UG CAM编程中平面铣和型腔铣的选用研究与应用

刘婧 石皋莲 季业益

基金项目：苏州市重点实验室资助项目（SZS201815）;江苏省高等学校教改研究课题（2017JSJG326）。

摘要：以UG CAM软件编程中平面铣和型腔铣加工为例，具体分析了平面铣和型腔铣的相似之处和差异：部件材料的定义方式、走刀方式等;详细讲解了这两种操作的选用依据和适用类型。为广大数控编程人员提供了参考依据。

关键词：智能制造;UG CAM;平面铣;型腔铣

中图分类号：TG659   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）11-0057-01

引言：自2015年5月李克强总理签批《中国制造2025》以来，我国的制造业蓬勃发展，工业化水平不断提升，信息化与工业化的深度融合不断推进，智能制造成为两化深度融合的主攻方向，智能装备和智能产品也不断涌现。

UG NX软件作为数控专业的常用软件其作为智能制造工具有着很大优势。UG软件的CAM模块可以在导入的3D模型上直接进行加工工艺分析、编程生成加工程序并在图形方式下仿真加工观查刀具沿轨迹运动的情况，最终对编程进行优化修改。且修改方便灵活与模型相关性大，很大程度上提高了零件编程的效率和可靠性。UG CAM有多种切削模式，每种切削方式都具有不同的加工特点和适用类型。

本文以平面铣和型腔铣加工为例，详细介绍了利用UG NX软件进行数控编程的选用方法和适用类型，具有一定的参考价值。

1 平面铣（mill-planar）加工

平面铣操作主要用于加工与底面平行或者垂直的平面。在平面铣中，通过指定几何体设置中的部件几何体、毛坯几何体、检查几何体和修剪几何体中的一项或者几项来定义边界，刀轴沿边界扫掠至底平面，识别需要去除的材料体积进行切削。其子类型较多，最常用的两种子类型为FACE_MILLING和PLANAR_MILL。Face milling是使用边界面铣削，其几何体的指定需要指定面边界，用于切削与底面平行的平面。Planar mill需要指定部件边界和底面，软件识别需要去除材料的3D区域，用于切削与底面垂直的直壁。

2 型腔铣（mill-contour）加工

型腔铣操作主要用于切削具有带锥度的壁以及轮廓底面的部件。常用型腔铣加工模具以提高加工效率和精度。其子类型中常用的为CAVITY_MILL、ZLEVEL_PROFILE、FIXED_CONTOUR和FLOWCUT_SMOOTH。其中CAVITY_MILL常用于粗加工和半精加工，其加工效率高且设置简单，几何体若不做任何设置则软件默认加工整个零部件，若需要加工某一区域，则只需要设置几何体中的“指定切削区域”。ZLEVEL_PROFILE和FIXED_CONTOUR通常作为曲面精加工的操作配合使用。其几何体的设置只需要指定切削区域。ZLEVEL_PROFILE通过指定陡峭空间范围的陡峭角度，对曲面的陡峭区域进行精加工。FIXED_CONTOUR是通过指定区域铣削的非陡峭角度精加工由轮廓曲面形成的非陡峭区域。FLOWCUT_SMOOTH切削效率高，常用于高速加工;移除拐角剩余的材料;移除之前刀具留下的进刀痕。若需要加工上一个刀具未加工到的拐角中剩余的材料时，可使用FLOWCUT_SMOOTH的参考刀具。

3 切削模式选用

平面铣加工和型腔铣加工编程的切削模式种类较多，其选用依据大体相同。下面介绍常用到的几种切削模式：跟随部件通过从整个指定的“部件几何体”中尽可能形成由部件边界向毛坯边界的同数量的偏置，来创建切削模式。跟随周边的切削模式根据指定的边界几何体创建一系列沿切削区域轮廓向毛坯边界偏置的同心刀路进行切削。配置文件根据指定的切削刀路的数量创建刀路来加工与底面呈一定角度的面。往复创建一系列切削方向相反、但步进方向平行的线性刀路。单向创建一系列平行的、切削方向相同线性刀路，加工效率较低。

4 其他参数设置

平面铣和型腔铣加工的编程中刀轨参数的设置基本相同。其中步距是指相互平行的两条切削刀路之间的距离，是控制零件表面精度的最直接参数，其参数设置可以直接指定刀具直径的百分比或者输入残余高度。切削层指定用于定义多重深度操作的切削深度的方法。所有方法均在底部面生成切削層。切削参数用于定义刀具的切削方向为顺铣或者逆铣，切削顺序为优先层还是优先深度方向;加工部件的余量;开放刀路为改变切削方向或者保持切削方向（改变切削方向有利于提高切削效率）等。非切削移动用于指定在进刀、退刀时和切削移动之间对刀具进行定位的移动，包括刀具补偿等。材料侧是指边界上不希望切削的部件或材料所在的那一侧。进给和速度可以设置根据刀具参数主轴速度和进给率。

以上所有参数设置完成之后可以生成刀轨并可以通过确认刀轨查看仿真加工过程，最终优化刀路生成后处理程序并导出程序代码到机床加工，大大缩减了首件的调试时间并提高了生产率和良品率。

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