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1、UG数控铣加工第5章 底板的自动编程 5.1 工艺分析 5.1.1 零件图 如图5.1所示的零件图，毛坯尺寸为100 mm80 mm25 mm，试用UG创建其数控加工程序。 图5.1 底板零件图 5.1.2 工艺分析 1. 钻 孔 用f11.9mm的麻花钻钻孔，采用钻孔加工，主轴转速为400 r/min，进给率为30 mm/min。 2. 铣型腔 用f12mm的立铣刀铣型腔，采用平面铣，主轴转速为2 500 r/min，进给率为800 mm/min。 3. 铰 孔 用f12mm的铰刀铰孔，采用铰孔加工，主轴转速为200r/min，进给率为20 mm/min。 5.2 创建CAD模型 5.2.1
2、 绘制长方体 1. 草绘长方形 单击“草绘” 按钮，在弹出如图5.2所示的“创图5.4 完成长方形和三个圆草绘 建草图”对话框的下拉菜单中选中“现有平面”，即选择“直线”X-Y平面为草绘平面，然后点击“确定”按钮，出现二维草图界面。然后绘制草图，单击草图曲线中按钮绘制直线，在XC，YC坐标里分别输入，即确定第一个点，再确定第二点，输入长度80、角度270，再按Enter键。同理依次点击端点后输入、完成长方形绘制，如图5.3所示。 注意：在输入x坐标后，使用Tab键切换输入y坐标。 图5.2 “创建草图”对话框 图5.3 草绘长方形 2. 绘制f12的圆 单击“圆”按钮，在“配置文件”菜单里选取
3、默认，点击圆心，确定第1个圆按钮，输入为圆心，12为直径，按Enter键。 如图5.1所示的零件图中第3个f12的圆距图形对称中心40 mm，与水平方向成45，因此点击菜单栏里图标，绘制定位直线，它的端点为，输入长度40、角度45，再按Enter键。 工具，选择以圆心和半径方式，绘制第3个f12的圆。点击刚才绘制工具，完成长方形和三个圆的草绘，如点击“工具条”里的定位直线的端点，从而确定圆心，输入12即为直径，完成第3个f12的圆，点击定位第3个圆的定位直线按Delete键删除，并点击“完成草图”图5.4所示。 3. 拉伸绘制长方体 点击“特征工具”的“拉伸”线”方向。点击“拉伸方向”按钮，进
4、行拉伸。弹出如图5.5所示的拉伸对话框，点击“曲 按钮，然后选中要拉伸的曲线。拉伸时拉伸方向一定要选择正确，一般的默认方向为Z轴正、“距离”、“结束”、“距 按钮进行选择，在“限制”选项内进行“开始”离”等设置。本零件需要将草绘曲线向Z轴正方向拉伸15 mm，即在“距离”栏中输入15，然后点击“确定”按钮完成本次拉伸操作，创建出长方体三维模型图，如图5.6所示。 图5.5 “拉伸”对话框 图5.6 长方体三维模型 5.2.2 绘制曲边体 1. 创建曲边体草绘平面 点击“草图”点击“拾取”图5.8所示。 ，直接点击长方体上表面或 按钮，弹出“创建草图”对话框 按钮对草绘平面进行选中，点击“确定”
5、按钮，创建出曲边体草绘平面，如 图5.7 “创建草图”对话框 图5.8 曲边体草绘平面 2. 绘制曲边体轮廓 绘制轮廓。单击草图曲线中按钮绘制直线，确定第1点为，依次输入、，最后连接到端点处，即形成如图5.9所示的曲边体轮廓。 倒圆角。点击工具条内“圆角” 图5.9 曲边体轮廓 按钮，按照零件图要求倒两处圆角R8，分别依次选取所倒圆角两邻边，即如图5.10中箭头所指的边，再输入“半径”为8，按Enter键。同理完成第2处倒R8圆角，结果如图5.11所示。 图5.10 倒圆角 图5.11 倒圆角效果图 绘制f16圆。由零件图可知左端上下两圆弧的半径为R8，中间大圆弧半径为R20，通过零件图尺寸计
6、算可知上下两小圆圆心坐标分别为和。点击工具条中“圆” 按钮创建上下两小圆，输入圆心和直径为16 mm。结果如图5.12所示。 图5.12 绘制上下两圆 图5.13 绘制上下两圆的相切圆弧 绘R20相切圆弧。在工具条中，点击“圆弧”外圆并都呈现和半径为20的圆弧绘制。再绘制中心大圆，点“圆” 按钮，分别选取此圆外切的两圆的，直径为30 按钮，确定圆心为标识，再输入半径为20，按Enter键，完成与上下半径为8的圆相切，绘制大圆，如图5.13所示。 按钮，并且默认状态为直接选取要修剪的线条，然后直接点击1、2、3、4、5、6、7处要删除部分线条即可，如图5.14所示。快速修剪后的草图如图5.15所
