基于UG面铣之切削模式分析与刀路优化技巧

李倩

摘 要：文章首先介绍了UG面铣常用的几种切削模式，然后以“跟随部件”和“跟随周边”两种切削模式为例，介绍了两种切削模式的特点和不足，最后对两种切削模式产生的刀路提出了优化措施。

关键词：UG；跟随部件；跟随周边

中图分类号：TH69 文献标识码：A 文章编号：2095-2945（2018）23-0121-02

Abstract： This paper first introduces several kinds of cutting modes commonly used in UG face milling， then takes "following parts" and "following the periphery" two cutting modes as examples， and introduces the characteristics and shortcomings of the two cutting modes. Finally， the optimization measures for the tool path of the two cutting modes are put forward.

Keywords： UG； follow part； follow perimeter

1 UG的面銑之切削模式简介

对于UG的2D编程来说，常见的切削模式有7种：跟随部件、跟随周边、摆线、单向、往复、轮廓、单向轮廓。（1）跟随部件：创建的刀具路径由零件几何体的偏置得到的。最外侧的边和所有内部岛及型腔用于计算刀轨，该切削方式特别适合加工那些有凸台和岛屿的零件，可以较好地保证凸台和岛屿的加工精度；（2）跟随周边：沿部件或毛坯几何体定义的最外侧边缘偏置进行切削，所创建的刀具路径是沿着轮廓顺序的、同心的轨迹，是由切削区域的轮廓偏置得到的，该切削方式用于带有岛屿和内腔零件的粗加工；（3）单向：始终沿一个方向切削。刀具在每个切削结束处退刀，然后移动到下一切削刀路的起始位置；（4）往复：往复式切削的刀轨在切削区域内沿平行直线来回加工，往复式切削方法顺铣、逆铣交替产生，去移除材料的效率较高，该切削方式最适合用于平面的粗加工；（5）单向轮廓：与单向切削类似，但是在下刀时将下刀在前一行的起始点位置，然后沿轮廓切削到当前行的起点进行当前行的切削，切削到端点时，沿轮廓切削到前一行的端点；（6）轮廓：轮廓切削用于创建一条或者指定数量的刀轨来完成零件侧壁或轮廓的切削。可以用于敞开区域和封闭区域的加工。轮廓切削加工方式通常用于零件的侧壁或者外形轮廓的精加工或者半精加工；（7）摆线：摆线加工通过产生一个小的回转圆圈，从而避免在切削过程中全刀切入时切削材料量的过大。摆线加工适用于高速加工，可以减少刀具负荷，该切削方式可用于高速切削，加工中刀具的载荷相对均匀，适合加工岛屿间、内部锐角和狭窄的区域。

本案例仅就跟随部件和跟随周边两种常用切削模式为例，来说明它们所产生的刀路特点及其刀路的优化技巧。

2 典型零件切削模式产生的刀路分析

2.1 四周无壁的平面类零件

对比：四周无壁的平面类零件，在各种切削参数都相同的情况下，两种切削模式所产生的刀路一样，不同点是刀路方向，“跟随部件”的刀路方向是由外向内，而“跟随周边”的刀路方向是由内向外，这样很容易损坏刀具。

2.2 面上有岛屿的零件

对比：对于面上有岛屿的零件，在各种切削参数都相同的情况下，两种切削模式产生的刀路不同：“跟随部件”产生的刀路是以岛屿为核心，生成一系列的同心圆弧，而“跟随周边”所产生的刀路是由切削区域的轮廓偏置得到的同心的轨迹；“跟随部件”产生的刀路跳刀很多，“跟随周边”只有一刀进刀和以刀退刀。

2.3 面上有开口腔体的零件

对比：对于面上有开口腔体的零件，在各种切削参数都相同的情况下，两种切削模式产生的刀路不同：“跟随部件”产生的刀路是以开口腔的壁为核心，生成一系列的同心曲线，而跟随周边所产生的刀路是以开口腔的轮廓偏置得到的同心的曲线；“跟随部件”产生的刀路跳刀很多，“跟随周边”只有一刀进刀和以刀退刀。

2.4 面上有孔类的零件

对比：对于面上有孔类的零件，在各种切削参数都相同的情况下，两种切削模式所产生的刀路一样，不同点是刀路方向，“跟随部件”的刀路方向是由外向内，而“跟随周边”的刀路方向是由内向外。

从上图中可以得到以下结论：

（1）“跟随部件”的刀具路径是沿着轮廓顺序的、同心的轨迹；“跟随周边”可以生成一系列向内或向外移动的同心的切削刀路。

（2）对于平面上的型腔和圆柱上的凸台，“跟随部件”

和“跟随周边”所产生的刀路是一样的。

（3）“跟随部件”的切削模式的切削刀路方向是从外向内，而“跟随周边”的切削刀路方向是从内到外的。

（4）“跟随周边”的切削模式在切削时可能无法切削到一些较窄的区域，从而会将一些多余的材料留给下一层的切削层，鉴于此原因，应在切削参数中打开清壁和岛清根。这可以保证刀具能够切削到每个部件和岛壁，从而不会留下多余的材料。

（5）采用“跟随周边”的切削模式在加工面上有岛屿的零件时，产生的跳刀比较多。

3 刀路的优化技巧

从上图中看到：无论哪种切削模式，都不会是十全十美的。为了提高加工率，保证产品质量，延长刀具的寿命，就必须修改刀路，优化刀路。

3.1 “跟随部件”的优化刀路措施

修改切削参数中的勾选“岛清根”和 “壁清理”选项卡，避免加工表面产生残留，影响表面质量；在加工凸角时为避免产生过切，在拐角选项卡中选择“延伸”。

3.2 “跟随周边”的优化刀路措施

修改切削参数中的“刀路方向”，即把原来的“由内向外”的刀路方向修改为“由外向内”，避免刀具损坏；勾选“岛清根”和 “壁清理”选项卡，避免加工表面产生残留，影响表面质量；在加工凸角时为避免产生过切，在拐角选项卡中选择“延伸”。

参考文献：

[1]刘伟.UG NX8中文版从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社，2012.

[2]展迪优.UG NX8.0典型实例解析[M].3版.北京：机械工业出版社，2012.

[3]齐从谦，甘屹.UGS NX5.0中文版CAD/CAE/CAM使用教程[M].北京：机械工业出版社，2008.