数控技术：UG 三轴曲面加工方法

第九章UG三轴曲面加工方法－FIXEDCONTOUR

固定轴曲面轮廓铣概述

固定轴铣削是刀轴与指定的方向始终保持平行，即刀轴固定。固定轴铣削的刀具路径是通过投射驱动点到零件几何上来创建的。首先，从驱动几何上产生驱动点，然后，沿指定的投射矢量把驱动点投射到零件几何上。刀具与在零件几何表面上的投射点接触，随着刀具在零件几何上从一个点移动到下一个点，刀端中心位置点形成的轨迹就是刀具路径。属于三轴联动加工。固定轴

铣的原理

必备要素：零件面、驱动面和投射矢量固定轴铣的特点：

固定轴曲面轮廓铣使用固定刀轴（一般指Z轴）加工曲面类零件，该操作有以下特点。●刀具轴始终为一固定矢量方向，采用三轴联动方式切削。

●刀轨沿复杂曲面轮廓运动，适于半精加工与精加工。

●通过设置驱动几何与驱动方式，可产生适合不同场合的刀位轨迹。

●非切削运动方式设置灵活。

●提供了功能丰富的清根操作。固定轴曲面轮廓铣的几个重要概念

（1）零件几何体（partgeometry）：用于加工的几何体，既可以是实体，也可以是曲面。

（2）驱动点（drivepoint）：从驱动几何体上产生的，将按投射矢量投射到零件几何体上的点。（3）驱动几何（DriveGeometry）：用于产生驱动点的几何体，可以为点、曲线、曲面，也可以是零件几何体。可用驱动几何来引导刀具运动。（4）驱动方式（DriveMethod）：驱动点产生的方法。某些驱动方法在曲线上产生一系列驱动点，有的驱动方法则在一定面积内产生阵列的驱动点。（5）投射矢量（projectvector）：用来定义驱动点投影到零件几何体的投影方向。（6）非切削运动（Non-cuttingMoves）：定义包括进退刀、内部进退刀、刀具移动等非切削运动。一、三轴曲面加工方法选择说明

Fixed_Contour：三轴曲面加工Contour_Area：曲面加工Contour_Area_Non_Steep；Contour_Area_Dir_Steep

；Contour_Surface_Area

。Flowcut_Single：单一轮廓清根铣削Flowcut_Multiple

：多轮廓清根铣削二、三轴曲面加工对话框刀具定义三轴加工的加工对象定义.由于其往往用于精加工，因而和型腔加工相比，缺少了毛坯定义，没有其他不同。刀具轴线定义

实体、面、曲线等都可定义工件。三、固定轴铣的驱动方法1、在参数设定中，最重要的是DriveMethod，决定了刀具轨迹的形状、范围。系统根据驱动方法和工件形状生成不同的刀具轨迹，缺省为Boundary。

NX3.0增加了一些驱动方法，主要包括Text等（目前支持中文字符输入），便于刻字加工。2、边界驱动（Boundary）

边界驱动方法是通过指定边界（Boundary）和环（Loop)来定义切屑区域。边界与零件表面的形状和尺寸无关，而环则必须符合零件表面的外边缘线。边界驱动固定轴轮廓铣是将由边界定义的切屑区域内的驱动点沿指定方向投影到零件表面而生成刀轨。多用于精加工操作，可跟随复杂的零件表面轮廓。边界选择边界的定义与平面铣中的定义相同

选择曲线或边缘线定义边界时，针对边界的每一成员，必须定义刀具的接触位置选项参数（ToolPosition)，共有三种情况：

TANTO、ON和CONTACT非切屑运动(Noncutting)非切削运动是指刀具除不进行切削时的所有空间运动，包括转移运动、趋进运动、进刀

运动、退刀运动、离开运动及转移运动。3、区域驱动（AreaMilling）

通过指定切屑区域、添加陡峭容纳环和修剪几何约束来定义固定轴轮廓铣操作。与边界驱动不同的是，区域驱动方法不需指定驱动几何，而是直接利用零件几何自动计算出不冲突的容纳环，从而确定切屑区域。切屑区域可以指定表面区域、片体或表面来组成。如不指定，则用整个已定义的零件几何组成切屑区。在固定轴铣中，应尽可能采用区域驱动来代替边界驱动方法。AreaMilling界面

