第12章 UG车削编程

第12章UG车削编程•车削加工，如图12.1所示。UG车削模块提供了粗车、多次走刀精车、车退刀槽、车螺纹和钻孔循环等加工类型。能准确控制进给量、主轴转速和加工余量等参数。而且能模拟仿真刀具轨迹，可检测参数设置是否正确等功能。12.1车削类型与流程•12.1.1车削加工类型•12.1.2车削加工步骤12.1.1车削加工类型•选择创建操作图标或单击【菜单栏】｜【插入】｜【操作】按钮，弹出创建操作对话框，如图12.2所示。操作子类型比较多，其中有很多子类型的操作步骤、参数设置一样。按照加工对象的不同可分为三大类型：•循环固定加工：从中心孔到攻螺纹。•表面加工：从车端面到精镗内孔。•其他加工：从模式到用户定义。•操作子类型按图12.2排列，英文图标翻译为中文如下表12.1。12.1.2车削加工步骤•在进行车削加工时，加工环境和以往的铣加工略有不同。单击【开始】｜【加工】按钮，弹出加工环境对话框，如图12.3所示。选择【CAM会话配置】为Lathe（车床）或cam_general，【要创建的CAM设置】为Turning（车削加工）。•创建车削加工的步骤如下：•（1）创建工件几何体和车削几何体。•（2）创建方法、程序组和刀具。•（3）创建车削加工操作。•（4）设置操作参数。•（5）生成刀具轨迹。12.2车削加工共同选项•在车削加工类型模板里，子类型都有很多共同的选项。这些选项（刀轴、进给、速度等）的设置过程、参数在每个类型里几乎是一样的。为了方便学习，对比出子类型的区别，这里将集中讲解。12.2.1车削加工横截面•在车削加工中，一般采用车削加工横截面作为加工零件的边界。而车削加工横截面建立之前，需设置车床坐标系。以坐标系的某一平面剖开零件，得到车削加工横截面。•单击【工具】｜【车加工横截面】按钮，弹出【车加工横截面】对话框，如图12.4所示。各按钮具体内容如下：•全剖：此类型用于完全为回转体的零件加工，一般车削加工多用类类型。【车加工横截面】对话框部分按钮有效。•复杂截面：此类型用于非完全为回转体的零件加工。【车加工横截面】对话框所有的按钮都有效。12.2.2层角度•层角度是指定刀具的切削方向与主轴之间的角度，如图12.5所示。角度的基准是以车床主轴的正方向来判断。层角度设置的方法可以在层角度输入栏输入，如图12.6所示。也可以通过矢量构造器来确定层角度。12.2.3方向•刀具的切削的方向有2种：向前和向后，如图12.7所示。车加工时车刀一定要沿着规定的方向前进，如果违反方向规定软件可能拒绝生成刀路，甚至加工时刀具损坏。•对于单一方向切削刀具，软件生成刀具轨迹时已调整好方向，一般不需要调整。对于能往复切削的刀具，可根据实际的工艺调整方向。12.2.4变换模式•当车削截面中含有凹槽（在轴向上看被遮住的小块区域），如图12.8所示。刀具可能沿加工方向无法切削，需要调整刀具的加工方向或者忽略不切削凹槽。单击【变换模式】按钮，弹出下拉选项框。一共有5种解决方法，具体含义如下：•根据层：每层按照指定的深度切削，当加工到凹槽时，先加工靠近起始点的位置。•反置：与根据层含义相反。•最接近：每层按照指定的深度切削，当加工到凹槽时先加工最靠近凹槽的一点。•以后切削：当所有的粗加工都完成，最后加工凹槽。•省略：省略凹槽的加工。12.2.5车加工方法•车加工方法是定义加工（孔加工、螺纹加工、径向切削等）的余量与公差等，对加工的精度起重要的作用。软件默认的车加工方法一共有8种，具体含义如下：•LATHE_AUXILIARY：车削辅助线，适合于孔加工固定循环。•LATHE_CENTERLINE：车削中心线，适合于孔加工固定循环。•LATHE_FINISH：车削精加工。•LATHE_GROOVE：车削沟槽加工。•LATHE_ROUGH：车削粗加工。•LATHE_THREAD：螺纹加工方法。•METHOD：缺省。•NONE：无。12.2.6创建刀具•可转位数控刀具不同于普通整体式刀具，刀具磨损后只需要更换标准的刀片。