洛阳ug数控编程培训UGCAM中平面铣的设置分析及应用

　　洛阳ug数控编程培训：

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备注：针对没有基础的学员附加培训机械制图、看图识图、公差配合、加工工艺、刀具切削三用量；

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UGCAM中平面铣的设置分析及应用

　　平面铣是UGCAM加工中的一个基本加工方法，在使用NX软件进行零件加工的教学实践中，经常发现学生在创建平面铣操作时，出现“没有在岛的周围定义要切削的材料”等错误提示，或其他无法生成刀轨的情况。根本原因在于学生对平面铣边界的概念理解不足及设置不合理导致。因此，针对平面铣中的相关概念及难点，通过不同零件的加工设置分析，进行部分归纳和总结。

　　1平面铣的特点

　　平面铣用于移除垂直于固定刀轴的平面切削层中的材料，主要用来加工平底直壁的零件，可用于平面轮廓、平面区域或平面岛屿的粗加工和精加工，它平行于零件底面进行多层铣削，是一种两轴半的加工形式。在零件的基准面、内腔的底面、开放的外形轮廓、薄壁结构件等加工中广泛应用。

　　平面铣实质上属于2D线框加工，即不需要零件的三维模型即可生成刀轨同。可不需要设置其父节点WORK-

　　PIECE中的部件几何体和毛坯几何体，加工的区域由部件边界或毛坯边界来确定，刀路的形状由部件边界来决定。平面铣的刀位轨迹生成速度快、调整方便，能很好地控制刀具在边界上的位置。

　　2平面铣操作的创建

　　创建工序前，应提前设置好坐标系（MCS）、几何体（部件几何体和毛坯几何体）和所需刀具。创建平面铣加工工序时，在创建工序对话框中需注意【位置】下的【几何体】要选择WORKPIECE，才能继承父节点设置的坐标系和几何体参数，方便后面边界的设置及后处理程序的正确生成。

　　进入平面铣对话框后，需要设置的有几何体和刀轨设置两大部分，及难点是几何体中的边界部分。设置边界几何体的目的是让系统知道要加工的范围，将刀具限制住，形成所需的形状。边界几何体有部件边界、毛坯边界、检查边界和修剪边界四种类型，部件边界是定义的，另外三种边界根据实际情况而定，非定义。

　　几何体设置的主要内容有：定义平行于底面的部件边界，控制刀具的运动范围，确定关键切削层，形成零件形状；选择封闭的毛坯边界，确定被加工材料的范围；选择底面，定义切削深度。

　　3边界的概念

　　要正确定义部件边界，应先明确边界的几个概念。是边界的类型及刀具侧，边界有两种类型，一种的封闭的，一种是开放的，区别在于边界能否首尾相连形成一个封闭图形。刀具侧是要切除材料的一侧，封闭的边界刀具侧有内侧外侧之分，开放的边界刀具侧有左侧和右侧。开放边界的刀具侧判断方法是：选中边界后，在起点往终点的方向上，根据实际切削的区域来定。其次是边界的选择方法，部件边界可用面、曲线和点来定义，可根据实际加工区域来选择。如图1（a）所示，加工外圆弧凹槽，选用图示的曲线做边界，属于开放边界。起点往终点的方向上，切削区域在边界左侧，因此材料侧为左。

　　4边界的设置

　　平面铣操作的关键在于确定部件边界或结合设置毛坯边界，以平面定义边界，面积大，选取方便简单，因此本文均以平面边界为例展开说明，当边界所处零件的位置不同，其设置方法也不同。

　　4.1边界处在零件顶面

　　当边界类型为平面，且该平面处于边界顶面时，只需选中该面即可。以图1零件为例，内腔为加工区域。零件上表面是一中空平面，将零件分为内外两个切削区域，内侧材料需切除。单击【选择或编辑毛坯边界】，进入毛坯边界对话框，【选择面（0）】高亮显示，单击选中零件上表面后，形成两个封闭的部件边界，内边界的刀具侧为内侧用于切削内腔，外边界刀具侧为外侧，可用于加工外圆弧凹槽，如图1（b）所示。由于未毛坯边界，没有定义切削材料范围，生成刀轨时不会切削外侧，默认内侧加工。内腔底面是加工深处，因此作为底面。通过合理设置其他参数可形成如图1（e）所示刀轨。

