例5.創建加工方法零件是加工需要經過粗加工、半精加工、精加工等工序，創建加工方法就是設置零件的余量、公差、指定加工參數以及刀路顯示的方式等。并不是所有的零件都要進行粗加工、半精加工以及精加工，應根據零件的實際工藝要求來設置加工方法，比如本例零件，銑削上表面時就只需要粗加工和精加工兩種方法，而有的零件則需要設置多種加工方法。選擇主菜單【插入】—【方法】，或者單擊【插入】工具條上的創建方法圖標，彈出圖8-20所示的【創建方法】對話框，在該話框中進行如下設置:(1)選擇【類型】為【millplanar】(平面銑削);(2)選擇【位置】為【METHOD】;(3)【名稱】為CJGFF(粗加工方法);

單擊【確定】或【應用】按鈕，打開如圖8-21所示的【銑削方法】對話框。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

該對話框中進行加工參數的設置，主要有以下幾項:【部件余量】:指該工序為后續加工留的余量，不同的零件余量選擇不一樣，要根據具體的工藝要求來進行設置。此處設置為0.5mm【內公差】:指零件在加工時內部的尺寸精度，此處設置為0.03【外公差】:指零件在加工時的尺寸精度，公差值越小精度越高，一般粗加工時公差值可以給大一些，此處設置為0.12。選擇圖8-21所示對話框中的【進給】圖標，彈出如圖8-22所示的【進給】對話框，可以設置刀具在各個階段的移動速度。在這里只需要設置其中的【切削】、【第一次切削】、【進刀】為150mm/min，其余的全部為【0】，為0表示將以G00的速度走刀。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

選擇圖8-21所示對話框中的【顏色】圖標，彈出如圖8-23所示的【刀軌顯示顏色】對話框，在這里可以更改刀路的顯示顏色。本例中我們不做修改，使用系統默認的設置。選擇圖8-21所示對話框中的【編輯顯示】圖標，彈出如圖8-24所示的【顯示選項】對話框?？梢灾付ㄊ欠耧@示刀路，以及設置顯示的速度等。這里我們也不用修改，使用默認設置。以上幾步設置完畢后，單擊圖8-21中的【確定】按鈕，完成粗加工的參數設置。然后再次重復以上步驟，設置精加工的加工參數，其中加工方法的名稱為【JJGFF】，余量為0，公差設置為0.03，進給速度中的【進刀】、【第一次切削】、【步進】和【剪切】為100mm/min，其余的全部為【0】。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

當設置完成粗加工和精加工的加工參數后，這兩種加工方法在【操作導航器】中也能看見。具體方法是打開操作導航器，將鼠標放在空自的地方單擊鼠標右鍵，選擇其中的【加工方法視圖】，如圖8-25所示，將操作導航器更換為加工方法視圖，就能看到剛才創建的名為CJGFF和JJGFF的加工方法，如圖8-26所示，如需要修改，雙擊選中的對象即可。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例6.創建操作將坐標系、刀具以及加工方法創建好后就可以創建操作了。其具體步驟如下:

選擇主菜單命令【插入】—【操作】，或者單擊【插入】工具條上的創建操作圖標護，彈出如圖8-27所示的【創建操作】對話框，按圖中所示設置參數:(1)選擇【類型】為【millplanar】(平面銑削);(2)【子類型】為【FACE_MILLIN】;(3)【程序】為【NCPROGRAM】;(4)【刀具】為【MXD63】;(5)【幾何體】為【ZBX】(6)使用【方法】為【CJG】;(7)【名稱】為【cxPM】;上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

名稱也可以用其他名稱，原則是簡單易記。設置完成后單擊【確定】按鈕，彈出如圖8-28所示的【平面銑】對話框。在【平面銑】對話框中選擇【指定面邊界】圖標，彈出圖8-29所示的【指定面幾何體】對話框，在該對話框中選擇過濾器類型為了，用曲線來定義零件幾何體。分別選擇前面繪制的200×100的矩形的四條邊，單擊對話框中的【創建下一個邊界】按鈕，剛才選擇的矩形顯示如圖8-30，在單擊【確定】按鈕，返回【平面銑】對話框。在【平面銑】對話框中按圖8-31所示，設置刀軸為【+ZM】，選擇走刀方式為往復走刀，設置行距為刀具直徑的75，毛坯距離為10mm，每一刀深度為4mm，最終底面由于在粗加工方法中設置了余量，所以這里設置為0。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

