《计算机辅助制造》上机指导-5-4

5.4 UG CAM型腔铣加工实例

1.建立工件模型

首先创建如图所示三维模型。

图L-1 工件模型

1）选择【特征】工具条上的【长方体】命令，打开【长方体】对话框并设置参数如图L-1所示。原点设置为绝对坐标系的（0、-50、-100）位置，如图L-2所示。

UG CAM型腔铣加工实例

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图L-2 【长方体】对话框 图L-3原点设置对话框

2）创建参考坐标系，做曲面。在生成的长方体的前面左下角创建参考坐标系，右击新坐标系将其转换为工作坐标系WCS；选择【曲线】-【样条】命令，设定制图平面为XC-YC平面，并单击选择栏中的【点构造器】图标按钮，依次生成点（20,110）、（25,80）、（30,50）、（40,35）、（60,30）、（100,40）、（140,35）、（160,30）绘制如图L-4所示的样条曲线；拉伸样条曲线成片体，注意拉伸的距离应当大于长方体的宽度如图L-5所示。

图L-4 绘制样条 图L-5 拉伸片体

3）修剪体。选择【插入】-【修剪】-【修剪体】命令，对步骤1）所创建的长方体进行修剪，修剪后的结果如图L-6所示。打开导航器隐藏上步做的拉伸曲面特征。

图L-6 修剪体

4）做直线。选择【插入】-【曲线】-【直线】命令，在步骤2）创建的坐标系XC-YC平面上作直线，直线的起点坐标为（-10，90，0），终点坐标为（160，70，

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0）如图L-7所示。

图L-7 做直线

5）做凸台。将工作坐标系转换到绝对坐标系。在XC-YC平面上绘制曲线如图L-8所示。先绘制起点为（5，40，0）终点为（5，-40，0）的直线，再绘制圆心为（100，0，0）半径为30的圆，分别以直线的端点为起点，做两条与圆相切的直线，修剪后如图L-8所示；做拉伸特征，拉伸特征的参数设置及结果如图L-9所示。

图L-8 凸台拉伸用曲线

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图L-8 拉伸参数设置

6）修剪体。以步骤4）所做直线拉伸特征，生成片体，以此片体对上一步所做凸台进行修剪，修剪后的结果如图L-9所示。

图L-9 修剪凸台

7）布尔求和，做倒角特征。将上步所做的凸台与步骤3）所做的修剪特征进行布尔求和；以R10为半径对实体进行倒角操作，完成结果如图L-10所示。

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图L-10采用型腔铣加工的零件模型

2. 进入加工模块

单击【开始】-【加工】进入加工环境设定截面，将弹出【加工环境】对话框。在“CAM会话配置”组选择cam-general项，在“要创建的CAM设置”组选择mill-contour方式如图L-11所示。如果已经是在加工环境，可以选择【工具】-【工序导航器】-【删除设置】命令也可以重新设置加工环境。单击【加工环境】对话框下面的【确定】按钮即可进入加工环境。

图L-11加工环境设定对话框 图L-12创建程序对话框 3. 创建加工对象

1）创建加工程序。选择【插入】-【程序】命令，或在【刀片】工具栏单击创建程序

图标，弹出【创建程序】对话框如图L-12所示。设置“类型”为mill-contour；

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其他取默认值。单击【应用】按钮，在自动弹出的对话框中单击【确定】按钮，回到【创建程序】对话框，继续创建下一个程序，默认的名称为PROGRAM-2单击【确定】，继续单击【确定】。完成了名为PROGRAM-1和PROGRAM-2的两个程序名设定。

2）创建加工刀具。选择【插入】-【刀具】命令，或在【刀片】工具栏单击创建刀具

图标，弹出【创建刀具】对话框，在“名称”组中的文字框内设定刀具

名称为D16R0.8,其他取默认值如图L-13所示。单击【应用】按钮，弹出铣刀参数对话框如图L-14所示设置直径为16.0下半径R1为0.8，其余取默认值，单击【确定】，退回到【创建刀具】对话框。

继续创建第二把刀具，在【创建刀具】对话框中的“名称”栏输入“SD10”，单击【确定】按钮，在弹出的【铣刀-5参数】对话框中的直径文字框中输入“10”下半径R1为5.0，创建一把直径为10的球头刀具。单击【确定】按钮，完成刀具设定。上述创建的内容可以从“工序导航器”中看到。

