关键词：UG; 模具零件；数控车削加工

     1 、引言

     模具零件为轴套类零件，该零件的三维模型如图1所示，该零件的轮廓截面如图2所示。该零件长为135mm，直径为ϕ200mm，材料为45钢，毛坯为棒料。轮廓面为回转面，需要加工的面有右端面、外圆面、内孔、退刀槽、内螺纹。具体分为右端面与外圆轮廓、右端内圆轮廓、左端内圆轮廓的数控车削加工。

     2 、右端面与外圆轮廓车削加工

     2.1 初始化加工环境

    （1）创建加工坐标系，机床坐标系指定MCS坐标为（140，0，0）车床工作平面为ZM-XM，设置XC轴为机床主轴。
    （2）创建车削加工几何，指定部件边界，创建毛坯几何，毛坯为棒料，长为140mm，直径为ϕ210mm，设置安装位置坐标为（-140，0，0）。
    （3）创建避让几何，几何体子类型为AVOIDANCE， 名称为AVOIDANCE_OUT。出发点指定点坐标（200，135，0），运动点到起点为轴向-径向，点坐标为（5，110，0），运动到进刀起点为轴向-径向，运动到回零点为径向-轴向，点选项为与起点相同。
     （4）创建刀具：①端面车刀选择OD_80_L，名称为OD_80_L_FACE，刀尖半径为0.5mm，方向角度为-15，刀具号为1，使用刀具夹持器，样式为K样式；②外圆粗加工车刀选择OD_80_L，名称为OD_80_L，刀尖半径为0.5mm，刀具号为2，使用刀具夹持器；③外圆精加工车刀选择OD_55_L，名称为OD_55_L，刀尖半径为0.1mm，刀具号为3，使用刀具夹持器。

     2.2 右端面车削加工

     图1 模具零件三维模型

     图2 模具零件的轮廓截面

   （1）创建工序，工序子类型为FACING，刀具为OD_80_L_FACE，几何体为AVOIDANCE_OUT，方法为LATHE_FINISH。
   （2）设置切削区域，给定轴向修剪平面1 点的坐标。
   （3）切削深度为恒定，深度为2mm，变换模式为省略。进给率和速度中主轴速度为500转/min，切削为0.3mm/转，第一刀切削为0.3mm/转。右端面车削加工刀具路径如图3所示。

     图3 右端面车削加工的刀具路径

     2.3 外圆粗车加工

    （1）创建工序，工序子类型为ROUGH_TURN_OD，刀具为OD_80_L，方法为LATHE_ROUGH。
    （2）切削深度为变量平均值，最大值为3mm，最小值为1mm，变换模式为省略。进给率和速度中主轴速度为500 转/min，切削为0.3mm/转，第一刀切削为0.3mm/转。外圆粗车加工的刀具路径如图4所示。

        图4 外圆粗车加工的刀具路径
 

      2.4 外圆精车加工

     （1）创建工序，工序子类型为FINISH_TURN_OD，刀具为OD_55_L，方法为LATHE_FINISH。
     （2）进给率和速度中主轴速度为600转/min，切削为0.5mm/转。外圆精车加工的刀具路径如图5所示。

      图5 外圆精车加工的刀具路径

      3 、右端内圆轮廓车削加工

      3.1 创建避让几何及刀具

     （1）内圆轮廓避让几何与外圆轮廓有所不同，需重新创建。几何体子类型为AVOIDANCE，名称为AVOIDANCE_RIGHT。出发点指定点坐标（200，135，0），运动点到起点为径向-轴向，点坐标为（5，5，0），运动到进刀起点为轴向-径向，运动到回零点为轴向-径向，点选项为与起点相同。
     （2）创建刀具：① 点钻选择SPOTDRILLING_TOOL，名称为SPOTDRILLING_TOOL，直径为5mm，刀具号为4；②钻头选择DRILLING_TOOL，名称为DRILLING_TOOL，直径为45mm，刀具号为5；③粗镗刀选择ID_80_L，名称为ID_80_L，刀尖半径为0.5mm，刀具号为6，使用刀具夹持器；④精镗刀选择ID_55_L，名称为ID_55_L，刀尖半径为0.1mm，刀具号为7，使用刀具夹持器；⑤切槽刀选择ID_GROOVE_L，名称为ID_GROOVE_L，刀片宽度为2mm，刀具号为8；⑥螺纹刀选择ID_THREAD_L，名称为ID_THREAD_L，刀具号为9。

      3.2 中心钻孔
 

    （1）创建工序，工序子类型为CENTERLINE_SPOTDRILL，刀具为SPOTDRILLING_TOOL，几何体为AVOIDANCE_RIGHT，方法为LATHE_CENTERLINE。
    （2）进给率和速度中主轴速度为300转/min，切削为0.3mm/转。中心钻孔的刀具路径如图6所示。

      
  