再點擊圖8-31所示的【平面銑】對話框上的【切削參數】圖標，彈出圖8-32所示的【切削參數】對話框，設置【切削方向】為【逆銑】，單擊【確定】按鈕回到8-31所示的【平面銑】對話框。單擊該對話框上【開始刀軌事件】后的編輯圖標，彈出圖8-33所示的【用戶定義事件】對話框，在其上選擇【CoolantOn】，并單擊下方的【添加】按鈕，彈出【冷卻液開】對話框后直接單擊兩次【確定】按鈕，回到圖8-34所示的【平面銑】對話框。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

在【平面銑】對話框中選擇最下邊的生成刀具軌跡的圖標護，生成刀具路徑如圖8-35所示。由于我們設置的毛坯余量為10mm，每次切削深度為4mm，所以本次銑削分三層進行，在刀具軌跡上可以看見。生成刀具軌跡后還可以對其進行驗證。在【平面銑】對話框中選擇最下邊的確認刀具軌跡的圖標，彈出圖8-36所示的【可視化刀具軌跡】對話框，選擇【2D動態】按鈕，調整該對話框下面的仿真速度至合適的速度，如圖8-37，再單擊播放按鈕，可以觀察刀具的移動路徑，對刀軌進行校驗，如圖8-38。由于沒有定義三維毛坯，因此無法看到有切除材料效果的三維動畫。上一頁下一頁返回8.4利用二維線框加工平面實例

刀軌校驗沒有問題后，按【確定】，回到面銑削操作對話框，此時一定要單擊該對話框中的【確定】按鈕，完成本次操作的設置。至此，粗加工操作設置完成，我們可以在操作導航器中看到它，如圖8-39，如需要要修該，在此雙擊即可進行修改編輯?？砂赐瑯拥牟襟E設置精加工操作，不同的是加工方法要選擇前面設置好的【JJG】，在【毛坯距離】選項中輸入0.5mm，其余操作設置與粗加工一致，此處不在贅述。上一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

在銑削加工中外形輪廓與內腔很常見，本節將通過一個具體的實例介紹如何創建這一類的加工操作。首先請仔細觀察圖8-40所示的零件，要在一塊長方體毛坯上銑削一個凸臺，同時在凸臺內部要加工一個內腔。根據零件特點，該零件可按表8-1所示的工序進行加工。其操作過程可以按照如下步驟來進行。1.加工前的準備工作該零件采用粗銑外輪廓、粗銑內腔、精銑外輪廓、精銑內腔的工藝過程進行加工。圖中最小半徑為R10，因此采用的刀具直徑不能大于20mm，銑削輪廓帶有圓弧，最好采用圓弧方式進刀和退刀。首先在建模方式下繪制如圖8-41所示的二維圖形，以(0,0,0)點為中心，從外到內依次是零件圖上的三條輪廓線。另外為了能看到動畫仿真，這里先創建一個200×140×40的長方體，其定位頂點坐標為(-100，-70，-40),讓頂面與XY平面重合，如圖8-42。下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例2.加工環境初始化單擊主菜單中的【開始】—【加工】命令，彈出加工環境初始化對話框，如圖8-10所示。在【CAM會話配置】選項中選擇【camgeneral】在【要創建的CAM設置】中選擇【millplanar】單擊【初始化】按鈕，進入加工環境。3.創建刀具組選擇主菜單命令【插入】—【刀具】，或者單擊【插入】工具條上的創建刀具圖標戶，出現如圖8-43所示的【創建刀具】對話框在該對話框中進行以下設置:(1)選擇【類型】為【millplanar】(平面銑削);上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例(2)選擇【子類型】為【MILL】(立銑刀);(3)選擇【位置】為【GENERICMACHINE】;(4)刀具【名稱】為MILL18;