图L-13【创建刀具】对话框 图L-14铣刀参数对话框

3）创建加工几何体。选择【插入】-【几何体】命令，或在【刀片】工具栏单击创建几何体

图标，弹出【创建几何体】对话框如图L-15所示。在对话框中“类

型”选mill-contour。

(a) 在“几何体子类型”组选机床坐标系“MCS”可以创建机床坐标系，默认绝对坐标系为机床坐标系。

(b) 在“几何体子类型”组选“WORKPIECE”选项，并单击【确定】按钮，可以创建一个缺省名称为WORKPIECE-1的几何体，在自动弹出的【工件】对话框中，

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可以设定工件几何体和毛坯几何体，如图L-16（a）所示。

图L-15【创建几何体】对话框

（a） （b） （c） 图L-16 【工件】几何体对话框 ? 单击【工件】对话框中“几何体”组中的“指定部件”

图标按钮，弹出

【部件几何体】对话框如图L-16（b）所示，选择图形工作区的工件模型后，单击【确定】按钮，完成指定部件。

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? 单击【工件】对话框中”几何体“组的指定毛坯”图标按钮，从【毛坯

图标，对话框中

几何体】对话框中的“类型”下拉列表中选则“包容块”

的“选择选项”组中选中“自动块”方式，其余各项参数取默认值，单击【确定】按钮，完成毛坯的设定如图L-17所示。

图L-17 设定毛坯

4）创建加工方法。加工方法允许设定部件余量、公差、进给速度和刀轨显示等参数，这里直接利用系统默认的加工方法。

5）创建加工工序。工序是包含了刀具、加工几何体、切削防法和切削参数、刀轨显示等信息的一个集合体。选择【插入】-【工序】命令，或者在【刀片】工具条中单击创建工序

图标。系统弹出【创建工序】对话框如图L-18所示。“类

图标按

型”组选择mill-contour加工方式，在“工序子类型”组选中型腔铣

钮，在“位置”组中各项设定按照图L-18进行设定，本工序的“名称”可以自

己设定也可以取默认值，单击【确定】按钮系统自动弹出【型腔铣】对话框如图L-19所示。

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图L-18 【创建工序】对话框

6）进行刀轨设置。

? 按照“刀轨设置”组中的各项设定方法、切削模式、步距、平面直径百分比、

每刀的公共深度和最大距离。

? “切削层”参数取默认值如图L-20所示。 ? “切削参数”设定，单击

图标按钮，打开【切削参数】对话框，分别设

定【策略】页和【余量】页的参数如图L-21所示，其余各页取默认值即可。 ? “非切削移动”取默认值即可。 ? 设定“进给率和速度”，单击

图标，打开【进给率和速度】对话框，在“主

轴转速”和“进给率”栏设定主轴转速和进给率如图L-22所示。 7）生成零件粗加工刀具轨迹。

在【型腔铣】对话框的“程序”组右侧下拉选项框中选择在前面创建加工程序步骤中建立的程序名PROGRAM-1。

单击【型腔铣】对话框底部的“操作”组的“生成”所示，系统生成刀具轨迹如图L-24（a）所示。

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图标按钮如图L-23

图L-19 【型腔铣】对话框

图L-20 【切削层】对话框

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图L-21【切削参数】设定对话框

图L-22【进给率和速度】对话框 图L-23【型腔铣】“操作”组选项

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（a） 刀轨 （b）粗加工仿真效果

图L-24 生成的刀轨及加工仿真结果

8）加工仿真。单击【型腔铣】对话框底部的“确认”图标【刀轨可视化】对话框如图L-25所示。

按钮，系统弹出

图L-25【刀轨可视化】对话框

在【刀轨可视化】对话框中打开【3D动态】页面，调整“动画速度”滑键，单击底部的“播放”图标

按钮，系统进行加工仿真，仿真后的结果如图L-24

（b）所示。

9）仿真结果分析。按照前面恒定层切削深度设定的工艺方案，在工件表面较为

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平坦之处凸台的顶部斜面，毛坯的余量比较大，在工件表明比较陡峭的凸台侧面留下的余量比较小。为了给后面的精加工留下比较均匀的余量，可以重新设置【切削层】对话框（图L-20）中的参数，例如可以改变“范围定义”组中的“每刀的深度”值为3mm，（也可以在“范围”组中的“范围类型”下拉列表中选择“用户定义”。重新定义【切削层】对话框中的参数如图L-26所示，详细操作见后面18页中的步骤5）“切削层”设定），单击【确定】按钮返回到【型腔铣】对话框。

图L- 26重新设定【切削层】对话框 单击【型腔铣】对话框底部的“操作”组的“生成”

