《UG CAM》课程第1次形成性考核

－.1零件工艺分析1.1.1零件概述心形凹模零件如图1-1所示的，草图如图1-2所示，长方体高度为30mm，其下凹部位为一个心形的直壁凹模，凹槽由6段相切的圆弧组成，上表面与底面均为平面，形状较为简单，心形深度为16mm。毛坯为180mm×140mm×30.5mm的长方体。图1-1心形凹模立体图图1-2心形凹模草图1.1.2工艺分析需要对心形凹模进行上表面的精加工和凹槽的粗、精加工。以底面固定安装在数控机床工作台上。⑴工件坐标系原点设置。为方便进行对刀，将工件坐标系设置在顶部平面的心形中心位置，如图1-1和图1-2所示。⑵加工工步分析。由于本零件的形状较为简单，可以使用平面铣加工，没有尖角或者很小的圆角，同时表面没有特别的要求，可以使用φ16mm的平底立铣刀进行加工，可以避免换刀操作。本零件加工分以下3步：①第1次平面精加工。每刀切削侧向步距取9.6mm；设置主轴转速为1500r/min，进给速度为300mm/min。②第2次凹槽粗加工。每刀切削侧向步距取6mm；采用分层切削，每层切削深度为0.5mm，设置主轴转速为1000r/min，进给速度为500mm/min。③第3次侧面精加工。采用分层切削，每层切削深度为1mm，设置主轴转速为1500r/min，进给速度为300mm/min。1.2公共项目设置1.2.1进入加工模块⑴启动NX8.0。双击UGNX8.0的图标，进入UGNX8.0界面。⑵打开模型文件。在主菜单中选择【文件】→【打开】命令，在系统自动弹出的“打开”对话框中选择正确的路径和文件名（SHIYAN1），单击“OK”按钮，打开零件模型SHIYAN1.prt，打开的图形如图1-1所示。⑶工作坐标系原点的确认。使用“视图”工具条上的“顶部”（俯视图）和“前视图”（主视图）按钮来观察和确认工作坐标系原点在工件模型的顶面心形中心位置上。⑷进入加工模块。使用快捷键（Ctrl＋Alt＋M）进入UGNX8.0CAM模块，系统自动弹出“加工环境”对话框，进行加工环境的初始化设置，选择“mill_planar”（平面铣），单击对话框中的“确定”按钮进入加工模块。1.2.2固定导航器在加工界面的左侧单击“操作导航器”按钮，再单击“固定”按钮，则该按钮变为，固定了操作导航器。1.2.3设置安全高度在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出如图1-3所示的快捷菜单，在该快捷菜单中选择“几何视图”命令，在操作导航器中出现图标，用鼠标左键双击该图标，系统弹出如图1-4所示的MillOrient对话框，在对话框中的“安全距离”文本框内输入20。在MillOrient对话框中单击“CSYS对话框”按钮，系统弹出如图1-5所示的“CSYS”对话框，在该对话框中的“参考”下拉列表框中选择“WCS”选项。分别单击两个对话框中的“确定”按钮。图1-3快捷菜单图1-4MillOrient对话框图1-5“CSYS”对话框1.2.4设置毛坯在操作导航器中双击图标，系统弹出如图1-6所示的“铣削几何体”对话框，在该对话框中单击“指定毛坯”按钮，系统弹出如图1-7所示的“毛坯几何体”对话框，在该对话框中选中“几何体”单选按钮，在“过滤方法”下拉列表框中选择“体”选项。在加工界面的左侧单击“部件导航器”按钮，在“模型历史记录”中选择，此时该长方体处于隐藏状态，单击鼠标右键，在弹出的如图1-8所示的快捷菜单中选择“显示”命令，在图形区选择如图1-9所示半透明的长方体作为毛坯，分别单击两个对话框中的“确定”按钮。在“模型历史记录”中选择，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“隐藏”命令，隐藏作为毛坯的长方体。在加工界面的左侧单击“操作导航器”按钮。注意：在Workpice节点创建的实心体毛坯对平面铣工序的创建没有直接影响，不是操作的参数，仅仅是满足最后验证刀轨的需要。预先在建模界面下创建好180mm×140mm×30.5mm的半透明长方体作为毛坯。图1-6“铣削几何体”对话框图1-7“毛坯几何体”对话框图1-8快捷菜单1.2.5设置加工公差在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出如图1-3所示的快捷菜单，在该快捷菜单中选择“加工方法视图”命令，用鼠标左键双击图标，系统弹出如图1-10所示的“铣削方法”对话框，设置参数如图1-10所示；用鼠标左键双击图标，系统弹出如图1-11所示的“铣削方法”对话框，设置参数如图1-11所示。图1-9半透明的长方体毛坯图1-10粗加工公差和余量图1-11精加工公差和余量1.2.6创建刀具在【刀片（插入）】工具栏上单击【创建刀具】按钮，系统弹出如图1-12所示的“创建刀具”对话框，在“名称”文本框中输入“D16”，单击对话框中的“确定”按钮，系统弹出如图1-13所示的“铣刀-5参数”对话框，在“直径”文本框中输入“16”，单击对话框中的“确定”按钮。