UG负角度曲面零件三轴数控加工

　　用实际案例阐述了基于UG采用三轴数控机床对负角度曲面加工的方法，利用该方法能显著提高生产效率，保证加工零件的表面质量，降低加工成本及缩短生产周期。

　　关键词：三轴数控机床；数控加工；UGNX数控编程；负角度曲面

　　模具加工制造中，数控加工经常出现负角度曲面，如图1所示，负角度曲面如果使用三轴数控机床加工，制造过程中存在加工盲区，无法达到使用标准，现从三轴数控机床使用UGNX加工模块诠释加工负角度曲面的方法。

　　1三轴数控机床加工负角度曲面的工艺方法

　　三轴数控铣床具有3个正交移动轴（X、Y、Z轴），在使用UGNX等高加工和区域铣削的情况下，铣削时存在加工盲区，需设计专用工装夹具，采用二次装夹对负角度曲面进行铣削。以图1所示的随形定位夹具为例，通过使用UGNX曲面铣削的方法省去工装夹具，直接一次性铣削负角度曲面达到工件要求。加工负角度曲面需要特制圆盘铣刀，涂层材料为硬质合金，其尺寸及实物如图2所示。（1）型腔粗加工工艺。使用UGNX加工模块中的型腔铣工序，使用φ10mm合金平底铣刀对模具型腔进行粗加工，底面及侧面各留0.1mm余量，切削深度每刀0.5mm，主轴转速为4500r/min，刀具进给率为3000mm/min，加工刀路如图3所示。（2）型腔侧面精加工工艺。对型腔侧面采用UGNX加工模块中的等高加工进行精加工。使用φ10R1合金立铣刀，切削深度为0.2mm，主轴转速为5500r/min，刀具进给率为2000mm/min，加工刀路4所示。（3）型腔底面精加工工艺。对于型腔底面采用UGNX加工模块中的底壁加工进行精加工。为避免交换刀具，同样使用φ10R1刀具进行加工，主轴转速为5500r/min，刀具进给率1800mm/min。底面精加工刀路如图5所示。（4）负角度曲面粗加工工艺。对负角度曲面采用UGNC加工模块中的曲面铣削进行加工。使用D12R3Z4×D6×50×D12×100刀具，切削深度为0.3mm，主轴转速为3000r/min，刀具进给率为2500mm/min，负角度曲面粗加工刀路如图6所示。（5）负角度曲面精加工工艺。同样采用UGNC加工模块中的曲面铣削进行加工。使用D12R3Z4×D6×50×D12×100刀具，切削深度为0.1mm，主轴转速为5000r/min，刀具进给率为2000mm/min，负角度曲面精加工刀路如图7所示。（6）让位沉孔加工工艺。采用UGNX加工模块中的等高加工直接铣让位沉孔到工件要求。使用φ3mm合金立铣刀，切削深度为0.2mm，主轴转速为5000r/min，刀具进给率为1000mm/min。加工让位沉孔刀路如图8所示。（7）定位孔粗加工工艺。采用UGNX加工模块中的钻孔工序粗加工定位孔，使用φ4.8mm钻头对定位孔进行粗加工，主轴转速为600r/min，刀具进给率为100mm/min，钻孔刀路如图9所示。（8）定位孔精加工工艺。采用UGNX加工模块中的铰孔工序精加工定位孔。使用φ5mm铰刀，刀具转速为400r/min，刀具进给率为50mm/min，精加工定位孔到工件要求。

　　2加工效果及不同加工负角度曲面方式对比

　　使用三轴数控机床加工完成后的随形定位夹具如图10所示。经测量负角度曲面表面粗糙度值达到Ra1.6μm，加工负角度曲面的轮廓度达到±0.01mm，位置精度达到±0.01mm，完全符合使用标准。经多次试验采用电火花机床加工负角度曲面，加工负角度曲面处表面粗糙度值最高达到Ra0.8μm。但电火花加工负角度曲面需要专用电极，精度及粗糙度要求越高，电极数量需求越多；负角度越大，电极数量也同时增加，且电极加工与负角度曲面火花成形不能同时进行，会延长生产周期。由于五轴机床成本太高，一般只用于多角度的异形曲面零件及高精度斜孔的加工，用于加工负角度曲面将会提高制造成本。因此，一般中小企业并不配备五轴数控机床。采用不同加工方式加工负角度曲面的优缺点对比如表1所示。

　　3结束语

　　在实际加工应用中，UGNX曲面加工解决了三轴数控机床在加工负角度曲面需特制夹具的问题，经过优化加工程序使数控机床能以更快捷的方式加工工件达到要求，减少了加工时间，避免了因二次装夹导致精度变差的情况，节约了加工成本，缩短了生产周期。

　　参考文献:

　　[1]毛翔,刘剑勋.三轴数控铣负角度加工技术应用[J].工具技术,2011,45(4):85-86.

　　[2]肖爱武,高永卫,刘容.负角度曲面数控加工策略[J].模具工业,2014,40(6):69-71.

　　[3]孙成权,米永东.高速切削技术在模具制造中的应用[J].模具工业,2014,40(12):70-73.

　　作者：林静财 杨金健 刘健