项目七 叶轮精加工 [学习目标]通过本项目的学习，掌握UG多轴加工操作一、项目内容1．零件图形图7-1叶轮2．编程要求：运用UG多轴加工操作编制出叶轮精加工程序二、知识点UG多轴加工操作三、学习知识（一） （一） 轮廓铣1．概述“可变轴曲面轮廓铣”中的外形轮廓铣驱动方式可使用刀具侧面来加工倾斜壁使用“可变轴轮廓铣”可以自动生成刀轨，以使用刀具侧面加工型腔的壁或由底部面和壁限定的区域选择底部面后，系统可以查找所有界定底部面的壁系统会经常调整刀轴以获得光顺刀轨在凹角处，刀具面与两个相邻壁相切在凸角处，软件添加一个半径并绕着它滚动刀具，以使刀轴与各个拐角壁保持相切 外形轮廓铣也允许加工底部面未围起来的壁，如工件外围工件无底部面时，有两个选项可控制靠着壁放置刀的操作使用沿着壁的底部来跟随壁的周边，或使用可用作真实底部面的辅助底部面 “可变轴轮廓铣”要比“顺序铣”更加自动化，并且该铣削最适用于加工倾斜壁的腔体，例如在航空工件中出现的腔体2．轮廓铣的优点使用“轮廓铣”的优点如下：可以加工可能带有角（开放角和闭合角）、弯曲及顶部（肋顶部）形状不规则的复杂腔体 可以快速轻松地创建或编辑刀轨 由于在选择几何体和控制刀轴上花费的时间较少，因此效率更高。
不会受到修剪或非修剪几何体的限制，也不会在定义底部面和壁时受到其连接方式的限制 可以在底部面和壁上使用多个刀路以在同一操作中对工件进行半精加工和精加工 可以为基于底部面或非底部面的区域生成刀轨 可以为一个操作中的多个不连续区域生成刀轨可以修改刀轨的起始和终止位置也可以重叠闭合区域的刀轨系统提供了在生成刀轨之前能检查底部面和壁区域的有效性的工具 系统提供了过切检查和碰撞检测系统支持对刀具（刀夹上方）和刀柄的非切削区域执行碰撞检测系统支持标准的曲面轮廓铣非切削运动，以在要切削的区域内逼近、分离和过渡 轮廓铣的设计目的是使用刀具侧面来加工壁，以便能够产生直纹面壁的最佳半精加工和精加工效果由于轮廓铣不限制壁是否为直纹面，因此它可以常常用于生成半粗加工刀轨，即使对于自由形式的壁也是如此 3．创建轮廓铣操作（1）从操作导航器、几何视图，单击 MB3 插入→操作 （2）从创建操作对话框选择类型：mill_multi-axis 和子类型：CONTOUR_PROFILE （3）CONTOUR_PROFILE 对话框，单击 、选择并选择底部面几何图形 系统会自动选择壁 如果的工件没有底部面几何体，则跳到下一步。
（4）、显示，检查壁选择 如果系统没有选择所需的壁，则关闭自动壁并选择自己的壁几何体 （5）果的工件没有底部面几何体，则借助自动生成辅助底部面、辅助底部面 或跟随壁的底部定义一个虚拟的底部面 （5）义任何所需的“非切削运动”避让和刀轨连接取决于正确定义的“非切削运动” 4．轮廓铣参数参数描述自动壁从底部面确定壁 沿着壁的底部跟踪选定工件表面底部的壁曲线它相对于壁的底部边缘定位刀具图7-2刀位偏置为沿着壁的底部选项指定壁曲线之下的偏置距离 辅助底部面辅助底部面与底部面相似，但是它不需要附加到壁的几何体这可在以下情况下用于定位刀具末端：工件几何体无底部面时，或要求包含其它底部面的位置，即使有工件底部面也如此选择要定义辅助底部面的面 图7-3辅助底部面进刀矢量进刀矢量仅适用于无底部面的工况其主要目的是定义应该采用哪种方法来相对壁定位刀 图7-5 此外，进刀矢量还影响要切削的区域下图说明进刀矢量的方向如何更改针对沿着壁的底部的底部区域跟踪的曲线 A = 进刀矢量，B = 壁，C = 底部区域图7-6自动生成辅助底部面使用自动生成辅助底部面可定义在壁的底部与进刀矢量垂直的无穷大平面可定义进刀矢量，以便确定应该采用哪种方法来相对于壁定位刀。
