UG数控铣削加工编程优化设置分析

摘要:对典型凸台和内型腔零件的UG数控铣削加工编程进行了优化设置，得到了合理、高效的加工刀具路径，并利于提高实际加工中的零件表面加工质量。通过UG加工仿真得到了预期的加工效果。

关键词:UG;数控铣削;优化设置

UG8．0具备强大的数控编程加工功能，其中数控铣削编程加工在实际生产中应用广泛。UGNX8．0同时还提供了数控加工刀轨迹后处理方法和加工仿真校验功能［1］，可以帮助生产人员预测加工刀具轨迹和加工效果。UG数控铣削加工有多种切削方式，每种切削方式都具有不同的加工特点而且生成刀具路径也各不相同。对UG数控铣削编程进行优化设置，可以实现提高加工效率和加工质量。

1零件模型

为了能够对UG数控铣削加工进行系统的分析与研究，本文特建立如图1所示的零件模型，零件尺寸如图2所示。零件包含尺寸为200×200×40的方形底座，140×140×26的凸台，凸台圆弧倒角半径R20，内型腔侧壁拔模角度15°，底部圆弧倒角R20。

2数控铣削加工

2．1凸台数控加工。凸台可以用UG平面铣削进行加工，在进行刀轨设置的时候可以发现采用不同的切削模式生成的刀路有较大不同。采用“跟随部件”的切削模式刀路图如图3所示，采用“跟随周边”的切削模式刀路如图4所示。对比图3与图5可以发现，“跟随部件”切削模式在凸台的四个角位置都产生了切入切出刀路，而“跟随周边”切削模式只有一个切入切出刀路，因此采用“跟随周边”的切削模式将获得更高的加工效率。在切削参数设置的“策略”选项中将“切削方向”设为跟随边界，“切削顺序”设为深度优先。在“拐角”中将“凸角”设为“绕对象滚动”，将“光顺”设为所有刀路，半径为刀具的100%，在拐角处圆滑过渡可以避免刀具在进入拐角处产生偏离或过切，也可以降低在拐角加工的刀具负荷［1］。在圆弧上调整进给率，最小补偿因子0．3，最大补偿因子1．0。在拐角处进行减速，减速距离当前刀具直径的200%，减速百分比30%。按照上述要求设置，生成刀路如图4所示。凸台粗加工的2D仿真效果如图5所示，达到了预期的加工效果。2．2型腔铣削粗加工。内型腔加工刀具路径图如图6所示。创建型腔铣工序，选择工序子类型为“CAVITY_MILL”。切削模式采用“跟随周边”。通过对比可以发现“跟随周边”与“跟随部件”两种切削模式的刀具路径差异不大，但是“跟随周边”的刀路基本能够维持单纯的顺铣或逆铣，具有较高的切削效率，也能使得切削过程稳定，有利于提高加工质量［1］。在切削参数的“拐角”中对拐角处刀轨进行光顺处理，为刀具半径的100%。在圆弧和拐角处分别进行调整进给率和减速的处理，其中在圆弧上调整进给率最大最小补偿因子0．3，最大补偿因子1．0，在拐角处减速距离当前刀具直径的150%，减速百分比50%。在切削参数“连接”中将切削顺序设为优化，可以提高走刀的效率。图6所示为内型腔粗加工的刀具路径，生成的刀具路径合理，加工效率高。内型腔粗加工的2D仿真效果如图7所示，达到了预期的加工效果。2．3型腔内壁精加工。型腔内壁精加工采用腔铣工序中的“ZLEVELPROFILE(深度加工轮廓)”。切削区域选择型腔内壁。在切削层参数设置中将“切削层”设为“最优化”，系统将根据不同的陡峭程度来设置切削层，使加工后的表面残余高度相对一致［1］。在切削参数设置中将“连接”的“层到层”设为“直接对部件进刀”，生成的刀路图如图8所示，图9为“层到层”设为“使用转移方法”产生的刀路图，可以看出在图9中产生了比较多的不必要内部退刀。“直接对部件进刀”刀具路径最短，但形成的进刀痕迹明显［2］。在切削参数中将“拐角”的刀轨进行光顺处理，在圆弧处调整进给率，在拐角处进给减速，参数设置与型腔铣削粗加工“拐角”的参数设置相同。型腔内壁精加工2D仿真效果如图10所示，达到了预期的加工效果。

3结论

在UG数控加工编程中，合理选择切削模式可以对生成的刀具路径进行优化，有利于提高走刀的效率。在切削参数的“策略”中切削顺序合理选择可以减少不必要的退刀。在切削参数的“拐角”中刀轨形状进行光顺处理，在圆弧处进行进给率控制，在拐角处进行减速处理，有利于降低实际加工中的刀具负荷，防止在拐角处发生过切现象，也有利提高工件表面加工质量。在切削参数的“连接”中合理设置层到层的方式，可以优化层之间的进刀方式，有利于优化进刀路径和提高工件表面加工质量。

参考文献:

［1］吴明友，宋长森．UGNX8．0数控编程［M］．北京:化学工业出版社，2015．

［2］王卫兵，王金生．UGNX8．0数控编程学习情境教程［M］．北京:机械工业出版社，2017．

作者:张勇 卢继