　　4.2边界多个且都处于不同水平位置图2（a）所示零件，包含多个阶梯平面，有形状各异的完整面，也有中空的平面，且都处于不同高度上。要加工形成该零件，应将各个水平平面选作为部件边界（如图2（c）所示），此时在多个阶梯平面的叠加作用下，刀具侧是平面内侧还是外侧不影响切削区域的范围。由于多个平面未处于零件顶面，未做其他设置仍无法生成所需刀轨。若将这些平面一个个偏置至毛坯顶面显然工作量过大，因此，本文采用毛坯边界的方法来解决问题。根据使用的UG版本不一样，毛坯边界的确定方法有两种。

　　方法一，使用的软件版本较低如UG8.0，需在建模环境下创建一个可包容零件的毛坯（包容方块），与原零件模型重合，但布尔运算为无，毛坯与零件是两个立的几何体。在选取某个几何体的特征平面时，可通过隐藏/显示的方式进行区分。建模后的包容块上表面为一矩形平面，即为毛坯边界，选中后高亮显示，如图2（d）所示。

　　方法二，使用的软件版本较高如UG12.0，无需创建毛坯几何体。零件底面是一完整矩形，与包容块面积一致，可作为毛坯边界。但若直接选择底面作为毛坯边界，却又无法生成刀轨，出现“没有在岛的周围定义要切削的材料”警告。要能生成所需刀轨，需边界在毛坯顶面。操作步骤如下：单击【选择或编辑毛坯边界】，进入毛坯边界对话框，【选择面（0）】高亮显示，单击零件底面后，【平面】

　　选择，单击进入平面对话框，再次单击选中零件底面，偏置量输入底面至毛坯顶面的距离，毛坯边界的设置完成，如图2（e）所示。完善其他设置后，生成的刀轨如图2（b）所示。

　　4.3局部切削，边界不在顶面当使用平面铣进行局部切削，边界不在顶面时，若设置了毛坯边界，部件边界以外的区域也会切削，因此不再适用以上方法。以图3零件为例，采用平面铣加工三个封闭方槽，需要将刀具运动范围限制在方槽内。方槽底面大小即为刀具运动范围，但未处于零件或毛坯顶面，不能简单选取了事。

　　【选择或编辑部件边界】，进入部件边界对话框，【选择方法】为面，【选择面（0）】高亮显示，单击任一方槽底面后，对话框中【刀具侧】选择内侧，【平面】选择，可看到边界移动到零件顶面，设置完成。再通过【添加新集】，重复上述操作，将剩余两个方槽边界加入列表中，部件边界设置结束，如图3（c）所示。

　　零件3的三个方槽深度一致，底面时选取任一槽底即可。补充设置工具和刀轨设置两部分参数后，形成如图3（b）所示刀轨。

　　4.4部件边界设置总结

　　根据以上三种不同情况，将部件边界的设置归纳成两种类型。

　　类型一，只有部件边界，作用是将刀具运动限制在该边界范围内，设置时作为边界的平面（或曲线、点）如果在零件的顶面，选中该边界即可；如果不在零件顶面，则通过后偏置至顶面。再确认刀具侧，完成部件边界的设置。适用于局部切削，未定义材料切削范围且边界较少的情况。

　　类型二，部件边界结合了毛坯边界，这时在毛坯范围内都将进行切削，而部件边界的作用相当于告诉系统哪里不能切到。选取部件边界时不管边界所处位置如何，将所需要成形的部分全部选上，也无需在意每个边界的刀具侧。该方法适用于毛坯范围内都切削，边界较多的零件。

　　5结束语

　　平面铣虽然是UGCAM的基础加工方法，但涉及的参数相对较多，容易与其他方法混淆，学习起来会比较困难。本文通过多个实例分析及总结来帮助理解平面铣边界设置的要点及方法，根据零件加工区域分析套用使用技巧及步骤，可大大提高平面铣设置的正确性，减少边界设置引起的出错提示，能快捷的生成符合要求的刀轨及数控程序。</a>