03020104鈑金模具成型零件是三軸數控加工的典型任務，其中拉伸凸模、凹模加工最為常見。本學習任務中的拉伸凸模具有鈑金模具成型零件上的典型結構。通過完成拉伸凸模加工編程任務，學習模具成型零件粗加工、半精加工、精加工的常用方法及工藝流程，掌握使用工件、刀具材料庫使加工參數設置自動化，提高編程效率和加工精度的方法。養成標準化、模塊化的工作習慣，具有不斷積累工作數據，完善工作流程高素質技術技能人才內在素養。圖4-1拉伸凸模模型（1）知識目標NC加工助理。型腔銑的概念、參數設置和用法特點。拐角粗加工概念和參數。深度輪廓銑概念和參數。（2）技能目標能使用NC加工助理進行模型結構分析。能正確使用型腔銑操作進行零件粗加工和二次開粗加工。能使用拐角粗加工操作進行拐角去殘料加工。基本能使用深度輪廓銑操作進行零件精加工。能從刀具庫中調用刀具。培養學生運用數控加工相關標準，準確把握零件圖紙要求，正確分析被加工部位的結構特點，結合數控加工工藝和數控編程知識，制定加工工藝流程，合理使用UGNX12.0型腔銑、拐角粗加工、深度輪廓銑等操作方法完成拉伸凸模零件成型面加工刀路的生成和驗證。養成獨立思考，善于積累、樂于創新的職業能力。NC助理可以在加工環境下對模型的平面或圓角面進行層、拐角、圓角、拔模四種形式的簡單分析。工具按鈕：加工環境下“主頁”選項卡“分析”工具欄“NC助理”工具按鈕

。菜單項：【分析】→【NC助理】。NC助理命令激活后，系統彈出“NC助理”對話框，如圖4-4所示。（1）NC助理概述（2）命令位置圖4.2工具按鈕圖4.3菜單項圖4.4NC助理對話框使用NC助理分析對如圖所示拉伸凸模的平面或圓角面進行層、拐角、圓角、拔模等簡單分析（3）NC助理使用實例層分析拐角分析圓角分析拔模分析型腔銑操作是UGNX12.0對零件粗加工常用的刀軌生成方法，它根據被加工區域的形狀，將切除區域沿Z軸分成多個切削層，逐層生成刀具軌跡。雖然型腔銑和平面銑的刀具軌跡都屬于二維半，在切削模式、開始點控制、進退刀控制、拐角控制、避讓幾何、修剪邊界、檢查幾何體等選項的含義及用法和平面銑基本相同，但在定義切削區域，切削層的方法上有一定的區別。選擇“創建工序”工具按鈕

，系統彈出“創建工序”對話框，在類型選擇列表中選擇“mill_contour”選項，工序子類型列表出現“型腔銑”按鈕

。（1）型腔銑概述（2）激活方式型腔銑的子類型有型腔銑、插削、拐角粗加工、剩余銑、深度輪廓銑、深度加工拐角六種方式，如圖所示。其中，型腔銑、插削是用于開粗加工，其他選項都是用于半精和精加工。各子類型的用法如表

。（3）型腔銑操作子類型名

稱說

明CAVITY_MILL通用的型腔銑操作，通過移除垂直于固定刀軸切削層材料，對輪廓形狀進行粗加工。PLUNGE_ROUGH用于深腔模的插削加工。CORNER_ROUGH通過型腔銑對前道工序刀具處理不到到的拐角遺留材料進行粗加工。REST_MILL用型腔銑移除前道工序遺留的材料。ZLEVEL_PROFILE使用垂直于刀軸的切削層對指定壁進行輪廓加工，并可切削各層縫隙中遺留的材料。ZLEVEL_CORNER使用輪廓切削模式精加工指定層中前一個工序刀具無法觸及的拐角型腔銑加工所涉及的加工幾何包括部件、毛坯、檢查幾何、修剪幾何和加工區域，定義方法和項目三中方法一致。（4）型腔銑加工幾何體類型在“創建工序”對話框中選擇“型腔銑”按鈕

