UG零件加工设计型芯电极零件数控编程及加工模拟.docx
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UG零件加工设计型芯电极零件数控编程及加工模拟
型芯电极零件数控编程及加工模拟
摘要：
型芯电极的数控铣削加工程序的编制是成型电极轮廓外形的关键环节，是电极放电加工工艺要求的必要前提。
本文通过对此零件的工艺分析，拟定总体设计方案，并逐步介绍零件的加工操作，以及后处理与仿真，根据加工结果对加工方案进行设计改进和个人设计总结。
一、型芯电极零件的加工工艺性分析与总体设计方案
1.1工艺分析
（1）由于电极放电加工工艺的要求，对电极必须要加工出一个电火花放电间隙。
（2）型芯外壳的内表面，整体需要一定的表面粗糙度，用于外壳的美观和防滑。
（3）不同的平面或不同的曲面的精度加工要求不同，应分别对待。
（4）对小半径曲面等细微之处要进行单独的半精加工或精加工，以免加工不到位。
1.2总体设计方案
（1）型腔铣加工；作为粗加工程序可快速去除零件的毛坯余量，为零件的后续加工做准备。
（2）轮廓粗加工；继续去除粗加工零件后的毛坯余量，重点加工出型芯电极上半部分内平面的轮廓，为零件后续的半精加工或精加工做准备。
（3）深度加工轮廓加工1：
重点加工型芯电极上半部分轮廓，对陡峭曲面进行半精加工。
（4）深度加工轮廓加工2：
重点对型芯电极下半部分外表面加工，精度要求不高。
（5）平面铣加工1：
对零件内部平坦表面进行精度加工。
（6）平面铣加工2：
对零件外部平坦表面进行精度加工，精度不及平面铣加工1。
（7）轮廓区域加工：
对型芯电极的曲面进行精加工。
（8）清根参考刀具加工：
对小半径曲面的清角进行精加工。
二、型芯电极零件加工编程与模拟仿真设计
2.1型芯电极零件的加工操作准备
（1）打开文件，在【标准】工具条中单击【开始】按钮，选择【加工】，弹出【加工环境】对话框，选择合适的加工配置模板后单击【确定】按钮，如图1所示。
（2）在【导航器】工具条中单击【几何视图】按钮，将【操作导航器-几何】设置为几何视图，接着在MCS_MILL中双击，弹出MillOrient对话框，在MCS_MILL对话框中单击【CSYS对话框】按钮，进入CSYS对话框，将【类型】设置为【自动判断】，选择长方体的顶平面，然后单击【确定】按钮退出对话框。
如图2,3,4所示。
图1图2图3图4
（3）在MillOrient对话框中将【安全设置选项】设置为【平面】，单击【指定安全平面】按钮，弹出【平面构造器】对话框。
同样选择长方体的顶平面，在【偏置】文本框中输入“20”，然后单击【确定】按钮退出。
如图5
（4）在【操作导航器—几何】双击WORKPIECE，弹出【铣削几何体】对话框。
单击【选择或编辑部件几何体】按钮，弹出【部件几何体】对话框，选择电极实体后退出；单击【选择或编辑毛坯几何体】按钮，弹出【毛坯几何体】对话框，选择长方体后退出，如图6，7。
图5图6图7
（5）在【插入】工具条中单击【创建刀具】按钮，弹出【创建刀具】对话框，设置刀具的创建类型和名称D12，单击【确定】按钮，弹出【铣刀-5参数】对话框，设置刀具几何参数后退出。
同理，参考这一步操作创建刀具名为D10，D6，D4，R1.5和R1的铣刀.。
如图8、9、10、11所示。
（刀具D12直径参数设置为11.6mm，实际所使用为12mm，是为了在加工过程中将电极单边多加工出0.2mm的火花位，以满足电火花放电加工时的工艺要求。
）
图8图9图10图11
2.2编写型芯电极的加工程序
2.2.1编写型腔铣程序
（1）在【插入】工具条中单击【创建操作】按钮，弹出【创建操作】对话框。
将【类型】设置为mill_contour，【操作子类型】选择CAVITY_MILL按钮，【刀具】选择D12，【几何体】选择WORKPIECE，如图12
（2）单击【确定】按钮，弹出【型腔铣】对话框，将【切削模式】设置为【跟随部件】，【平面直径百分比】设置为65，【全局每刀深度】设置为1。
单击【切削层】按钮，弹出对话框，设置切削层深度，然后单击退出，如图13。