因此在UG_CAM的编程里面，刀具一般只需要设置标准刀片的类型和参数即可，详细的刀片代码请参考本书附录5。•（1）单击【菜单栏】｜【插入】｜【刀具】按钮，弹出【创建刀具】对话框。如图12.12所示。•（2）输入刀具名称，其它默认。•（3）单击【确定】按钮，弹出【车刀-标准】对话框，如图12.13所示。•（4）设置刀具刀片类型、参数、是否加刀杆等。12.3外轮廓轴加工实例•外轮廓轴加工模型，如图12.15所示。模型为典型外轮廓轴类，使用的材料为45#钢。零件的毛坯为圆柱体，尺寸为76×206，只要求生产一件。12.3.1加工工艺分析•外轮廓轴表面有柱面、圆角及沟槽等。加工区域主要分为两个部分：左边区域和右边区域。其中多个径向尺寸与轴向尺寸有较高的精度和低的表面粗糙度要求。具体的加工路线为：车右端面—粗车右台阶面—切槽—精车右台阶面—粗车左台阶面—精车左台阶面。外轮廓轴加工工序表，如表12.2所示。12.3.2CAM设置•外轮廓轴为回转体需要数控车床加工，因此使用的加工模板为车加工模板（Turning）。具体的步骤如下：•（1）启动NX6.0，打开外轮廓轴实例文件（光盘\Example\ch12\12.3\tjc.prt）。•（2）单击【开始】|【加工】按钮，弹出【加工环境】对话框，如图12.16所示。•（3）单击【CAM会话配置】下拉列表框，选择车床（Lathe）配置，单击【要创建的CAM设置】下拉列表框，选择为车加工（Turning）模板。•（4）单击【确定】按钮，进入加工环境界面。12.3.3机床坐标系•本节机床坐标系需设置在外轮廓轴右端面圆心上，具体步骤如下：•（1）右键在导航器内，切换视图为几何视图。•（2）双击【MCS_MILL】按钮，弹出【MCS主轴】对话框，如图12.17所示。•（3）单击CSYS对话框按钮，弹出CSYS对话框。•（4）单击【确定】按钮，默认为动态模式。单击零件右端面圆心，坐标系移动到指定位置点。•（5）单击【确定】按钮，完成退出CSYS对话框。•（6）单击【确定】按钮，完成退出【MCS主轴】对话框，如图12.18所示。12.3.4创建刀具•按照外轮廓轴加工工序表，本小节需要的5把刀具。为了节省时间，精车刀具可以在原有的粗车刀具上修改完成。•1．创建80°左手车刀•2．创建3毫米切槽刀•3．创建80°右手车刀•4．创建其他车刀12.3.5创建车加工横截面•本小节以模型零件和MCS主轴的ZX、ZM平面创建车加工横截面，供各操作的车削边界使用。具体步骤如下：•（1）单击【菜单栏】|【工具】|【车加工横截面】按钮，弹出【车加工横截面】对话框，如图12.27所示。•（2）单击体图标，鼠标移动到工作区单击选择外轮廓轴。•（3）单击剖切平面图标，默认以MCS_SPINDLE（ZM—XM）平面创建横截面线串，如图12.28所示。•（4）单击【确定】按钮，完成退出【车加工横截面】对话框。12.3.6创建右车加工边界•外轮廓轴的加工分为左、右两个部分，因此车加工边界不能同时在两边，本小节首先为右边区域创建右车加工边界，具体步骤如下：•1．指定部件边界•2．指定毛坯边界12.3.7车右端面•本小节使用车端面操作粗加工零件的右端面，具体步骤如下：•1．创建操作•2．设置切削区域•3．刀轨设置•4．操作12.3.8粗车右台阶面•本小节使用粗车外圆操作开粗右边区域，具体内容如下：•1．创建操作•2．刀轨设置•3．操作12.3.9切槽•本小节使用外圆沟槽操作，使用成型刀具一次加工出沟槽，具体步骤如下：•1．创建车加工边界•2．创建切槽操作•3．设置切削区域•4．刀轨设置•5．操作12.3.10精车右台阶面•精车右台阶面与粗车右台阶面的车削边界是一样的，因此可以把YD车削边界作为精车右台阶面的几何体父节点。•1．创建操作•2．刀轨设置•3．操作12.3.11创建左车加工边界•创建左加工边界与创建右车加工边界的步骤类似，两个边界的曲线数据都来自于车加工横截面。