，系統彈出“型腔銑”對話框，如圖所示。（5）型腔銑切削參數介紹型腔銑操作將整個切削范圍沿刀軸方向按照一定方法分割成若干個層，這些層用大三角形和小三角形進行示意，這些三角形稱作切削平面，系統會在每一個切削平面上生成一層刀具軌跡，所以有一個三角形就有一個切削層。在型腔銑中切削層由切削深度范圍和切削深度進行定義。如圖所示，每兩個相鄰大三角形形成一個切削深度范圍，小三角形表示切削深度，用戶可以在一個型腔銑定義多個切削深度范圍，每個切削深度范圍只能指定一個切削深度。一般情況下部件表面區域如果比較平坦，則設置較小的切削層深度，如果比較陡峭，則設置較大的切削層深度。單擊在“型腔銑”對話框中單擊“切削層”按鈕

，系統彈出“切削層”對話框，如圖所示。1）切削層單擊“切削參數”選項后按鈕

，系統彈出“切削參數”對話框，如圖所示。通“切削參數”對話框，可以設置策略、余量、拐角、連接、空間范圍、更多等多個選項。2）切削移動參數單擊“非切削移動”選項后按鈕

，系統彈出“非切削移動”對話框，如圖所示。通“非切削移動”對話框。3）非切削移動參數在機械加工過程中為了提高加工效率，零件粗加工時通常使用較大直徑的刀具進行切削，但這樣會在零件的凹角處留下較多材料，為切除這些殘余材料就需要進行二次加工，這也就是通常所說的拐角粗加工或殘料加工。拐角粗加工是型腔銑的子選項，所以也可以使用型腔銑經過適當的參數設置達到拐角粗加工的效果，但直接選擇拐角粗加工子類型會使設置過程變得更加簡單。（1）拐角粗加工概述選擇“創建工序”工具按鈕

，系統彈出“創建工序”對話框，在類型選擇列表中選擇“mill_contour”選項，工序子類型列表出現“拐角粗加工”工具按鈕

。激活命令后，系統彈出“拐角粗加工”對話框，如圖所示。（2）拐角粗加工操作激活方法在使用型腔銑或者拐角粗加工進行殘料加工時，可以使用切削參數中的空間范圍選項卡中相關選項控制生成刀具軌跡的范圍。在型腔銑或拐角粗加工對話框中選擇“切削參數”選項后的按鈕

，系統彈出“切削參數”對話框，選擇“空間范圍”選項卡就可以設置相關選項，如圖所示。（3）切削參數—空間范圍深度輪廓銑操作是零件上陡峭曲面的高效精加工方法，它是按2D半方式生成刀具軌跡。（1）深度輪廓銑概述選擇“創建工序”工具按鈕

，系統彈出“創建工序”對話框，在類型選擇列表中選擇“mill_contour”選項，工序子類型列表出現“深度輪廓銑”工具按鈕

。單擊“深度輪廓銑”工具按鈕激活命令后，系統彈出“深度輪廓銑”對話框，如圖所示。（2）深度輪廓銑操作激活方法深度輪廓銑除了陡峭空間范圍、合并距離、最小切削深度、公共每刀切削深度之外，還有切削參數中的“連接”選項卡，連接選項卡的含義如圖所示。其余選項含義和用法可參考型腔銑操作。這些特色選項的詳細用法請參考任務4.2課前知識學習。（1）深度輪廓銑特色參數分析零件的極限尺寸：X方向極限尺寸130，Y方向極限尺寸130，Z方向極限尺寸41.5，所有凹圓角半徑均為R3.2。零件中的水平面如圖所示，其它面為曲面或傾斜平面。（1）零件圖紙工藝分析使用型腔銑進行整體粗加工。使用型腔銑進行去殘料加工。使用拐角粗加工清理小拐角。深度輪廓銑精加工側面。使用平面銑精加工底面。對部件的其余部分進行精加工。（2）零件加工工藝方案編排——參考使用自己熟悉的方法，進行模型分析，驗證“（1）零件圖紙工藝分析”中的參考數據，根據“（2）零件加工工藝編排——參考”的工藝提示，完善下表工藝方案的相關信息。（3）零件加工工藝方案編排——學生姓