        图6 中心钻孔的刀具路径

      3.3 钻孔

     （1）创建工序，工序子类型为CENTERLINE_DRILLING，刀具为DRILLING_TOOL，几何体为AVOIDANCE_RIGHT，方法为LATHE_CENTERLINE。
     （2）起点和深度中的距离为135mm。
     （3）进给率和速度中主轴速度为300转/min，切削为0.1mm/转，进刀为0.1mm/转。钻孔的刀具路径如图7所示。

        
 
         图7 钻孔的刀具路径

      3.4 右端粗镗内孔

     （1）创建工序，工序子类型为ROUGH_BORE_ID，刀具为ID_80_L，方法为LATHE_ROUGH。
     （2）切削深度为变量平均值，最大值为3mm，最小值为1mm，变换模式为省略。策略中取消允许底切，进给率和速度中主轴速度为500 转/min，切削为0.3mm/转，第一刀切削为0.3mm/转。右端粗镗内孔的刀具路径如图8所示。
　　 

         图8 右端粗镗内孔的刀具路径

      3.5 右端精镗内孔

     （1）创建工序，工序子类型为FINISH_BORE_ID，刀具为ID_55_L，方法为LATHE_FINISH。
     （2）切削区域，设置径向修剪平面2的点坐标，轴向修剪平面1的点坐标。
     （3）策略中取消允许底切，进给率和速度中主轴速度为600转/min，切削为0.5mm/转。右端精镗内孔的刀具路径如图9所示。

       
 
      图9 右端精镗内孔的刀具路径

      3.6 内孔切槽

     （1）创建工序，工序子类型为GROOVE_ID，刀具为GROOVE_ID_L，方法为LATHE_GROOVE。
     （2）切削区域，设置轴向修剪平面1的点坐标，轴向修剪平面2的点坐标。
     （3）步距为恒定，距离为1mm，常规拐角为延伸，浅角为延伸，进给率和速度中主轴速度为300转/min，切削为0.2mm/转，第一刀切削、步距均为0.2mm/转，非切削移动运动到回零点，运动类型为径向-轴向，点选项指定点坐标（145，5，0）。内孔切槽的刀具路径如图10所示。

       
      
       图10 内孔切槽的刀具路径

       3.7 内螺纹加工
 
 
      （1）创建工序，工序子类型为THREAD_ID，刀具为THREAD_ID_L，方法为LATHE_THREAD。
      （2）螺纹形状：选取顶线，深度选项为深度和角度，深度为2mm，与XC 的夹角为180，起始偏置为3mm，终止偏置为2mm。
      （3）切削深度为恒定，深度为1mm，距离变化为恒定，距离为1mm，进给率和速度中主轴速度为300转/min，切削为1mm/转。内螺纹加工的刀具路径如图11所示。

       图11 内螺纹加工的刀具路径

       4 、左端内圆轮廓车削加工

       4.1 初始化加工环境

      （1）创建加工坐标系，机床坐标系指定MCS坐标为（0，0，0）车床工作平面为ZM-XM，设置XC 轴为机床主轴。
      （2）创建车削加工几何，指定部件边界，创建毛坯几何，毛坯为棒料，长为50mm，直径为ϕ200mm，设置安装位置坐标为（-50，0，0）。
      （3）创建避让几何，几何体子类型为AVOIDANCE，名称为AVOIDANCE_LEFT。出发点指定点坐标（200，135，0），运动点到起点为径向-轴向，点坐标为（5，-15，0），运动到进刀起点为轴向-径向，运动到回零点为轴向-径向，点选项为与起点相同。
      （4）创建刀具：①粗镗刀选择ID_80_L，名称为ID_80_L_LEFT，刀尖半径为R0.5mm，刀具号为10，使用刀具夹持器，手为右手，夹持器角度为180°；②精镗刀选择ID_55_L，名称为ID_55_L_LEFT，刀尖半径为0.1mm，刀具号为11，使用刀具夹持器，手为右手，夹持器角度为180°。

       4.2 左端粗镗内孔

       （1）创建工序，工序子类型为ROUGH_BORE_ID，刀具为ID_80_L_LEFT，几何体为AVOIDANCE_LEFT，方法为LATHE_ROUGH。
       （2）切削区域，径向修剪平面1指定点坐标，径向修剪平面2指定点坐标。
       （3）切削深度为变量平均值，最大值为3mm，最小值为1mm，变换模式为省略。策略中取消允许底切，进给率和速度中主轴速度为500 转/min，切削为0.3mm/转，第一刀切削为0.3mm/转。左端粗镗内孔的刀具路径如图12所示。

            图12 左端粗镗内孔的刀具路径

        4.3 左端精镗内孔

       （1）创建工序，工序子类型为FINISH_BORE_ID，刀具为ID_55_L_LEFT，方法为LATHE_FINISH。
       （2）策略中取消允许底切，进给率和速度中主轴速度为600转/min，切削为0.5mm/转。左端精镗内孔的刀具路径如图13所示。

        图13 左端精镗内孔的刀具路径

        5 、结束语

       UG软件CAM模块数控加工功能十分强大，数控车削加工零件时采用自动编程可大大提高编程效率。利用本人自定义的后处理文件生成的NC代码，可以一字不改直接用于该零件的数控加工。