7、示，点击“完成草图” 按钮完成曲边体轮廓草图。修剪多余线条。在工具条里点击“快速修剪” 图5.14 快速修剪 图5.15 曲边体轮廓 3. 拉伸绘制曲边体 在工具条内点击“拉伸” 按钮，在弹出的对话框中点击按钮，选取图5.15所示的曲边体轮廓，然后在方向栏内选取拉伸的矢量方向为Z轴正方向，并在拉伸限制栏内输入拉伸曲线矢量方向上拉伸的距离为10 mm，其余照图5.16所示设置，点击“确定”按钮，完成拉伸操作，创建如图5.17所示的零件模型，至此零件模型创建完毕。 图5.16 “拉伸”对话框 图5.17 底板三维模型 5.3 创建操作 5.3.1 初始化加工环境 建立好模型后进入加工模块，并选择加
8、工环境。点击“开始”中选择“加工”，如图5.18所示。 第一次进入加工界面会弹出加工环境的选项，如图5.19所示。第一个是配置文件选项，第二个是加工方法的选项，点击“确定”完成加工环境的配置。 按钮，在其下拉框 图5.18 “开始”对话框 图5.19 “加工环境”对话框 5.3.2 创建加工父级组 1. 创建加工几何 在导航器窗口内单击右键，将“操作导航器”切换到几何视图显示。 设置安全平面。双击“操作导航器”窗口中的“MCS_MILL”图标“安全设置选项”设为平面，“指定平面选项”设为Orient”对话框，弹出“Mill ，如图5.20所示，在“距离”对话框中输入50，单击图5.20中的“确
9、定”按钮，即完成安全平面的设置，如图5.21所示。 图5.20 “Mill Orient”对话框 图5.21 安全平面位置 创建几何体。在“操作导航器”中双击“WORKPIECE”，弹出“铣削几何体”对话框，如图5.22所示。单击按钮，弹出“部件几何体”对话框，单击“全选”按钮，选择整个几按钮，弹出“毛坯几何体”何体，单击“确定”按钮返回“铣削几何体”对话框。 选择毛坯几何。单击“铣削几何体”对话框中指定毛坯对话框，在“选择选项”中选择“自动块”，连续单击“确定”按钮完成毛坯的设置。 图5.22 “铣削几何体”对话框 2. 创建刀具 点击“创建刀具”按钮，“类型”选项为dirll，“刀具子类型
10、”选项选取“麻花钻”按钮，“名称”栏输入d11.9，点击“确定”按钮，将弹出“钻刀参数”设置菜单，直径输入11.9，“刀具号”设置为“1”，“长度调整”设置为“1”，点击“确定”按钮完成钻头的创建。 单击“创建刀具”按钮，弹出“创建刀具”对话框，“类型”选项为“mill-planar”，“刀按钮，“名称”栏输入d12，点击“确定”按钮，将弹出“铣刀具子类型”选项选取“mill”参数”设置菜单，直径输入12，“刀具号”设置为“2”，“长度调整”设置为“2”，“刀具补偿”设置为“2”。点击“确定”按钮完成铣刀的创建。 点击“创建刀具”按钮，“类型”选项为dirll，“刀具子类型”选项选取“铰刀”按
11、钮，“名称”栏输入d12reamer，点击“确定”按钮，将弹出“钻刀参数”设置菜单，直径输入“刀具号”设置为“3”，“长度调整”设置为“3”，点击“确定”按钮完成铰刀的创建。 12，3. 创建加工方法 在导航器窗口内单击右键，将“操作导航器”切换到“加工方法视图”，双击“MILL_FINISH”，弹出“铣削精加工”对话框，在“部件余量”文本框中输入0，“内公差”和“外公差”中输入0.001 ，单击“确定”按钮，完成精加工方法的设定。 5.3.3 创建钻孔操作 1. 创建钻孔操作 点击“创建操作”按钮，创建类型选项选择drill钻孔加工，操作子类型中选择DRILLING加工，程序选择NC_PRO
12、GRAM，刀具选择d11.9，几何体选择WORKPIECE，名称为DRILLING，具体设置如图5.23所示，点击“确定”进入“钻孔操作”对话框，如图5.24所示。 图5.23 创建钻孔操作 图5.24 “钻孔操作”对话框 2. 确定钻孔位置 点击几何体中的 按钮，弹出“点到点几何体”对话框，单击“选择”按钮，弹出“点位选择”对话框，如图5.25所示。点击“Cycle参数组”选择参数组1，点击“一般点”选择3个直径为f12的圆的圆心，连续点击“确定”按钮，完成孔位的选择，如图5.26所示，同时返回到图5.24所示界面。 图5.25 “点位选择”对话框 图5.26 钻孔点位 3. 指定钻孔底平面
13、 单击指定底面，弹出“底面”对话框，“bottom surface option”选为，选择底板的下表面如图5.27所示，点击“确定”按钮，返回到图5.24所示的“钻孔操作”对话框界面，完成钻孔底面的选择。 图5.27 钻孔底面选择 4. 设置循环参数 点击图5.24中“编辑参数” 按钮，弹出“指定参数组”对话框，如图5.28所示，点击按钮，选择“穿过底面”，点击“进给确定，弹出“Cycle参数”对话框，点击率”按钮，将进给率设为30 mm/min，点击“确定”按钮，返回到图5.24所示“钻孔操作”对话框界面。 5. 设定钻削用量 点击图 5.24 中“进给和速度”其他为默认值。 6. 生成刀