图标按钮如图L-23所示，

按钮，系统弹出

重新生成刀轨。单击【型腔铣】对话框底部的“确认”图标

【刀轨可视化】对话框如图L-25所示。单击【刀轨可视化】对话框底部的“播放”图标

按钮，系统进行加工仿真，仿真后的结果如图L-27所示。

相比较可见毛坯余量比前一次生成的工艺毛坯余量均匀了很多，可以作为后面的精加工毛坯使用。

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图L-27 改进切削层参数设定后的加工结果 4.刀位文件检查及后处理。

单击【型腔铣】对话框底部的“操作”组的“列表”图标出以APT语言表达的刀位源文件如图L-28所示。

按钮，系统弹

图L-28 刀位源文件信息 打开“工序导航器”，右键单击前面生成的程序，在快捷菜单中选择“后处理”命令，在弹出的【后处理】对话框中的“后处理器”组列表框中选中MILL-3-AXIS，其余取默认值如图L-29所示，单击【确定】或【应用】即可生成后处理文件如图L-30所示。

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图L-29【后处理】对话框

图L-30输出程序信息 UG CAM型腔铣加工实例

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5. 创建等高轮廓铣

等高轮廓铣是采用等高环切刀轨来加工工件，主要用于陡峭曲面的精加工。等高轮廓铣可以看成型腔铣的特例。

1）创建加工工序。选择【插入】-【工序】命令，或者在【刀片】工具条中单击创建工序

图标。系统弹出【创建工序】对话框如图L-31所示。“类型”组选

图标按钮，

择mill-contour加工方式，在“工序子类型”组选中等高轮廓铣

在“位置”组中各项设定按照图L-31进行设定，本工序的“名称”可以自己设

定也可以取默认值，单击【确定】按钮系统自动弹出【深度加工轮廓】对话框如图L-32所示。

图L-31 【创建工序】对话框

按

2）选择深度加工切削区域。单击“几何体”组中的“指定切削区域”图标

钮，打开【切削区域】对话框如图L-33所示。在图形工作区选取工件模型的待加工曲面如图L-34所示，单击【确定】按钮完成指定切削区域。 3）在刀具组下拉列表中选择先前创建的SD10球头铣刀。

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图L-32 【深度加工轮廓】对话框

图L-33 【切削区域】对话框 图L-34 指定切削区域

4）刀轨设置。为简单起见，这里暂不区分“陡峭空间范围”其它参数设定也如图L-32所示。

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5） “切削层”参数设定。在【深度加工轮廓】对话框的“刀轨设置组”单击“切削层”图标

按钮，打开【切削层】对话框如图L-35所示。

? 在“范围”组的“范围类型”下拉列表中选择“用户定义，该组其它项按图示设定。

图L-35 【切削层】对话框 图L-36范围定义

? 在“范围1的顶部”组设定ZC文字框中的值为-5.0，设定切削层顶层的位置。 ? 设定“范围定义”组。在“范围深度”右侧的文字框内输入25.0按回车键，

在“测量开始位置”列表中选“顶层”，每刀的深度设为0.5mm按回车键，

完成第一个切削范围的定义；单击“添加新集”右侧的图标

按钮，在范围

深度输入60.0回车，每刀的深度输入1.0回车，完成第二个范围的定义（注意范围列表中各列值的变化情况）；单击

继续设定，在范围深度设为70.0

回车，每刀的深度设为0.5回车，完成第三个切削范围设定如图L-35所示。 随着设定切削层，在图形区可以看到分区的位置范围如图L-36所示。

单击【确定】按钮退出【切削层】对话框。

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6） 设定“进给率和速度”。在【深度加工轮廓】对话框中的“刀轨设置”组，单击“进给率和速度”图标

按钮，打开【进给率和速度】对话框，在“主轴

转速”组设定主轴转速为1200，在“进给率”栏设定进给率为200mm/min。 在“刀轨设置”组中的“切削参数”和“非切削移动”的设定都取默认值即可。

7）生成零件精加工刀具轨迹。

在【深度加工轮廓】对话框的“程序”组右侧下拉选项框中选择在前面创建加工程序步骤中建立的程序名PROGRAM-2。

单击【深度加工轮廓】对话框底部的“操作”组的“生成”

图标按钮，

系统生成精加工刀具轨迹如图L-37所示。单击“操作”组中的“确认”图标按钮，进行3D仿真加工，结果如图L-38所示。可以看出底面上仍有没有去除掉的余料，可以进一步设定方法去除，也可由钳工修整。

图L-36 生成的精刀轨 图L-38加工仿真结果

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gsb.html