設置完成后單擊【確定】按鈕，出現如圖8-44所示的【銑刀-5參數】對話框，在該對話框中設置刀具直徑為18，刀具調整記錄器為1，刀具號為1，單擊【確定】按鈕，完成刀具的設置。用同樣的方法創建加工所需的φ14和φ16的立銑刀，名稱分別為MILL14,MILL16，刀具號分別為2號、3號。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例4.創建幾何體選擇主菜單【插入】—【幾何體】，或者單擊【插入】工具條上的創建幾何體圖標，出現如圖8-16所示的【創建幾何體】對話框，按上一小節同樣的步驟確定絕對坐標系為機床坐標系，并且用同樣的方法定義安全平面在XY面上方l0mm處。單擊[確定]按鈕完成設置。為了能觀看加工動畫，還需要再次選擇主菜單【插入】—【幾何體】，或者單擊【插入】工具條上的創建幾何體圖標，彈出【創建幾何體】對話框，按圖8-45進行如下設置:(1)選擇【類型】為【millplanar】(平面銑削);(2)選擇【子類型】為第二個圖標;(3)選擇【位置】為剛才創建好的坐標系【ZBX】;上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

(4)【名稱】為【GONGJIAN】;

設置完成后單擊【確定】按鈕，彈出如圖8-46所示的【工件】對話框，在該對話框中的【指定毛坯】選項中選擇圖標，彈出如圖8-47所示的【毛坯幾何體】對話框，然后選擇剛才創建的長方體，單擊【確定】，回到圖8-46的工件設置對話框，再單擊【確定】，完成毛坯設置。為了避免作為毛坯的長方體影響后面的操作步驟，可以將該長方體隱藏。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例5.創建加工方法按前一小節所述方法創建粗加工方法和精加工方法，粗加工為精加工留0.8mm的余量，刀具的進給速度設置為200mm/min，精加工刀具進給速度為100mm/min,如圖8-48和8-49.6.創建操作銑削外輪廓創建銑削外輪廓的操作按如下步驟進行:

選擇主菜單【插入】—【操作】，或者單擊【插入】工具條上的創建操作圖標，出現如圖8-50所示的【創建操作】對話框，按圖中所示設置參數：上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例(1)選擇類型為【millplanar】(平面銑削);(2)【子類型】為第一行第四個圖標【PLANARMILL】;(3)【程序】為【NC_PROGRAM】;(4)使用【刀具】為【MILL18】;(5)使用【幾何體】為【GONGJIAN】;(6)使用【方法】為【CJGFF】;(7)【名稱】為【CXWLK】;

設置完成后單擊【確定】按鈕，彈出如圖8-51所示的【平面銑】對話框。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

在該對話框中的【幾何體】選項中單擊【指定部件邊界】圖標來定義零件切削邊界，彈出圖8-52所示的【邊界幾何體】對話框，在【模式】復選框中選擇【曲線/邊】模式，彈出圖8-53所示的【創建邊界】對話框，按圖中所示選擇各項設置，特別要注意在【材料側】選項中，由于加工凸臺時剩余的不加工的材料是在凸臺邊界的里面，所以材料側要選擇【內部】，再用鼠標選擇前面繪制的圖8-41中凸臺的輪廓線，注意要將輪廓線上的所有曲線段包括倒角在內都選完，而且選擇時應沿同一方向依次選擇。然后單擊【創建下一個邊界】按鈕，所選的邊界顯示如圖8-54所示，單擊【確定】，回到【邊界幾何體】對話框，再單擊【確定】，回到圖8-51的對話框，完成零件銑削邊界的設置。

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在圖8-51所示的對話框中單擊【指定毛坯邊界】圖標，彈出對話框以定義毛坯邊界，與上一步執行同樣操作，所不同的是要選擇圖8-41中的最外邊的矩形作為毛坯邊界，定義完成后結果如圖8-55。在圖8-51所示的【平面銑】對話框中的【幾何體】選項下單擊【底面】圖標，用來定義銑削底面，彈出圖8-56所示的【平面構造】對話框，選擇其中的【XC-YC】平面，在【偏置】欄中輸入-9.2,表示本次銑削底面為XY平面下9.2mm的地方，為精加工留0.8mm余量。單擊【確定】，完成設置，結果如圖8-57。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

