UG数控车加工编程.docx
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UG数控车加工编程
UG数控车加工编程
数控车削加工是一种重要的加工方法，要紧用于轴类、盘类等回转零件的加工。
UG的车加工模块，能够完成零件的初车、精车、车端面、车螺纹和钻中心孔等工艺过程。
本文要紧介绍各类车削操作的创建方法，参数设置、编辑以及刀具路径的生成和模拟等内容。
1．1车削概述
在UG中建立回转体类零件的模型后，可在主菜单条上选择Application-Manufacturing菜单项选择项进入加工程序。
首次进入加工程序时，系统会弹出加工环境设置对话框。
在建立车削加工操作时，就在环境设置对话框的上部选择车削加工配置文件Lathe，在对话框下部选择车削模板零件Turning，然后再初始化加工环境。
建立车削加工操作的整体顺序是第一创建车削几何体；然后用与铣加工相类似的方法，分别创建程序、刀具、加工方法等；最后通过各操作对话框创建粗车、精车、车螺纹、车槽、钻孔等车削加工操作。
1．1．1创建车削几何
在创建工具条中，单击创建几何图标
，弹出如图1-2所示创建几何对话框。
在系统默认的车削模板零件中，包含六个车削几何模板图标：
加工坐标创建图标
、工件创建图标
、车削零件创建图标
、零件几何创建图标
、切削区域约束图标
、避让创建图标
分别用于创建车削加工坐标系、工件、车削零件与毛坯、车削零件、约束切削区域和避让。
图1-2
1．创建车削坐标系
图1-2对话框中的坐标系模板图标
〔MCS-SPINDLE〕，用于设置车削加工坐标系。
单击该图标后单击OK或Apply弹图1-3的坐标系设置对话框。
设置加工坐标系时，使MCS坐标系和WCS坐标系在同一坐标原点，同时坐标轴方向一致，否那么在生成刀具路径时因无法得到切削区域而显现错误显示。
加工坐标系也能够操作导航工具中进行编辑。
图1－3
2．工件的创建方法
创建工件时，先依照零件加工的需要，在子类区域中选择几何模板图标
；再在ParentGroup下拉列表框中选择父组的几何名称，继承父组的几何属性；然后，在Name文本框中输入在创建的车削几何名称；最后，单击OK或Apply。
系统依照所选模板类型，弹出相应的对话框，供用户进行几何对象的定义。
在各对话框中设置相关参数后，单击OK，那么返回到图1-2对话框，那么在所选的父组下创建了指定名称的工件，并显示于操作导航工具几何视图中。
在创建车削操作时可引用已创建的车削几何。
〔1〕．建立工件〔WORKPIECE〕
在图1-2对话框中，单击工件设置图标
〔WORKPIECE〕，弹出如图1-4所示工件设置对话框，工件的建立包括选择零件、选择毛坯和选那么检查体三项内容。
Edit、Select和Display三个选项分别用于编辑、选择和显示零件几何、毛坯几何和检查几何。
图1－4
〔2〕建立零件（Part）
在图1-4对话框中，单击零件设置图标
（Part），弹出如图1-5所示设置零件边界对话框。
单击图标
后，单击Select，弹出图1－5建立零件几何对话框，零件几何与铣加工差不多相同，具体设置方法参见铣加工相关内容。
图1-5
〔3〕建立毛坯〔Block〕
在图1－4中单击
〔Block〕图标后，单击Select弹出图1－6所示对话框，毛坯几何的设置方法与零件几何的设置方法差不多相同，具体设置方法参见铣加工相关内容
图1－6
3车削工件的创建〔TURNING_WORKPIECE〕
在图1-2对话框中，单击车削工件设置图标
〔TURNING_WORKPIECE〕，弹出如图1-7所示车削工件设置对话框，车削工件的建立包括选择零件、选择毛坯。
通常零件继承父节点组〔WORKPIECE〕的特点，单击编辑边界选项（Edit），弹出图1-51对话框，可对存在的边界进行删除、添加和偏置蹬操作。