图7-7 自动生成辅助底部面可以打开或关闭自动生成辅助底部面还可以上下移动它如果其它（更一般的）辅助底部面是在自动生成辅助底部面打开时定义的，则该平面被附加到辅助底部面，并将其视为辅助底部面的一部分 驱动方式， 编辑参数 单击编辑参数，访问外形轮廓铣方式对话框，以便使用切削起点/终点和刀轴选项 5．外形轮廓铣方式对话框参数描述切削起点切削终点允许修改切削位置的起点和终点如果无法定义跟踪整个壁底部曲线的进刀矢量，则这样做可以单击确定来接受自动选项，也可以单击用户定义和选择参考点来使用点构造器对话框定义点 A = 壁底部跟踪终点，B = 用户定义的切削终点将延伸壁底部跟踪曲线 在下图中，定义的进刀矢量 (C) 使壁的底部跟踪曲线在点 (A) 处终止添加用户定义切削终点 (B) 将延伸壁底部跟踪曲线 图7-8添加用户定义的切削终点刀轴自动刀轴选项从壁几何体获得刀轴 图7-8自动刀轴可使用带导轨的，前提是当自动刀轴选项不能从壁几何体获得理想刀轴时 A = 壁，B = 刀具导轨图7-8带导轨的刀轴只能将导轨添加到整个刀轨的起点和终点如果有多个区域，则起始导轨在第一个区域中，终止导轨在最后一个区域中。
延伸允许将段添加到刀轨的起点或终点处延伸将跟随壁，直至壁终止，然后添加一个线段结束延伸 在封闭的型腔中不存性延伸，可以使起始和终止部分重叠二）顺序铣1．概述“顺序铣”是为连续加工一系列边缘相连的曲面而设计的一旦使用“平面铣”或“型腔铣”对曲面进行了粗加工，就可以使用“顺序铣”对曲面进行精加工在对刀轨的每个子操作高度控制时，通过使用三个、四个或五个刀轴运动，“顺序铣”可以使刀具准确地沿曲面轮廓运动在“顺序铣”中，操作由子操作组成子操作是单独的刀具运动，它们共同形成了完整的刀轨第一个子操作使用“进刀运动”对话框来创建从起点或进刀点到最初切削位置的刀具运动其后的子操作使用“连续刀轨运动”对话框来创建从一个驱动曲面到下一个驱动曲面的切削序列，使用“退刀运动”对话框来创建远离工件的非切削运动，以及使用“点到点运动”对话框来创建退刀和进刀之间的移刀运动每个子操作都需要将刀具定位在驱动曲面、工件表面和检查曲面的近侧、远侧或直接位于这些曲面上刀具是位于曲面的近侧还是远侧取决于在“进刀运动”对话框中定义的“参考点”位置图7-9顺序铣曲面驱动曲面、工件表面和检查曲面的说明如下· · 驱动曲面将引导刀具的侧面。
· · 工件表面将引导刀具的底部· · 检查曲面将停止刀具运动· · 刀具与驱动曲面和工件表面保持连续的接触2．运动方式运动方式提供以下方式来为当前的“点到点”子操作移动刀具图7-10运动方式（1）未定义：未定义表示还未指定移动刀具的方式2）仅点：“仅点”可弹出点子功能对话框，以便指定刀具将运动到的点3）点，刀轴：点、刀轴可弹出“点子功能”对话框，以便指定刀具将运动到的点，然后显示矢量子功能对话框，以便指定该点位置的刀轴4）仅矢量：仅矢量可激活“矢量方式”选项菜单，以便可指定一个矢量，刀具将从其当前位置沿此矢量运动5）矢量，刀轴：“矢量，刀轴”可弹出“矢量子功能”对话框，以便指定目标点的刀轴它还可激活“矢量方式”选项菜单，以便可指定一个矢量，刀具将从其当前位置沿此矢量运动6）沿刀轴：沿刀轴表示可指定刀具沿其刀轴运动的距离激活此距离选项时允许键入值正距离将使刀具退回；负距离将使刀具插入3．矢量方式“矢量方式”提供了两种方式来定义矢量，以便沿该矢量移动刀具1）dx、dy、dz：dx、dy、dz 允许指定 x、y 和 z 方向上的坐标增量，这些增量将添加到当前刀位的坐标中以达到目标点的坐标。