在圖8-51所示的【平面銑】對話框中設置切削模式為跟隨部件，步距為刀具直徑的50%，結果如圖8-58所示。在圖8-51所示的【平面銑】對話框中單擊【切削層】按鈕，彈出圖8-59所示的【切削深度參數】對話框，在【類型】選項中選擇【固定深度】，指定每次切削的最大深度為4mm。設置切削參數中【切削方向】為【逆銑】。在圖8-51所示的【平面銑】對話框中選擇【進給和速度】按鈕，彈出圖8-60所示的【進給和速度】對話框，勾選【主軸速度】選項，在文本樞中輸入1000，即設置主軸轉速為1000r/min，單擊【確定】，完成設置。刀具的進給速度在創建加工方法時已經設置完成，此處不用再重新設置。在圖8-51所示的【平面銑】對話框中選擇【機床控制】按鈕，彈出圖8-61所示【機床控制】對話框，按前例介紹的步驟設置機床啟動時打開切削液。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

在圖8-51所示的【平面銑】對話框中選擇最下邊的【生成】圖標，生成刀具的運動軌跡如圖8-62所示，可以看到刀具軌跡分為3層。在圖8-51所示的[平面銑]對話框中選擇最下邊的【確認】圖標，來對刀具軌跡進行驗證，彈出如圖8-63所示的【可視化刀軌軌跡】對話框，可以按照前一小節的方法對刀具軌跡進行回放驗證。由于我們此處定義了零件毛坯，所以還可以用加工的仿真動化進行模擬，具體方法是按圖8-63所示，將浮動按鈕選擇至【2D動態】欄，再將該對話框下部的仿真速度調至合適的位置，再點擊播放按鈕就可以觀看加工動畫看。圖8-64為仿真結果。驗證完畢后單擊【確定】，回到圖8-51所示對話框，此時一定要單擊【確定】，完成本次操作的創建。至此，粗加工外輪廓的操作就創作完成。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例7.創建操作粗加工內腔粗加工內腔時的操作與粗加工外形輪廓類似，讀者可參考前面的操作步驟，此處不再詳細介紹。下面僅將二者不同的地方列出;

選擇【刀具】為【MILL14】;

將操作的【名稱】設置為【CXNQ】;

指定主軸轉速為1300r/min;

選擇零件銑削邊界時要選擇內腔輪廓，同時按圖8-65所示在【生成邊界】對話框中將【材料側】復選框更改為【外部】，表示銑削內腔時剩余的材料是在所選輪廓的外部，這一點很重要，否則會出錯。選擇邊界后的結果如圖8-66。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例不用定義毛坯邊界，因為此時是加工內腔。根據零件圖，內腔深度為15mm，在定義銑削底面時應將底面定義在XY面下方14.2mm的地方，因此在設置時應該在【偏置】選項的文本樞中輸入-14.2，如圖8-67。在生成刀軌之前要增加一項設置，由于現在是加工內腔，加工部位沒有預鉆孔，而加工過程中立銑刀不能直接往Z軸負向下刀，為保護刀具，這里應設置刀具采用螺旋方式下刀，具體方法是在圖8-51所示的【平面銑】對話框中選擇【非切削移動】按鈕，彈出圖8-68所示的【非切削移動】對話框，將封閉區域的【進刀類型】更改為【螺旋】，其余參數按圖中設置。以上步驟都完成后就可以生成刀具軌跡如圖8-69，然后進行動畫仿真驗證刀軌，確認沒有問題后點擊確定，完成該操作的創建。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例8.創建操作精加工外形輪廓精加工外形輪廓與粗加工的創建大部分操作是一樣的，此處僅介紹不同的部分。刀具選擇【MILL16】;

加工方法選擇【JJGFF]，名稱取為【JXWLK】;

定義銑削底面為XY面下10mm的地方;

不用定義切削深度，即一刀完成。指定主軸轉速為2000r/min;

以上設置完成后執行生成刀具軌跡命令，所得到的精加工外形輪廓的刀具軌跡如圖8-70,該軌跡與粗加工軌跡相比主要區別是它只有一層。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例9.創建操作精加工內腔精加工內腔與粗加工的創建大部分操作是一樣的，此處僅介紹不同的部分。加工方法選擇【JJGFF】;名稱取為JXNQ;

刀具選擇【MILL14】;

定義銑削底面為XY面下15mm的地方;

不用定義切削深度，即一刀完成。指定主軸轉速為2000r/min;