毛坯需要从新选择。
图1－7
对话框上部
〔Blank〕选项下的Select用于选择毛坯。
UG具有参数化毛坯边界设置和复杂轮廓毛坯边界设置两种功能，简单的棒料毛坯和管状毛坯能够采纳参数化边界设置，而复杂轮廓毛坯那么需在图形窗口中选取毛坯边界。
参数化毛坯的设置步骤：
第一，选择参数化毛坯的类型〔棒料毛坯或管状毛坯〕，并输入有关的毛坯的长度和直径参数，然后，确定毛坯相关于工件的参考点以及毛坯的放置方向。
假如差不多对毛坯进行了边界设置，Disply选项将处于激活状态，同时Select选项会变成Reselect。
单击Disply选项，可在图形窗口中显示已设置的毛坯边界；单击Reselect选项，可重新设置毛坯边界。
在图1－7中单击
与Select弹出图1－8对话框。
对话框中各选项说明如下。
图1－8
（BarStock）
：
该图标用于设置棒料毛坯。
选择该图标，可在对话框中输入毛坯长度和毛坯直径，并可指定毛坯和工件的相对位置。
（TubeStock）
：
该图标用于设置管状毛坯。
关于具有较大内径的零件一样采纳管状毛坯，以减少内孔的加工时刻。
选择该图标，可在对话框中输入毛坯的长度、外径和内径等参数，并可指定毛坯和工件的相对位置。
（FromCueve）
：
该图标用于设置复杂轮廓毛坯的边界。
单击该图标，并单击Select，弹出图1-9对话框，分别用毛坯面边界、曲线和点构造毛坯
图1－9
MountingPoisition：
该选项用于设置毛坯相关于工件的位置参考点。
单击MountingPoisition下面的Select选项，可用弹出的点构造器设置参考点。
假如选取的参考点不在工件轴线上时，系统会自动找到该点在轴线上的投射点，然后将棒料毛坯一端的圆心位置与该投射点对齐。
PointLocation：
该选项用于确定毛坯相关于工件的放置方向。
选取AtHeadstock选项，毛坯沿坐标轴的正向放置；选取AwayFromHeadstock选项，那么毛坯沿坐标轴的负向放置。
设置毛坯各参数后，单击对话框中Disply选项，会在图形窗口中显示毛坯的边界轮廓，能够观看毛坯的尺寸大小和摆放位置是否正确。
5．切削区域约束
图1-2中图标
（Containment）用于约束切削区域，能够操纵切削区域以及防止刀具碰到卡盘等辅具。
切削区域约束也能够在后面切削操作对话框中进行设置，关于切削区域约束的设置，将在后面的切削参数设置中统一讲述。
1．1．2车削加工刀具
UG车削加工刀具包括：
内外圆车刀、切槽车刀、螺纹车刀和成型车刀等，在选用选用加工刀具时，应考虑加工加工类型、加工表面形状和加工表面尺寸等因素。
现以外圆车刀为例说明标准车刀的创建方法和参数设置。
在操作导航器中点击刀具视图图标
，将导航视图切换为刀具导航〔MachineTool〕视图，点击创建刀具图标
，并在显现的创建刀具对话框的Type一栏选择turing显现创建刀具菜单见图1
图1
在图1中选择外圆车刀图标
，在名称栏内输入要创建的刀具名称，并单击OK或Apply，弹出如图2所示标准车刀参数设置对话框。
各参数说明如下。
图2
1．刀片形状
在图2车刀参数设置对话框中，上部各参数用于指定刀片形状和尺寸。
〔1〕ISOInsertShape
该下拉列表框用于选择刀片的形状见图3当在该下拉列表框中选择某种形状的刀片时，刀片所对应的草图显示在对话框的顶部，同时在其下方的NoseAngle文本框中显示当前所选刀片的刀尖角。
图3
〔2〕NoseAngle
该文本框用于显示或输入刀片的刀尖角，刀尖角是刀片主切削刃与副切削刃的夹角。
〔3〕Nose
该文本框用于输入刀尖圆角半径。
〔4〕OrientAngle
该文本框用于输入方向角，确定刀杆相关于车床主轴轴线的位置。
该角度为刀具的切削刃与加工表面之间的夹角。
〔5〕Size
该下拉列表框用于选择刀片尺寸。