2）单位、矢量、距离：“单位、矢量、距离”可显示矢量子功能对话框，以便指定单位矢量然后必须键入距离值来定义矢量长度4、刀轴刀轴选项允许根据正在加工的曲面来指定刀具方向控制刀轴的一般方式有三种图7-11刀轴（1）5轴5 轴可显示用于描述5轴刀具控制的以下选项：图7-12 5轴刀具控制的选项垂直于工件表面（或驱动曲面）可使刀轴保持垂直于指定的曲面这通常会使刀具底部中心（刀轴通过此中心来运动）与曲面保持接触如果使用平头或球形刀具且“顶角”= 0，则在保持刀轴垂直于曲面的同时可使刀具底部的另一点与曲面接触如果是这种情况，则必须使用矢量子功能、“接触方向”（一个非零矢量，不能平行于刀轴），来输入刀具末端和接触点之间的正距离通过垂直于沿矢量方向（“接触方向”）的刀轴移动指定距离，来确定“新”刀具接触点如果距离太大，则系统会使用刀具底部的半径图7-13 5 轴，垂直于工件（驱动）曲面 - 偏置平行于工件表面（或驱动曲面）使刀具的侧面在接触点保持与曲面划线平行，无论该曲面是圆柱面、圆锥面、表格化圆柱面或直纹曲面否则，刀轴将在接触点保持平行于曲面参数曲线而且，必须在刀具上指定一个环来表明刀具侧面在何处接触控制曲面，因此一旦选择此选项，“刀具环”选项菜单即处于激活状态。
图7-14 5 轴，平行于驱动曲面相切于工件表面（或驱动曲面）可使刀具侧面相切于指定曲面，同时刀轴保持垂直于当前运动方向选择此选项后，“刀具环”选项菜单将处于激活状态，以便可指定刀具侧面在何处接触控制曲面图7-15 5 轴，相切于驱动曲面与工件表面成一角度（或驱动曲面）可使刀轴与曲面法向保持固定的角（侧倾角），并与当前运动方向保持固定的角（前倾角或后倾角）侧倾角 - 是刀轴与指定曲面法向所成的角与控制曲面构成给定角的所有矢量集形成了一个圆锥与当前运动方向构成固定角的所有矢量集形成了一个平面或另一个圆锥（后面会有介绍）通常，两个几何体之间可能有两个交点，因此可能有两个刀轴侧倾角的标记用于区别两个候选角正角的测量是从工件（或驱动）曲面法向到另一曲面法向负角的测量是从另一曲面法向开始在下图中，正的“侧倾角”a 表示从工件表面法向旋转到驱动曲面法向图7-16 5 轴，与工件表面成一角 - 侧倾角=a，前倾/后倾角=0刀轴位于垂直于刀具运动方向的平面中，除非指定了前倾角或后倾角在上图中，刀具沿纸张平面切削，该平面垂直于刀具运动方向可能的刀轴圆锥与此平面只有两个交点位置，而侧倾角的标记决定了使用哪个交点。
前倾/后倾角 - 是刀轴与垂直于当前运动方向的平面所成的角正角对应于前倾角（例如，刀轴和运动方向成锐角），而负角对应于后倾角（例如，刀具与运动方向成钝角）图7-17 前倾角和后倾角当使用前倾角或后倾角时，刀轴取决于两个圆锥的交点在下图中，可看到刀轴在纸张平面上方（前倾）或下方（后倾）倾斜图7-18 5 轴，与工件表面成一角侧倾角和前倾/后倾角都是以度测量的，并且必须在 -90 度到 +90 度之间如果“侧倾”角超出此范围，则系统会显示出错消息“前倾角绝对值超出 90 度”，然后必须重新指定侧倾角如果前倾角或后倾角超出上述同一范围，则系统将显示以下出错消息：前倾角/后倾角绝对值超出 90 度显示此消息后，必须重新指定前倾角或后倾角如果两个角都处于允许的范围内但是前倾角或后倾角的绝对值超过侧倾角的绝对值（如下所示），则圆锥间不会相交，并且不可能计算出有效的刀轴如果出现此错误，则系统会显示如下出错消息：前倾角/后倾角绝对值超过侧倾角绝对值出现此消息后，必。