基于UGNX的烟灰缸加工刀路设计

范瑜珍

摘 要：分析了烟灰缸的特点及在数控加工过程中存在的工艺问题，设计较为合理的加工路径，并提供了解决的方案，既保证了加工质量，也提高了生产效率。

关键词：UGNX；加工路径；刀路；拐角加工

中图分类号：TG659 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）04-0107-02

Abstract： This paper analyzes the characteristics of ashtray and the technological problems existing in numerical control machining， designs a more reasonable machining path， and provides a solution， which not only guarantees the quality of processing， but also improves the production efficiency.

Keywords： UGNX； machining path； cutting tool path； corner machining

1 概述

日常的烟灰缸的产品种类繁多，烟灰缸样式不断变化。在普通的加工过程中，加工曲面、放烟槽等重要部位遇到了不少问题，需要CAD/CAM技术解决。基于UGNX软件，对其中一款烟灰缸（图1）的数控加工路径、刀路的设计进行介绍，提高了零件的加工质量。

2 烟灰缸的数控加工工艺分析

2.1 烟灰缸要求及特点

（1）所有曲面的粗糙度值Ra0.3mm，尺寸精度达到要求。

（2）烟灰缸加工难点一是放烟槽窄，且有一定的深度，直接加工时会存在切削不足或过切现象。二是拐角地方加工困难易留下交接痕，如图2所示。

2.2 加工工艺分析

（1）毛坯。毛坯尺寸：100mm×100mm×40mm，5A01铝板材。

（2）装夹方式。用数控铣床一装夹位，尺寸如图3，工件装夹采用虎钳装夹。

（3）加工的过程：粗加工如图4→二次粗加工如图5→再一次粗加工如图6→侧壁精加工如图7→曲面、拐角半精加工如图8、图9→曲面、拐角精加工。

零件数控加工程序编程步骤如下：

（1）粗加工步骤。用？覬20平刀切除大部分材料，留0.3mm余量如图4，因放烟槽R3.5比较窄，所以再用？覬6和？覬4的平刀进行进一步的开粗如图5、图6。

（2）侧壁精加工步骤。用？覬20平刀精加工零件的侧壁部分，使尺寸加工到位如图7。

（3）曲面半精加工步骤。用？覬6R3的球刀加工曲面和拐角如图8、图9，加工余量0.3mm。

（4）曲面精加工步骤。用？覬6R3的球刀加工曲面半精加工的曲面和拐角，加工余量为0。

加工过程：首先用？覬20平刀粗加工可以使用挖槽方式对型腔面进行分块加工，再用小刀进行开粗“放烟槽”。再用？覬6R3的球刀加工曲面和拐角，精加工时要注意不可以使用平刀直接加工表面，只能够使用球刀，才能加工出符合要求的表面。

3 加工难点分析及解决方案

基于以上加工工藝分析及技术要求，加工烟灰缸难点有2个：

（1）放烟槽窄，不易加工；

（2）拐角不易加工问题。下面具体解决问题方案。

3.1 放烟槽窄，不易加工问题

放烟槽半径R3.5mm，因开粗时用的？覬20平刀进行加工，根本加工不到放烟槽区，所以先用？覬6的平刀进行开粗如图5，在UG软件里设置参考刀具？覬20平刀，就可以计算？覬20平刀没有加工到位的地方，就用？覬6的平刀进行局部粗加工，但还是有余料比较多，这时就用？覬4的平刀再进行局部加工如图6，这时放烟槽的材料基本开粗完成。

3.2 拐角不易加工问题

（1）首先选择刀具的问题，这是个圆弧角，不能用平刀应选球刀，且放烟槽边缘也有圆弧角，所以球刀不能选择大刀，因此用？覬5R2.5的球刀。

（2）选择加工方法的问题，一般圆弧面加工用在UG软件中一般采用如下几种方法：区域轮廓铣、非陡峭区域轮廓铣或陡峭区域轮廓铣、固定轮廓铣。这4种加工方法各有优劣点：区域轮廓铣，主要用于各种切削模式切削选定的面或切削区域适用于比较平坦的曲面，不适合用此方法。非陡峭区域轮廓铣适用于有一定角度但不是很陡的曲面，如果用此方法加工，切除材料不多达不到效果。陡峭区域轮廓铣适用角度比较陡的曲面。固定轮廓铣的设置，驱动方法“径向切削”，指定驱动几何体是拐角圆弧，驱动设置里面设置里切削类型“往复”，切削方向是“顺铣”，步距是“恒定”，距离半精加工是“0.18”，精加工是“0.1”。材料侧条带“4”，另一侧条带“2.5”。刀轨方向“跟随边界”，得到最终刀具路径，再把此路径复制到其它3个拐角中。以此方法加工灰烟缸中间的拐角得到刀具路径，这样拐角加工问题就解决了。

4 结束语

以烟灰缸为例，分析了加工工艺。对窄圆槽、拐角圆弧的加工工艺，作了详细的分析和解决方案，既保证了加工质量，也提高了生产效率。

参考文献：

[1]王卫兵.UGNX数控编程实用教程[M].北京：清华大学出版社，2004：245-305.

[2]苏宏志.数控机床与应用[M].北京：复旦大学出版社，2010：61-64.

[3]吴明友.UG NX6.0中文版数控编程[M].北京：化学工业出版社，2010：106-213.endprint