有三种尺寸确定方法：
CutEdgeLength〔刀片切边长度〕、Inser.Circle〔I.C.〕〔刀片内切圆直径〕和I.C.ANSI〔按ANSI标准的刀片内切圆直径〕。
选择哪种尺寸确定方法，应依照加工位置的形状来确定，可在其右方的文本框中输入相应的尺寸。
〔6〕Thickness和RwliefAngle
这两个选项分别指定刀片的厚度和刀片的刃倾角。
〔7〕InsertPosition
那个选项由加工时采纳主轴的转向决定，在采纳机床正转加工时在下拉菜单中选择
图标，机床主轴反转时选用
图标。
2．定义轨迹点
图1-000车刀参数设置对话框中的Tracking选项用于定义轨迹点，轨迹点是车刀上用于运算刀具路径的基准点。
单击该选项，弹出如图4所示对话框，对话框中各选项说明如下。
图4
RadiusID：
指定轨迹点刀尖半径ID号，从下拉列表选取，ID号见图5示意图。
图5
TrackingPiontPNumber：
指定轨迹点P代码，轨迹点P代码共有9种，围绕在选定的刀尖半径周围，从下拉列表选取，P代码示意图见图6。
图6
RadiusID、TrackingPiontPNumber与车刀长度补偿值的寄存器号结合在一起指定了选取车刀上那一点作为轨迹点，通常道具轨迹点定义在刀心或刀尖上，方头槽刀能够定义在左侧或右侧的刀心或刀尖上。
图5与图6分别是R1_P3_0与R1_P9_0相结合形成的轨迹点，图5采纳的是通常所说的刀尖编程，图6采纳的是刀心编程。
。
在图4所示的对话框窗口中
XOFF：
指定车刀轨迹点相关于车床的参考点在X方向〔平行于主轴〕的偏置距离。
YOFF：
指定车刀轨迹点相关于车床的参考点在Y方向〔半径方向〕的偏置距离。
ADJUSTRegister：
该选项指定储备车刀长度补偿值的寄存器号。
CUTCOMRegister：
该选项指定储备车刀径向补偿值的寄存器号。
Add/Modify/Delect:
轨迹点进行增加、编辑或删除操作。
在图4所示的对话框分别点击RadiusID与TrackingPiontPNumber下拉列表，重新选择RadiusID与TrackingPiontPNumber的代码，输入新的车刀长度补偿值的寄存器代码进行后，单击Add能够为车刀增加一个新的轨迹点。
在图4所示的对话框窗口中点击相应的RadiusID与TrackingPiontPNumber代码，使其高亮显示，如图4中R1_P8_3,重新选择RadiusID与TrackingPiontPNumber的代码后，单击Modify对轨迹点进行编辑或直截了当点击Delect进行删除等操作。
图5
图6
轨迹点的选择
定义完成轨迹点后，在创建具体加工操作菜单中，点击Machine选项，弹出MachineControl对话框，点击DefineTracking选项，弹TrackingSelection对话框见图7，点击轨迹点代码前面方框，就可激活该轨迹点。
槽刀的轨迹点见图8，必须在MainTrackingPiont的下拉菜单项选择择一个要紧轨迹点，另一点可选也可不选，但要注意选两点时与选一点生成的刀路轨迹不一样。
图7
图8
1．1．3创建车削操作
创建车削操作的步骤为：
先在车削环境中创建刀具、几何体、加工方法〔具体创建方法请参见铣加工相关内容〕；然后在工具条中选择创建操作图标，或在主菜单中选择Insert—Operation菜单项，或在操作导航工具的弹出菜单中选择Insert—Operation菜单项，系统弹出如图1-10所示的创建操作对话框，在该对话框中，依次选取模板图标、程序、几何体、刀具和加工方法；最后单击Apply，进入车削加工操作对话框，可设置各车削加工参数。
图1－10
在图1-10的子类型区域中，显示当前所选车削模板零件包含的操作模板。
关于默认的车削模板零件Turning，它提供了多个建立车削操作的模板，各模板说明如表1-1所示。