图1-12“创建刀具”对话框图1-13“铣刀-5参数”对话框1.3面铣削精加工1.3.1创建面铣削操作单击【刀片（插入）】工具栏上的【创建工序】图标，系统自动弹出如图1-14所示的“创建工序”对话框，选择“类型”为“mill_planar”，选择“操作子类型”为“FACE_MILLING”（面铣削加工），“程序”、“刀具”、“几何体”、“方法”和名称设置如图1-15所示，单击对话框中的“确定”按钮将打开如图1-15所示的“面铣”对话框。1.3.2指定面边界在“平面铣”对话框中单击【指定面边界】图标，系统弹出如图1-16所示的“指定面几何体”对话框，直接选择工件模型的顶面，如图1-17所示，单击对话框中的“确定”按钮，返回“平面铣”对话框。单击对话框中【指定面边界】右边的【显示】图标，在图形区可看到刚创建的如图1-18所示的面铣削边界。1.3.3刀轨设置在“平面铣”对话框中展开“刀轨设置”选项，进行参数设置，如图1-19所示。选择“切削模式”为“往复”、“步距”为“刀具平直百分比”，输入“平面直径百分比”为“60”，输入“毛坯距离”为“0.5”、“每刀深度”为“0.5”、“最终底面余量”为“0”，这样就可以一刀加工顶面。其余采用系统默认参数。图1-14“创建工序”对话框图1-15“面铣”对话框图1-16“指定面几何体”图1-17选择工件模型的顶面图1-18创建的面铣削边界1.3.4设置进给率和速度在“平面铣”对话框中单击【进给率和速度】图标，系统弹出如图1-20所示的“进给率和速度”对话框，设置主轴转速和进给率如图1-20所示，单击对话框中的“确定”按钮，返回“平面铣”对话框。1.3.5生成刀轨在“平面铣”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作组的【生成】图标生成如图1-21所示的面铣削精加工刀轨。1.3.6检验刀轨单击“平面铣”对话框底部操作组的【确认】图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，“生成IPW”选项选择“粗糙”，单击播放按钮，面铣削精加工效果如图1-22所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成面铣削操作的创建。图1-19设置刀轨参数图1-20“进给率和速度”对话框图1-21面铣削精加工刀轨图1-22面铣削精加工效果1.3.7后处理在操作导航器中选择，再单击加工【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出如图1-23所示的“后处理”对话框，在对话框的“后处理器”下选择“MILL_3_AXIS”（3轴数控铣床），在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名（SHIYAN1MJ），在“单位”下拉菜单中选择“经后处理定义”，选中“列出输出”单选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下找到产生的NC程序文件，用记事本打开如图1-24所示的面铣削精加工的NC程序。这里后处理器的单位是英制的，所以坐标值都是英寸的。如果在“单位”下拉菜单中选择“公制/部件”，则所产生的程序的坐标值是mm，但是第一行的程序段中的单位制仍然是G70，此时如果不更改过来，则程序的加工范围放大了25.4倍，是很危险的，要引起注意。最好采用用户所使用的数控机床的专用后处理程序，在“单位”下拉菜单中选择“经后处理定义”，就不会出现类似的情况。图1-23“后处理”对话框图1-24面铣削精加工的NC程序1.4平面铣粗加工1.4.1创建平面铣工序单击【刀片（插入）】工具栏上的【创建工序】图标，系统自动弹出如图1-25所示的“创建工序”对话框，选择“类型”为“mill_planar”，选择“操作子类型”为“PLANAR_MILL”（平面铣加工），“程序”、“刀具”、“几何体”、“方法”和名称设置如图1-25所示，单击对话框中的“确定”按钮将打开如图1-26所示的“平面铣”对话框。图1-25“创建工序”对话框图1-26“平面铣”对话框1.4.2指定几何体⑴指定部件边界。在“平面铣”对话框中单击【指定部件边界】图标，系统弹出如图1-27所示的“边界几何体”对话框，在“模式”下拉列表中选择“曲线/边”，系统弹出如图1-28所示的“创建边界”对话框；在“材料侧”下拉列表中选择“外部”，其余参数设置如图1-28所示。选择心形凹模零件顶面心形的6段圆弧作为部件边界，创建出如图1-29所示的部件边界。连续单击对话框中的“确定”按钮3次，返回“平面铣”对话框。⑵指定毛坯边界。在“平面铣”对话框中单击【指定毛坯边界】图标，系统弹出如图1-27所示的“边界几何体”对话框；在“模式”下拉列表中选择“曲线/边”，系统弹出如图1-28所示的“创建边界”对话框；在“材料侧”下拉列表中选择“内部”，其余参数设置如图1-28所示。选择心形凹模零件顶面心形的6段圆弧作为毛坯边界，创建出如图1-29所示的毛坯边界，与部件边界相同，材料侧不同。连续单击对话框中的“确定”按钮3次，返回“平面铣”对话框。图1-27“边界几何体”对话框图1-28“创建边界”对话框⑶指定底面。