14、轨 单击 按钮，生成钻孔刀轨，如图5.29所示。 将主轴速度设为300 r/min，将进给率设为30 mm/min， 按钮， 图5.28 “指定参数组”对话框 图5.29 钻孔刀轨 5.3.4 创建平面铣操作 1. 创建平面铣操作 弹出“创建操作”对话框。在“类型”下拉列表中选择mill_planar 按钮，在“子类型”中选择planar _mill ，在“位置”选项中的“程序”选NC_PROGRAM，“刀具”选择d12，“几何体”选WORKPIECE，“方法”选为MILL_FINISH。具体按图5.30所示设置选项，设置完毕点击“确定”按钮，弹出“平面铣”对话框如图5.31所示。 2. 指定
15、部件边界 点击图5.31中“指定部件边界”再次在图5.31中点击“指定部件边界”在弹出“边界几何体”对话框中，“模式”选“面”， 按钮， 按钮，弹出“编辑边界”对话框如图5.34所示，点单击“创建操作”其他设置如图5.32所示。单击底板上表面，如图5.33所示，点击“确定”返回图5.31所示界面。击“附加”按钮，再次弹出“边界几何体”对话框，“模式”选“曲线”，弹出“创建边界”对话框，其设置如图5.35所示，选取如图5.36所示边界，连续三次点击“确定”，返回到图5.31所示的“平面铣”对话框界面。 图5.30 “创建操作”对话框 图5.32 “边界几何体”对话框 图5.31 “平面铣”对话框
16、 图5.33 拾取底板上表面 图5.34 “编辑边界”对话框 图5.35 “创建边界”对话框 图5.36 选取边界 图5.37 选取底板上表面 3. 指定毛坯边界 点击图5.31中“指定毛坯边界”按钮，在弹出的下拉菜单中，“模式”选“曲线/边界”，弹出“创建边界”对话框，在“平面”选项中选择“用户定义”，弹出“平面”对话框，点击底板上表面，如图5.37所示，点击确定返回“创建边界”对话框，其设置如图5.38所示，点击选取如图5.39所示的毛坯边界，点击两次“确定”按钮完成毛坯边界的指定。 图5.38 “创建边界”对话框 图5.39 选取毛坯边界 4. 指定底平面 点击“指定底面”底平面的指定。
17、 5. 刀轨设置 “几何体”参数设置完成后，用户可将滚动条下拉，对“刀轨设置”进行参数比”设置为50%。点击“切削层”图5.40 选取底平面 按钮，点击如图5.40所示的圆孔底面，点击“确定”完成设置，刀轨设置选项中切削模式选择“跟随部件”，步距设置为“%刀具平直”，“平面直径百分按钮，在子选项中设“类型”为固定深度，最大值为1，点击“确定”返回到图5.31所示的“平面铣”对话框界面。 6. 设定切削用量 ，设置主轴转速为2 500 r/min，进给率800 mm/min，点击确定返回。 7. 生成刀轨 点击图5.31中图5.41所示。 按钮，生成平面铣刀轨，如点击5.3.5 创建铰孔操作 1
18、. 创建铰孔操作 点击“创建操作”作子类型中选择图5.41 平面铣刀轨 按钮，弹出创建操作对话框，创建类型选项选择drill钻孔加工，操REAMING铰削加工。程序选择NC_PROGRAM，刀具选择d12reamer，几何体选择WORKPIECE，名称为REAMING，具体设置如图5.42所示。点击“确定”进入“铰孔操作”对话框，如图5.43所示。 2. 确定钻孔位置及设置循环参数 确定钻孔位置及设置循环参数与创建钻孔操作相同。 3. 设定钻削用量 点击图5.43中“进给和速度”其他为默认值。 4. 生成刀轨 单击 按钮，生成铰孔刀轨，如图5.44所示。 将主轴速度设为200 r/min，将进给率设为20 mm/min， 按钮， 图5.42 创建“铰孔操作”对话框 图5.43 “铰孔操作”对话框 图5.44 铰孔刀轨 5.4 刀具路径后处理 1. 选择操作 在“操作导航器”中选择所有生成刀具路径的操作，然后单击“操作”工具栏上的“后处理”按钮，弹出“后处理”对话框，如图5.45所示。 图5.45 “后处理”对话框 2. 选择后处理器 选择MILL_3_AXIS后处理器，选择好合适的文件目录后，单击“确定”按钮，生成NC代码，图5.46所示为铰孔工序的NC程序。 图5.46 生成的NC代码 3. 保存零件 选择下拉菜单“文件” “保存”命令，保存所创建的零件文件。