1．2粗车
粗车是车削加工的经一道工序，用于切除毛坯的要紧加工余量。
在图1-10中选取粗车外圆操作模板图标
，按前一节的方法选择相关对象后，单击Apply，弹出图1-1所示粗车外圆操作对话框。
在该对话框中，先指定粗车的走刀方式、选择切削区域、指定进刀退刀方式、并依照需要设置其他相关参数，然后，选择对话框底部的刀具路径生成图标生成刀具路径，最后单击OK，创建粗车外圆操作。
图1-1
1．2．1指定走刀方式
在车削过程中，走刀方式操纵刀具的加工轨迹。
不同的走刀方式其加工特点不同，适应于不同类型的毛坯加工。
如：
直线走刀方式加工效率高，适应于加工余量较大的毛坯；轮廓走刀方式加工形状误差小，走刀空行程大，适应于加较小的复杂轮廓毛坯；径向进刀方式适应于加工与零件轴线垂直的轮廓面。
在图1-1粗车外圆操作对话框中，有10种走刀方式,加工是应依照加工部位特点，加工精度要求选取适当的走刀方式。
走刀方式介绍如下：
〔LinearZig〕：
单向直线走刀；
〔LinearZigZag〕：
双向直线走刀；
〔RampingZig〕：
单向斜线走刀；
〔RampingZigZag〕：
双向斜线走刀；
〔ContourZig〕：
沿轮廓单向走刀；
〔ContourZigZag〕：
沿轮廓双向走刀；
〔PlungeZig〕：
单向车槽加工走刀方式；
〔PlungeZigZag〕：
分层往返车槽加工走刀方式：
〔PlungeAlternate〕：
中间开槽交替加工槽两边的加工方式；
〔PlungeCastling〕：
槽刀交替移位切削，使刀具保持平均磨损的走刀方式
1．2．2设置切削区域
图1-1中约束切削区域（Containment）选项，是用修剪平面或修剪点来约束零件边界，限制切削区域。
通过约束切削区域，能够指定边界上哪些部位为切削区域，哪些部位为非切削区域，从而可有选择地加工零件上的特定部位。
单击该选项，弹出如图1-12所示几何约束对话框，对话框中各选项说明如下。
图1－12
〔1〕TrimPlanes
在图1-12对话框中，径向修剪平面（TrimRadial1,TrimRadial2）和轴向修剪平面（TrimAxial1,TrimAxial2）选项差不多上用平面限制零件的加工区域，可指定一个或两上修剪平面。
修剪平面的设置步骤为：
第一，打开图1-12中径向或轴向修剪平面选项Trim；然后输入径向或轴向坐标值，或者单击相应的Radial或Axial选项弹出点构造器，在图形窗口中选定修剪平面的位置点。
如图1-10所示，指定修剪平面后，系统依照修剪平面的位置，工件与毛坯边界以及刀具几何角度等参数自动运算出切削区域。
图1－13
修剪平面也能够与修剪点结合起来使用，当修剪平面所确定的切削区域与修剪点所确定的切削区域发生冲突时，系统自动将两者的公共区域视为切削区域。
〔2〕TrimPoint
该选项通过设置修剪点来约束零件边界限制切削区域。
与修剪平面相比，修剪点对切削区域的限制较少，具有更大的灵活性，它不仅能够设置修剪点，而且还能够设置角度限制切削区域。
修剪点的设置步骤为：
第一，打开图1-12修剪点选项；然后输入修剪点的坐标值，或者单击Select选项，用弹出的点构造器指定修剪点位置。
通常修剪点要求选在工件的边界上，假如所选的修剪点与工件边界有一定的偏差，系统自动将工件边界上离所选点距离最近的点视为修剪点。
用修剪点限制切削区域，常用的方式是选择两个修剪点。
选择两个修剪点后，系统自动将两点之间的工件边界、毛坯边界以及所设修剪角度之间围成的区域视为切削加工区域，而两点之外的区域那么被忽略。
假如只确定一个修剪点而没有设置其他的修剪平面，不管是选择第一个依旧第二个修剪点选项，事实上际修剪成效都和设定一个修剪平面的情形相同。
图1-14所示的是设置两个修剪点约束零件边界以限制切削区域的情形，能专门方便地操纵切削起始点和终止点。