以上設置完成后執行生成刀具軌跡命令，所得到的精加工內腔的刀具軌跡如圖8-71,該軌跡與粗加工軌跡相比主要區別是它只有一層。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例10.觀看全部操作的動畫粗、精加工創建完成后可以觀看全部的動畫仿真，以進一步驗證各步操作中的設置是否正確。其方法是打開操作導航器，選擇以上四步加工操作共同的幾何體【GONGJIAN】，或者選擇【ZBX】，如圖8-72，再單擊【操作】工具條上的【生成刀軌】圖標來生成刀具軌跡，彈出如圖8-73所示的【生成刀軌】對話框，去掉四個選項前的勾，單擊【確定】，生成刀軌。然后再單擊【操作】工具條上的【確認刀軌】圖標來校核刀具軌跡，彈出如圖8-74所示的【刀軌可視化】對話框，選擇浮動按鈕為【2D動態】，調整其下方的仿真速度致合理的位置，點擊播放按鈕可以觀看動畫仿真。最終結果如圖8-75。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例11.后處理生成加工程序刀具軌跡確認后，可以生成數控加工程序。其方法是首先按圖8-72的方法在操作導航器中選中四步操作共同的幾何體【GONGJIAN】或其父本【ZBX】，再單擊【操作】工具條上的后處理圖標性、進行后處理，彈出圖8-76所示的【后處理】對話框，在該對話框中選擇機床為【MILL3AXIS】(三軸聯動機床)，并選擇程序文件的存儲路徑，單擊【確定】，生成加工程序的文本框如圖8-77上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例任務實施前面我們通過兩個實例學習了利用二維曲線加工零件的方法。這種方法適用于形狀比較簡單的零件。對于形狀復雜的零件則需要采用實體來創建加工。本單元的任務則需要采用三維模型來完成。從上一小節中我們知道，在創建平面銑削加工時是以邊界來定義銑削區域的。邊界在UG的加工操作中應用范圍較廣，它一般是指有曲線或者邊線形成的輪廓，該輪廓可以是封閉的，也可以是開放的，上一小節中我們用的就是封閉邊界。在介紹實例之前先介紹邊界。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

永久邊界永久邊界創建后會一直顯示在繪圖區內，可以供本零件所有加工操作使用。而臨時邊界是在具體創建操作過程中臨時指定的，僅用于該操作過程。創建永久邊界可以通過主菜單上的【工具】一【邊界】命令來創建，選擇命令后彈出圖8-78所示的【邊界管理器】對話框，通過該對話框可以對邊界進行創建、刪除、隱藏等操作。選擇【創建】按鈕，將彈出圖8-79所示的【創建邊界B1】對話框，該對話框中兒個選項的含義如下:【成鏈】:該選項可以選擇多條串聯在一起的曲線作為邊界;【刀具位置-相切】:有【相切與】和【在邊界上】兩個選項，單擊后相互切換;【BoundaryPlane-XC-YC】:創建的邊界所在的平面;【邊界類型一封閉的】:包括【封閉的】和【開放的】兩類，如果選擇封閉的，同時在選擇邊界時選擇的線又沒有封閉，系統自動將第一條和最后一條曲線延伸相交形成封閉邊界。

【更改名稱】:用于更改邊界的名稱上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例臨時邊界臨時邊界是在創建操作過程中臨時指定的，比如前一例中我們創建的銑削邊界。在各種創建操作的對話框中選擇創建幾何體，單擊按鈕后彈出如圖8-80所示的【邊界幾何體】對話框，將該對話框中的【模式】下拉菜單點開，一共有四種方法來創建邊界。

【曲線/邊】:選擇該模式后彈出圖8-81所示的【生成邊界】對話框，該對話框中的幾個選項要根據實際情況進行設置，其中【材料側】選項有【內部】和【外部】兩個選擇。如果加工時刀具在所選的邊界內部進行切削，即不切削的是邊界外邊的材料，此時應選擇【外部】，反過來切削是刀具在所選邊界的外面時應選擇【內部】，這一點要好好理解。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例【邊界】:該選項用來選擇已經創建好的永久邊界，選擇后只需要輸入邊界名稱即可。【面】:該選項是通過選擇實體面來確定加工邊界。【點】:用點來創建邊界，選擇該選項后可以在繪圖區選擇點來創建邊界下面，我們來完成本學習單元的任務。首先，根據圖8-82所示零件圖繪制零件的三維模型_繪制完成后結果如圖8-82。為了在操作創建完成后能直觀地觀看加工動畫，此處還應該創建一個長方體作為毛坯。根據零件圖的技術要求，其外形尺寸精度要求不高，因此可以在普通機床上加工出146×100×20的長方體作為毛坯，在數控機床上加工時四個側面以及上、下表面都可以不用加工。因此此處創建的毛坯尺寸為146×100×20，且要與零件重合。創建完成后為了觀察方便，可以選擇主菜單【編輯】—【對象顯示】，再選擇剛創建的毛坯，將其設置為半透明的，結果如圖8-83所示。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