在“平面铣”对话框中单击【指定底面】图标，系统弹出如图1-30所示的“平面”对话框，参数设置如图1-30所示。选择如图1-31所示心形凹槽的底面。单击对话框中的“确定”按钮。创建好的底面如图1-32所示。1.4.3刀轨设置“平面铣”对话框中“刀轨设置”选项的参数如图1-33所示。⑴切削模式。选择“跟随周边”模式。⑵步距。采用系统默认选项“刀具平直百分比”、“平面直径百分比”为40.0。⑶切削层。单击“平面铣”对话框中【切削层】图标，系统弹出如图1-34所示的“切削层”对话框，选择“类型”为“用户定义”，并设置切削深度“公共”和“最小值”如图1-34所示。单击对话框中的“确定”按钮，返回“平面铣”对话框。注意：使用“用户定义”方式指定切削深度的“公共”与“最小值”，产生的切削可以在指定值范围内进行分配，以使平面部分能最好地被切削。图1-29创建好的部件边界和毛坯边界图1-30“平面”对话框图1-31选择心形凹槽的底面图1-32创建好的底面⑷切削参数。单击“平面铣”对话框中【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，首先设置策略参数如图1-35所示；选择“余量”选项卡，设置余量参数如图1-36所示。其余采用系统默认参数，单击对话框中的“确定”按钮，返回“平面铣”对话框。注意：设置侧面余量（此处即部件余量）以便做精加工，底面则是直接加工到位。⑸非切削移动。单击“平面铣”对话框中【非切削移动】图标，系统弹出“非切削移动”对话框，首先设置进刀参数如图1-37所示。其余采用系统默认参数，单击对话框中的“确定”按钮，返回“平面铣”对话框。⑹进给率和速度。单击“平面铣”对话框中【进给率和速度】图标，系统弹出“进给率和速度”对话框，设置主轴速度和进给率参数如图1-38所示。其余采用系统默认参数，单击对话框中的“确定”按钮，返回“平面铣”对话框。图1-33“刀轨设置”选项图1-34“切削层”对话框图1-35设置策略参数图1-36设置余量参数图1-37设置进刀参数图1-38设置主轴速度和进给率参数1.4.4生成刀轨在“平面铣”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作组的【生成】图标生成如图1-39所示的平面铣粗加工刀轨。1.4.5检验刀轨单击“平面铣”对话框底部操作组的【确认】图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，单击播放按钮，平面铣粗加工效果如图1-40所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成平面铣工序的创建。1.4.6后处理在操作导航器中选择，再单击【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出如图1-23所示的“后处理”对话框，在对话框的“后处理器”下选择“MILL_3_AXIS”（3轴数控铣床），在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名（SHIYAN1CU.ptp），在“单位”下拉菜单中选择“经后处理定义”，选中“列出输出”单选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下找到产生的NC程序文件，用记事本打开如图1-41所示的平面铣粗加工的NC程序。图1-39平面铣粗加工刀轨图1-40平面铣粗加工效果图1-41平面铣粗加工的NC程序1.5侧面精加工1.5.1复制平面铣粗加工操作在操作导航器中选择，单击鼠标右键，在系统弹出的如图1-42所示的快捷菜单中选择“复制”命令。再在操作导航器中选择，单击鼠标右键，在系统弹出的如图1-42所示的快捷菜单中选择“粘贴”命令，在下增加了。1.5.2设置方法在操作导航器中双击图标，系统弹出如图1-26所示的“平面铣”对话框，在“方法”的下拉列表中选择“MILL_FINISH”（铣削精加工），如图1-43所示。1.5.3设置切削模式在“切削模式”的下拉列表选择“轮廓加工”模式，如图1-43所示。图1-42快捷菜单图1-43设置方法和切削模式1.5.4设置切削层单击“平面铣”对话框中【切削层】图标，系统弹出如图1-34所示的“切削层”对话框，选择“类型”为“用户定义”，并设置切削深度“公共”为1.5mm和“最小值”为0.5mm。单击对话框中的“确定”按钮，返回“平面铣”对话框。1.5.5设置切削参数单击“平面铣”对话框中【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，首先设置策略参数如图1-44所示；选择“余量”选项卡，设置余量参数如图1-45所示。其余采用系统默认参数，单击对话框中的“确定”按钮，返回“平面铣”对话框。1.5.6设置进给率和速度参数单击“平面铣”对话框中【进给率和速度】图标，系统弹出“进给率和速度”对话框，设置主轴速度和进给率参数如图1-46所示。其余采用系统默认参数，单击对话框中的“确