图1－14
〔3〕Angles
该选项用于设置修剪角度，对切削区域进行限制。
修剪角度是在各修剪点处按矢量方向将工件边界和毛坯边界联系起来，确定切削区域。
切削方向能够沿修剪角度朝修剪点方向，也能够是相反方向。
通过设置修剪角度能专门方便地对切削区域进行限制。
修剪角度的设置步骤为:
第一打开图1-12中Angle1选项，为TrimPoint1设置修剪角度；或打开Angle2选项，为TrimPoint2设置修剪角度；然后，输入修剪角度值，或者单击Angle1或Angle2选项，用弹出的矢量构造器设置修剪角度。
图1-15所示的是通过修剪点与修剪角度相结合，修剪角度设置为90度时对切削区域进行约束的情形。
修剪点常常需与修剪角度结合使用，才能专门灵活地实现对切削区域的约束，在没有设置修剪角度时，系统自动将修剪点处切削运动的方向角设置为修剪角。
图1－15
〔4〕CheckGeometry
图1-12中该选项用于检查几何，是为了防止刀具沿设定的修剪角度切入工件或离开工件时与工件的某些表面发生碰撞。
如图1-13所示，因没有打开检查几何选项，当刀具按照设定的修剪角度进行切削时，将显现与工件相碰现象。
当刀具按修剪角切入工件或切出工件时，需打开检查几何选项。
如图1-14所示，在打开检查几何选项之后，系统能使刀具在与工件相碰的位置自动地沿工件轮廓走刀，而不显现碰刀的现象。
〔5〕DisplyContainment
该选项用于在图形窗口中显示修剪平面或修剪点的位置。
〔6〕DisplayCutRegions
该选项用于在图形窗口中显示切削区域，以观看所设置的修剪平面、修剪点以及修剪角度是否正确。
〔7〕SelectCutRegionsManually
该选项用于手工确定切削区域。
选择该选项，会弹出点构造器，能够用光标单击所要加工的区域，假如系统发觉多个区域时，系统会自动将离选择点最近的区域作为加工区域。
选定一点后，系统会在该点显示SP（SelectionPoint）标识。
2．AutodetectionControl
自动检测操纵（AutodetectionControl）选项，用于设置自动检测切削区域的相关操纵参数，如最小切削区域，起始点和终止点的偏置值以及起始点和终止点的角度等。
单击图1-1中AutodetectionControl选项，系统弹出图1-16所示自动操纵对话框。
能够该对话框中输入相关操纵参数，以便系统检测切削区域。
图1－16
对话框中各参数说明如下。
〔1〕MinimumArea
该参数指定最小切削区域的大小，防止在专门小的切削区域中产生不必要的刀具路径。
当切削区域小于MinimumArea指定的参数值时，那么不产生刀具路径。
〔2〕StartOffset/EndOffet
该文本框用于设置切削起始点和终止点的偏移值。
假如工件与毛坯边界不相交，系统将自动在工件和毛坯之间加直线段以确定切削区域。
在默认情形下，会在切削起始点和毛坯之间加一条与切削方向平行的直线，在切削终止点和毛坯之间加一条与切削方向垂直的直线。
在StartOffset文本框中输入的数值，使起始点沿垂直于切削方向移动，在EndOffset文本框中输入数值，使终止点沿切削方向移动。
假如在StartOffet和EndOffet文本框中输入正值时，那么使切削区域扩大；输入负值时，那么使切削区域缩小。
〔3〕StartAngle/EndAngle
该文本框用于设置起始点角度和终止点角度。
当角度为正值时，那么扩大切削区域；当角度为负值时，那么缩小切削区域。
角度为以起始点或终止点与毛坯之间的连线绕逆时针旋转为正。
1．2．3指定走刀方向角
在图1-1中，LevelAngle选项用于设置走刀方向角。
角度的测量是以工件轴线的正向为基准，逆时针方向为正。
如图1-1所示，该选项右侧的红色箭头能形象显示当前走刀方向角。