下面介紹如何對該零件進行加工操作。第一步:設計零件的加工工藝首先要制定零件的數控加工工藝。根據該零件的特點及技術要求，除孔以外其他部位的加工工藝可按表8-2所示方案進行，孔加工方法將在后續章節中做介紹。第二步:加工前的準備工單擊主菜單中的【開始】—【加工】命令，彈出加工環境初始化對話框，如圖8-10所示。在【CAM會話配置】選項中選擇【camgeneral】在【要創建的CAM設置】中選擇【millplanar】，單擊【初始化】按鈕，進入加工環境。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

第三步:創建刀具組選擇主菜單【插入】—【刀具】，或者單擊【插入】工具條上的創建刀具圖標,出現如圖8-11所示的【創建刀具組】對話框。首先創建一把φ10的立銑刀，刀具名稱為LXD10，其刀具號及調整記錄器編號均為【1】，如圖8-84。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

第四步:創建幾何體選擇主菜單【插入】—【幾何體】，或者單擊【插入】工具條上的創建幾何體圖標，彈出如圖8-85所示的【創建幾何體】對話框，按圖中所示選擇類型、子類型、位置以及名稱，單擊確定，彈出圖8-86所示【MC】對話框，選擇機床坐標系下單擊【指定MCS】圖標指定加工坐標系的原點，彈出圖8-87所示的【CSYS】對話框，由于零件高度為20mm，如果要設置加工坐標系原點在零件上表面中心處，在該對話框中輸入點坐標為(73,50,20)，如圖8-88，單擊【確定】按鈕，回到圖8-86，再按前面的方法指定安全平面為XY面上方30mm處，單擊【確定】，完成坐標系設置。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

與第一步同樣的操作，打開【創建幾何體】對話框，如圖8-89進行如下設置:(1)選擇【類型】為【millplanar】(平面銑削);(2)選擇【子類型】為第二個圖標【工件】;(3)選擇【位置】為剛才創建好的坐標系【ZBX】;(4)【名稱】為GONGJIAN;

設置完成后單擊【確定】按鈕，彈出如圖8-90所示的【工件】對話框，在該對話框的幾何體選項中選擇【指定毛坯】圖標，彈出如圖8-91所示的【毛坯幾何體】對話框，選擇剛才創建的長方體作為毛坯，注意不要錯選為零件，單擊【確定】按鈕，回到【工件】對話框，單擊【指定部件】圖標，在彈出對話框后用鼠標選擇零件。單擊【確定】，完成毛坯的設置。為了避免毛坯影響后面的選擇，因此完成選擇后將毛坯隱藏。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

第五步:創建加工方法由該零件的加工工藝方案可知，在加工該零件時需要用到兩種銑削加工方法，可按前一小節所述的步驟分別創建以下兩種銑削方法:

方法一:名稱為CJGFF，余量為0.8，進給速度為200，用粗加工;

方法二:名稱為JJGFF(精加工)，余量為0，進給速度為100，用于精加工;

第六步:創建操作粗銑削菱形凸臺粗銑削菱形凸臺的操作可按以下步驟進行:

選擇主菜單【插入】—【操作】，或者單擊【插入】工具條上的【創建操作】圖標，出現如圖8-92所示的【創建操作】對話框，按圖中所示設置參數:上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例(1)選擇【類型】為【millplanar】(平面銑削);(2)【子類型】為第一行第四個圖標【PLANAR_MILL】;(3)【程序】為【NC_PROGRAM】;(4)使用【刀具】為【LXD10】;(5)使用【幾何體】為【GONGJIAN】;(6)使用方法為【CJGFF】;(7)名稱為【CXLXTT】;