名

班

級

學

號

零

件

名

稱

材

料

夾

具

最

小

凹

圓

角

最大切削深度

機

床

序

號工序名稱刀具刀具伸出長度切削速度進給率操作名稱1

2

3

4

5

1）新建文件在“新建文件”對話框中選擇“Manufacturing（加工）”標簽頁，“關系”選“引用現有部件”，“單位”選“毫米”，“模板”選“DieMold（Express）”，文件名使用：4-1_0，文件位置選G:\，要引用的部件為“4-1.prt”。（1）任務實施操作步驟——參考溫馨提示：新建文件完成后，系統自動創建可以容納30個刀具的刀架、包含部件作為其組件的裝配、加工方法和名為1234的程序組。2）進行環境設置定義幾何體。要求加工坐標系原點的絕對坐標為“0,0,43.5”，加工安全平面距離部件最高面15mm，部件幾何體為4-1.prt，毛坯幾何選用包容塊，并在+ZM方向留2mm余量。創建刀具Mill20R3，刀具參數設置如表4-3所示，刀具材料為TMC0_00021。指定通用加工參數。打開“加工首選項”對話框“操作中自動設置”選項。溫馨提示：使用“加工首選項”，系統能根據刀具材料、部件材料和刀具直徑自動確定主軸速度、進給率和切削深度。命令位置：菜單項【首選項】→【加工】，系統彈出“加工首選項”對話框→“操作”選項卡

刀具類型|子類型位置直徑下半徑夾持器Mill20R3DieMold_Exp|MILLPOCKET_01

20mm3mmHLD001_000063）使用型腔銑

操作創建部件粗加工工序。激活型腔銑操作后，操作父項按如圖a）所示設置，切削參數設置如表所示，其它參數均采用系統默認值，生成的刀具軌跡如圖b）所示，仿真結果如圖c）所示。序號參數名稱參數值序號參數名稱參數值1加工方法型腔銑4刀軸+ZM2切削模式跟隨部件5步距50%刀具直徑3切削深度3mm

圖a）

操作父項

圖b）

刀具軌跡

圖c）

仿真結果4）創建刀具UGT0201_087。從銑床庫中調用不可轉位端銑刀UGT0201_087，放在POCKET_02刀槽內。編輯刀具參數，為刀具添加材料TMCO_00021（高速加工鈦涂層）。

5）使用型腔銑

操作創建剩余銑工序。生成的刀具軌跡如圖a）所示，仿真結果如圖b）所示。操作使用刀具UGT0201_087，其它父項步驟3）相同，名稱輸入restmill，切削參數的“空間范圍”選項卡中“處理中的工件”選擇“使用基于層的”，其它參數使用缺省值。在“進給率和速度”對話框中選擇“自動設置”選項組下“設置加工數據”后工具按鈕

，使用系統根據刀具材料自動設置的參數值。

圖a）

rest_mill刀具軌跡

圖b）

rest_mill仿真結果6）使用拐角粗加工

操作創建一個清除拐角余量的工序。從刀具庫中調用可轉位球刀UGT0203_059放在POCKET_03中，并賦予材料TMC0_00021。創建拐角粗加工

操作。操作的父項除了刀具外，其余選項和步驟5）一致。在“拐角粗加工”對話框“參考刀具”的選項組“參考刀具”選項在下拉列表中選擇【UGT0201_087】。切削速度和進給采用系統自動計算的參數，其余參數使用默認值。生成刀具軌跡如圖a）所示，仿真加工結果如圖b）所示。

圖a）

rest_mill刀具軌跡

圖b）

rest_mill仿真結果

7）使用底壁銑操作

進行底面精加工。在刀槽POCKET_04上創建刀具mill15r0，刀具直徑15mm，夾持器選擇HLD001_00006，刀具材料為TMC0_00021。創建底面精加工工序。父項選擇如圖a）。“指定的切削區底面”如圖b），“壁幾何體”如圖c）。切削參數如表所示，其它參數使用系統自動計算的值。生成的刀路如圖d），仿真結果如圖e）。

圖a）

操作父項圖b）

切削區底面圖c）壁幾何體

圖d）刀具軌跡圖e）仿真結果

序號參數名稱參數值序號參數名稱參數值1加工方法底壁加工5每刀切削深度02切削模式跟隨周邊6刀路方向向內3步距30%刀具直徑7島清根選中4底面毛坯厚度3mm8壁余量1mm

8）使用深度輪廓銑加工

操作創建其它面精加工工序。創建精加工刀具。刀具類型為球刀

，刀具位置是POCKET_05，刀具名稱BALL_MILLR，球直徑6mm，長度30mm，刀刃長度20mm，夾持器選擇HLD001_00005，（OS）偏置為5.0mm，刀具材料TMC0_00021。用深度輪廓加工

操作創建精加工工序，父項設置如圖a），切削區域如圖b），切削速度和進給使用系統計算值，生成刀具軌跡如