设定切削加工的走刀方向角有两种方式：
一是直截了当在选项右侧的文本框中输入角度值；二是单击LevelAngle选项，用弹出的矢量构造器指定方向角。
1．2．4凹形区域加工方式
图1-1中ReversalMode下拉列表框〔如图1－17〕是用于选择凹形区域〔如凹槽〕的切削加工顺序。
该下拉列表中各选项说明如下。
图1－17
〔1〕AsLevel
该凹形区域加工方式是，使系统总是按最大的切削深度走刀到凹形区域，然后先中工靠近切削起始点的凹形区域，再加邻近的凹形区域，如图1-19所示。
图1－18
〔2〕Inverse
该凹形区域加工方式与AsLevel加工方式相反。
系统总是按最大的切削深度走刀到凹形区域，然后加工其他的凹形区域，最后加工靠近切削起始点的凹形区域，如图1-19所示。
图1－19
〔3〕Closest
该凹形区域加工方式是，先加工靠近刀具当前位置的凹形区域。
假如采纳Zig-Zag走刀方式，Closest加工方式就专门方便。
因系统总是选择靠近当前刀具位置的凹槽先进行加工，如此能够减少刀具空行程时刻，从而大大提高加工效率。
〔4〕CutLlater
该凹形区域加工方式是，系统总是先加工靠近切削起始点的凹形区域，然后才加邻近的凹槽。
假如按一定深度进行加工，中间一次走刀的深度在邻近凹槽表面以内，会忽略邻近凹形区域，直至靠近切削起始点的凹形区域加工以后，才加工邻近凹形区域，如图1-21所示。
与AsLevel选项不同，选择该选项，系统在切削邻近凹槽表面时会自动改变切削深度而不切入凹槽。
当采纳变切削深度如VariableMax选项进行加工时，系统会自动调整切削深度以免切入到邻近凹槽表面以内。
图1－20
〔5〕Omit
该凹形区域加工方式是，除靠近切削起始点的凹形区域外，系统将忽略其他凹形区域的加工，如图1-22所示。
图1－21
1.2.5切削深度
图1－8中的CutDepth下拉列表框〔如图1－22〕用于设置每次走刀的切削深度，关于不同的走刀方式，下拉列表框中的选项有所不同。
例如，直线走刀方式包括：
Constant、VariableMaximum、VariableAverage、No.ofLevel、Individual等选项；沿轮廓走刀方式包括：
Constant、No.ofPasses、Individual三个选项。
现对各种走刀方式下可能显现的切削深度选项进行说明。
图1－22
〔1〕Constant
该选项设置切削深度为常量。
在切削过程中，系统将按设定切削深度走刀，假如最后一次走刀的余量小于设定值，会将余下的部分一次切除。
〔2〕VariableMaximum
该选项通过设置最大值和最小值来确定切削深度的变化范畴。
假如切削余量大于所设置的最大参数值时，系统将按所设置的最大切削深度进行切削，假如最后一次走刀的余理大于或等天最小切削深度，那么将其一次切除。
有两种情形系统会自动使用VariableAverage模式进行切削：
一种是当系统采纳最大切削深度进行走刀时，其最后一镒走刀残留的切削深度小于最小切削深度；另一种是当零件的加工余量小于最大切削深度。
〔3〕VariableAverage
该选项承诺输入一个最大和最小切削深度来确定一个切削深度的变化范畴，系统会在变化范畴内自动确定一个切削深度并使走刀的次数最少。
〔4〕No.ofLevel
该选项用于输入直线走刀的次数，系统依照加工余量和指定的走刀次数确定切削深度。
〔5〕No.ofPasses
该选项用于设置走刀次数，系统依照加工余量和指定的走刀次数确定切削深度。
该选项仅用于轮廓走刀方式。
〔6〕Individual
该选项用于设置每次走刀的切削深度，单击该选项，弹出如图1-23所示每次走刀切削深度设置对话框。
在对
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