設置完成后單擊【確定】按鈕，彈出如圖8-93所示的【平面銑】對話框。在該對話框中的【幾何體】選項單擊【選擇部件邊界】圖標，彈出圖8-94所示的【邊界幾何體】對話框，在【模式】復選框中選擇【面】模式，用實體表面創建邊界，同時勾選【忽略孔】和【忽略島】兩個選項，再選擇圖8-95所示的零件表面，創建圖8-95所示銑削邊界。單擊【確定】，完成設置。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例(3)在圖8-93所示的對話框的【幾何體】選項中單擊【指定毛坯邊界】圖標，將剛才隱藏的毛坯顯示在界面上，按圖8-96所示，選擇毛坯上表面以定義毛坯邊界。

(4)在圖8-93所示的對話框的【幾何體】選項中【底面】圖標，彈出圖8-97所示的【平面構造】對話框，將其中的【過濾器】選項更改為【面】，選擇圖8-98所示的平面作為銑削底面。單擊確定，完成設置。在圖8-93所示的對話框中設置切削方式為(跟隨工件)，步進方式為刀具直徑的50%，結果如圖8-99單擊【切削參數】圖標，彈出圖8-100所示的對話框，設置切削方向為逆銑，指定【最終底面余量】為0.8mm，單擊【確定】，回到圖8-93所示的對話框。

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由于本工序加工深度只有4mm，可不用分層，因此可以不設置每一刀的切削深度，系統默認一次切削完成。按前一小節實例中所介紹的方法設置機床主軸轉速為1500r/min，并設置機床在啟動時打開切削液。在圖8-93所示對話框中選擇最下邊的【生成】圖標，生成刀具的軌跡，如圖8-101所示然后再選擇確認圖標，按前面介紹的方法進行操作驗證后回到圖8-93所示對話框，單擊【確定】，完成本工序的操作。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例第七步:創建操作粗銑兩端平面本工序操作跟上一步大體一致，不同部分如下:

將操作的【名稱】設置為【CXLDPM】;

如圖8-102所示選擇零件邊界和毛坯邊界生成的刀具軌跡如圖8-103所示。第八步:創建操作粗銑內腔粗銑內腔按以下步驟進行:

選擇創建操作命令，在【創建操作】對話框同上一步一樣進行設置，只是將使用方法選為【CJG】，操作名稱為【CXNQ】;

選擇零件銑削邊界時在打開的【邊界幾何體】對話框中按圖8-104所示將【材料側】復選框更改為【外部】，再按圖8-105所示定義邊界，然后單擊【創建下一個邊界】按鈕，繼續選擇兩端的腔體邊界，單擊【確定】完成選擇，生成圖8-105所示的三個邊界。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例

按前面所講的方法設置下刀方式為螺旋下刀，設置切削層深度為每次4mm。再定義加工底面，側面和底面余量均為0.8mm。生成的刀具軌跡如圖8-106所示.

第九步:創建各部位的精加工操作創建零件各部位精加工的操作與相應的粗加工大體一致，此處不再贅述，讀者可參考前面的粗加工創建過程來進行。只是注意以下問題:上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例(1)精加工要選擇加工方法為【JJG】;(2)精加工底面不留余量;(3)精加工一般都是一刀切完，不用分層;(4)機床轉速與粗加工不相同。創建好的各精加工操作可以顯示在【操作導航器】中，如圖8-107再創建各個孔的加工后，該零件的加工操作全部創建完成，可以按前一小節的方法生成全部工序的刀具軌跡，并進行動畫仿真，最終結果如圖8-108。最后生成加工程序。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例學習小結本學習單元主要學習平面零件的銑削加工。重點掌握創建加工操作的一般步驟，如何快速、合理的生成刀具軌跡，如何對軌跡進行驗證，最后生成符合指定格式的數控加工程序。本學習單元的內容對于機械制造類專業同學來說非常重要，是從事機械零件數控加工必備的技能之一，同時也是學習軟件的難點之一。要求同學們要將數控加工的工藝知識與學習軟件緊密結合。在學習過中要注意總結，學會舉一反三。上一頁下一頁返回8.5利用二維線框加工外形輪廓及內腔實例企業專家點評從某種意義上來說，學會自動編程是學習CAD/CAM軟件的最主要的目標，特別是