具体步骤如下：12.3.12粗车左台阶面•本小节使用粗车外圆操作加工左边区域，加工时左手刀具换成右手刀具。具体步骤如下：•1．创建操作•2．刀轨设置•3．操作12.3.13精车左台阶面•精车左台阶面与粗车左台阶面车削边界一样，因此可以直接使用左车加工边界。具体的步骤如下：•1．创建操作•2．刀轨设置•3．操作12.3.14刀轨模拟•外轮廓轴加工所有操作创建完毕，为了保证所编制程序没有差错，接下来进行刀轨模拟验证。具体步骤如下：•（1）单击WORKPIECE或者其它操作的父节点。•（2）单击【操作工具条】｜【确认】按钮，弹出【刀轨可视化】对话框。•（3）单击【2D材料移除】复选按钮，开启2D材料移除命令。鼠标拖动动画速度滑块到3，如图12.85所示。•（4）单击播放图标，刀轨模拟开始，如图12.84所示。•（5）观察刀具轨迹是否有异常情况出现。•（6）单击【确定】按钮，完成退出【刀轨可视化】对话框。12.4内轮廓轴加工实例•如图12.86所示，为典型内轮廓轴类零件，材料为45#钢。毛坯为圆柱体尺寸为76×185。轴外表面不需要加工，要加工的内容为内轮廓。12.4.1加工工艺分析•内轮廓轴毛坯为实心材料，车刀无法进入。因此先使用麻花钻加工出足够的空间之后，再用车刀做精加工。内轮廓轴直径为46的孔使用需要镗或车的方法加工，直径为20的孔采用钻加工。具体的加工路线为：打中心孔—钻直径10引导孔—钻直径20孔—车内轮廓。具体的加工工序如表12.3。12.4.2CAM设置•内轮廓轴为回转体，加工需要的设备是数控车床，使用的模板为车加工（Turning）模板。具体步骤如下：•（1）启动NX6.0，打开内轮廓轴实例文件（光盘\Example\ch12\12.4\nlk.prt）。•（2）单击【开始】|【加工】按钮，进入【加工环境】对话框，如图12.87所示。•（3）单击【CAM会话配置】下拉列表框，选择车床（Lathe），单击【要创建的CAM设置】下拉列表框，选择为车加工（Turning）模板。•（4）单击【确定】按钮，进入加工环境界面。12.4.3机床坐标系•机床坐标系需设置在内轮廓轴的右端面圆心上。具体步骤如下：•（1）右键在导航器内，切导航器换视图为几何视图。•（2）双击操作导航器内【MCS_MILL】按钮，弹出【MCS主轴】对话框。•（3）单击坐标系设置图标。弹出CSYS对话框。如图12.88所示。•（4）单击【确定】按钮，默认为动态模式。单击零件右端面圆心。•（5）单击【确定】按钮，完成退出CSYS对话框。•（6）单击【确定】按钮，完成退出【MCS主轴】对话框，如图12.89所示。12.4.4创建刀具•按照内轮廓轴加工工艺，内轮廓轴加工需要4把刀具。具体内容如下：•1．创建120°中心钻•2．创建直径10麻花钻•3．创建55°内孔车刀12.4.5钻中心孔•本小节使用中心钻加工出右端中心孔，为提高钻直径10孔的定位精度。具体步骤如下：•1．创建操作•2．起点和深度设置•3．刀轨设置•4．操作12.4.6钻直径10引导孔•本节要加工的内容是钻直径10引导孔，考虑孔比较深采用的操作是断屑钻。•1．创建操作•2．设置循环类型•3．起点和深度设置•4．操作12.4.7扩直径20孔•扩直径20孔的步骤，请参照钻直径10引导孔步骤完成，也可以直接复制钻直径10引导孔操作，修改刀具和进给率等完成，具体步骤不在详述。12.4.8车内轮廓•内轮廓精度比较高，因此车内轮廓包含了粗加工和精加工操作，可以使用粗加工一个操作完成，但是需要开启附加轮廓加工命令完成精加工。•1．创建操作•2．刀轨设置•3．操作12.4.9刀轨模拟•内轮廓轴加工所有操作创建完毕，为了保证所编制程序没有差错，接下来进行刀轨模拟验证。具体步骤如下：•（1）单击WORKPIECE图标等父节点。•（2）鼠标移动到操作工具条，单击确认图标，弹出【刀轨可视化】对话框。•（3）单击【3D动态】标签，弹出【3D动态】选项卡。•（4）单击【选项】按钮，弹出【I