添加陡峭容纳环（SteepContainment）：通过指定此参数，可以根据刀轨的陡峭程度来限制切屑区域。

1）None：不限制

2）Non-steep：限定在某一角度范围内

3）DirectionalSteep:限定在某一角度之外4、曲线、点驱动

指定点或选择曲线来定义驱动几何，刀具跟随驱动几何走刀形成刀轨。选择曲线作为驱动几何时，驱动点沿指定曲线生成，曲线可以是封闭、开放、连续或非连续的，也可是平面曲线、空间曲线。这种方式的零件余量可以设定为负值，使刀具在选定的零件表面以下加工。可用于铣流道、刻字。Curve/Point界面LocalLiftatEnd：局部提刀，指完成一步后是否退刀CutStep：切屑步长，一般用Tolerance5、flowcut驱动(清根操作)

清根切削驱动方法是一种较为自动产生刀位轨迹的驱动方法，系统自动沿零件的凹角与

凹谷生成驱动点，结合查找在前一步操作刀具没有加工到的区域，生成刀位轨迹。

在大多数情况下，采用清根切削中的参考刀具驱动方法（FlowCutReferenceToolDrive

Method）。该驱动方法通过指定一个参考刀具直径来定义加工区域的总宽度（此宽度实际上就是参考刀具无法加工之区域）；另外，还可以通过重叠距离（OverlapDistance）选项，沿曲面相切方向扩展加工区域宽度清根操作四、固定轴铣的重要参数1）陡峭角度（SteepAngle）

许多零件型面都是异常复杂，为了避免切削负载的急剧变化可以通过定义一个陡峭角度

（SteepAngle）的值来约束刀轨的切削区域。使用此参数后，零件型面分为两部分：陡峭区

域与非陡峭区域（也称为平坦区域）。在实际应用中，常采用固定轴曲面轮廓铣加工非陡峭区域，陡峭区域采用型腔铣。这样，在刀具切削过程中切削负载将更加均匀。2）多深度切削

该选项用于分层切除零件余料，类似于型腔铣中的分层加工，但不同的是使用该选项产生的刀轨为三轴联动刀位轨迹，切削层在零件表面的一个偏置面上产生。

该选项常常使用在零件经过粗加工或半精加工后，局部余量较大，无法一次切除的情况下。其定义有两种方式，其中IncrementalStock选项为定义每层切削量，切削次数=总加工余量（PartStockOffset）/每层切削量；NumberofPasses为定义切削次数，每层切削量=总加工余量（PartStockOffset）/切削次数。不论采用哪种方式定义，都必须定义总加工余量（PartStockOffset）。注意，

PartStockOffset

不能为负值。3）均匀步距

在UnigraphicsNX以前的版本中，步距控制是首先在一个平面内创建切削模式，然后投射它们到零件表面。因此，切削模式投射到越平坦的表面，行距与残留高度越均匀；而投射到陡峭的表面，则引起行距与残留高度不均匀，这也是为何推荐陡峭型面采用等高切削的原因之一。在

UnigraphicsNX中，系统增加了均匀步距选项，使用该选项后，不论是曲面形状如何，刀轨间保持均匀的距离。4）过切检查

在切削过程中，为了保证不产生过切，或与检查几何体碰撞，过切检查是十分必要的。系统在CuttingParameters对话框中对过切检查提供了3个选项。

a)Warning：仅产生一个报警信息，过切仍然存在。

b)Skip：刀轨走到下一条不过切的刀路上，不产生报警信息。

c)Retract：自动退刀、进刀到下一条不过切的刀路上。5)刀柄安全检查

对于复杂型面的切削，为了确保切削安全，除了过切检查外，刀柄安全检查也非常重要。使用刀柄安全检查时，首先需要定义刀柄尺寸。这样系统在零件安全距离与检查体安全距离计算时，便会将刀柄尺寸考虑在内。