UG數(shù)控銑削加工編程優(yōu)化設(shè)置

張勇　盧繼

摘 要：對典型凸臺和內(nèi)型腔零件的UG數(shù)控銑削加工編程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)置，得到了合理、高效的加工刀具路徑，并利于提高實際加工中的零件表面加工質(zhì)量。通過UG加工仿真得到了預(yù)期的加工效果。

關(guān)鍵詞：UG;數(shù)控銑削;優(yōu)化設(shè)置

UG8.0具備強大的數(shù)控編程加工功能，其中數(shù)控銑削編程加工在實際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。UG NX8.0同時還提供了數(shù)控加工刀軌跡后處理方法和加工仿真校驗功能[1]，可以幫助生產(chǎn)人員預(yù)測加工刀具軌跡和加工效果。

UG數(shù)控銑削加工有多種切削方式，每種切削方式都具有不同的加工特點而且生成刀具路徑也各不相同。對UG數(shù)控銑削編程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，可以實現(xiàn)提高加工效率和加工質(zhì)量。

1 零件模型

為了能夠?qū)G數(shù)控銑削加工進(jìn)行系統(tǒng)的分析與研究，本文特建立如圖1所示的零件模型，零件尺寸如圖2所示。零件包含尺寸為200×200×40的方形底座，140×140×26的凸臺，凸臺圓弧倒角半徑R20，內(nèi)型腔側(cè)壁拔模角度15°，底部圓弧倒角R20。

2 數(shù)控銑削加工

2.1 凸臺數(shù)控加工

凸臺可以用UG平面銑削進(jìn)行加工，在進(jìn)行刀軌設(shè)置的時候可以發(fā)現(xiàn)采用不同的切削模式生成的刀路有較大不同。采用“跟隨部件”的切削模式刀路圖如圖3所示，采用“跟隨周邊”的切削模式刀路如圖4所示。對比圖3與圖5可以發(fā)現(xiàn)，“跟隨部件”切削模式在凸臺的四個角位置都產(chǎn)生了切入切出刀路，而“跟隨周邊”切削模式只有一個切入切出刀路，因此采用“跟隨周邊”的切削模式將獲得更高的加工效率。

在切削參數(shù)設(shè)置的“策略”選項中將“切削方向”設(shè)為跟隨邊界，“切削順序”設(shè)為深度優(yōu)先。在“拐角”中將“凸角”設(shè)為“繞對象滾動”，將“光順”設(shè)為所有刀路，半徑為刀具的100%，在拐角處圓滑過渡可以避免刀具在進(jìn)入拐角處產(chǎn)生偏離或過切，也可以降低在拐角加工的刀具負(fù)荷[1]。在圓弧上調(diào)整進(jìn)給率，最小補償因子0.3，最大補償因子1.0。在拐角處進(jìn)行減速，減速距離當(dāng)前刀具直徑的200%，減速百分比30%。

按照上述要求設(shè)置，生成刀路如圖4所示。凸臺粗加工的2D仿真效果如圖5所示，達(dá)到了預(yù)期的加工效果。

2.2 型腔銑削粗加工

內(nèi)型腔加工刀具路徑圖如圖6所示。創(chuàng)建型腔銑工序，選擇工序子類型為“CAVITY_MILL”。切削模式采用“跟隨周邊”。通過對比可以發(fā)現(xiàn)“跟隨周邊”與“跟隨部件”兩種切削模式的刀具路徑差異不大，但是“跟隨周邊”的刀路基本能夠維持單純的順銑或逆銑，具有較高的切削效率，也能使得切削過程穩(wěn)定，有利于提高加工質(zhì)量[1]。在切削參數(shù)的“拐角”中對拐角處刀軌進(jìn)行光順處理，為刀具半徑的100%。在圓弧和拐角處分別進(jìn)行調(diào)整進(jìn)給率和減速的處理，其中在圓弧上調(diào)整進(jìn)給率最大最小補償因子0.3，最大補償因子1.0，在拐角處減速距離當(dāng)前刀具直徑的150%，減速百分比50%。在切削參數(shù)“連接”中將切削順序設(shè)為優(yōu)化，可以提高走刀的效率。

圖6所示為內(nèi)型腔粗加工的刀具路徑，生成的刀具路徑合理，加工效率高。內(nèi)型腔粗加工的2D仿真效果如圖7所示，達(dá)到了預(yù)期的加工效果。

2.3 型腔內(nèi)壁精加工

型腔內(nèi)壁精加工采用腔銑工序中的“ZLEVEL PROFILE（深度加工輪廓）”。切削區(qū)域選擇型腔內(nèi)壁。在切削層參數(shù)設(shè)置中將“切削層”設(shè)為“最優(yōu)化”，系統(tǒng)將根據(jù)不同的陡峭程度來設(shè)置切削層，使加工后的表面殘余高度相對一致[1]。在切削參數(shù)設(shè)置中將“連接”的“層到層”設(shè)為“直接對部件進(jìn)刀”，生成的刀路圖如圖8所示，圖9為“層到層”設(shè)為“使用轉(zhuǎn)移方法”產(chǎn)生的刀路圖，可以看出在圖9中產(chǎn)生了比較多的不必要內(nèi)部退刀?！爸苯訉Σ考M(jìn)刀”刀具路徑最短，但形成的進(jìn)刀痕跡明顯[2]。在切削參數(shù)中將“拐角”的刀軌進(jìn)行光順處理，在圓弧處調(diào)整進(jìn)給率，在拐角處進(jìn)給減速，參數(shù)設(shè)置與型腔銑削粗加工“拐角”的參數(shù)設(shè)置相同。

型腔內(nèi)壁精加工2D仿真效果如圖10所示，達(dá)到了預(yù)期的加工效果。

3 結(jié)論

在UG數(shù)控加工編程中，合理選擇切削模式可以對生成的刀具路徑進(jìn)行優(yōu)化，有利于提高走刀的效率。在切削參數(shù)的“策略”中切削順序合理選擇可以減少不必要的退刀。在切削參數(shù)的“拐角”中刀軌形狀進(jìn)行光順處理，在圓弧處進(jìn)行進(jìn)給率控制，在拐角處進(jìn)行減速處理，有利于降低實際加工中的刀具負(fù)荷，防止在拐角處發(fā)生過切現(xiàn)象，也有利提高工件表面加工質(zhì)量。在切削參數(shù)的“連接”中合理設(shè)置層到層的方式，可以優(yōu)化層之間的進(jìn)刀方式，有利于優(yōu)化進(jìn)刀路徑和提高工件表面加工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳明友，宋長森.UGNX8.0數(shù)控編程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

[2]王衛(wèi)兵，王金生.UGNX8.0數(shù)控編程學(xué)習(xí)情境教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017.