（3）在【型腔铣】对话框中单击【切削参数】按钮，弹出【切削参素】对话框，在其中设置参数如图14、15、16所示后退出。
（4）在【型腔铣】对话框中单击【非切削移动】按钮，弹出【非切削移动】对话框，设置参数如图17所示后退出。
（5）在【型腔铣】对话框中单击【进给和速度】按钮，弹出【进给和速度】对话框，设置参数如图18所示后退出。
（6）在【型腔铣】对话框中单击【生成】按钮，生成刀具路径，如图19所示。
图12图13图14
图15图16图17
图18图19
2.2.2编写轮廓粗加工程序
（1）在【插入】工具条中单击【创建操作】按钮，弹出【创建操作】对话框。
将【类型】设置为mill_contour，【操作子类型】选择CORNER_ROUGH按钮，【刀具】选择D4，【几何体】选择WORKPIECE。
（2）单击【确定】按钮，弹出【轮廓粗加工】对话框，将【平面直径百分比】设置为55，【全局每刀深度】设置为0.2，切屑模式为【配置文件】，单击【选择或编辑修剪边界】按钮，弹出【修剪边界】对话框，将【修剪侧】设置为【外部】，然后选择型腔边界，单击【确定】按钮退出，如图20。
图20
（3）单击【切削参数】按钮，弹出【切削参数】对话框，设置其中参数，如图21,22,23,24。
（4）在【轮廓粗加工】对话框中【非切削移动】按钮，设置其中参数，如图25,26。
（5）在【轮廓粗加工】对话框中单击【进给和速度】按钮，，设置其中参数，如图27。
（6）在【轮廓粗加工】中单击【生成】按钮，生成刀具路径，如图28。
图21图22图23
图24图25图26
图27图28
2.2.3编写深度加工轮廓程序1
（1）在【插入】工具条中单击【创建操作】按钮，弹出【创建操作】对话框。
将【类型】设置为mill_contour，【操作子类型】选择ZLEVEL_PROFILE按钮，【刀具】选择D10，【几何体】选择WORKPIECE。
（2）单击【确定】按钮，弹出【深度加工轮廓】对话框，将【全局每刀深度】设置为0.3。
单击【选择或编辑切屑区域几何体】按钮，弹出【切削区域】对话框，选择所有放电区域的曲面，单击【确定】按钮退出，如图29。
图29
（3）单击【切削参数】按钮，弹出【切削参数】对话框，设置参数，其中【策略】【拐角】如图21、23。
（4）单击【非切削移动】按钮，设置参数如图30所示后退出。
（5）单击【进给和速度】按钮，设置参数，主轴速度为10000，切削速度为2400
（6）在【深度加工轮廓】对话框中单击【生成】按钮，生成刀具路径，如图31
图30图31
2.2.4编写深度加工轮廓程序2
（1）在【操作导航器—几何】选择上一段早已创建的深度加工轮廓程序，右击，在弹出的快捷菜单中选择【复制】命令复制程序，然后将程序粘贴在【操作导航器—几何】中。
（2）双击复制程序，弹出【深度加工】对话框，将【全局每刀深度】设置为1。
单击【选择或编辑切削区域几何体】按钮，选择电极台所有外侧曲面后退出。
如图32。
（3）单击【非切削移动】按钮，设置参数如图33、34所示后退出。
（4）在【深度加工轮廓】对话框中单击【生成】按钮，生成刀具路径，如图35。
图32图35
图33图34
2.2.5编写平面铣程序1
（1）在在【插入】工具条中单击【创建几何体】按钮，弹出【创建操作】对话框。
将【类型】设置为mill_planar，【操作子类型】选择FACE_MILLING按，【刀具】选择D4，【几何体】选择WORKPIECE。
（2）单击【确定】按钮，弹出【平面铣】对话框，将【平面直径百分比】设置为55，【毛坯距离】设置为0【全局每刀深度】设置为0.1。
单击【选择或编辑面几何体】按钮，弹出对话框，选择加工平面，然后单击退出，如图36。
（3）依次打开【切削参数】、【非切削移动】和【进给与速度】按钮，设置其中参数，如图37、38、39、40。
其中主轴速度18000，切削速度7500。
（4）在【深度加工轮廓】对话框中单击【生成】按钮，生成刀具路径，如图41。
图36图37图38
图39图40图41
2.2.6编写平面铣程序2
（1）在【操作导航器—几何】选择上一段早已创建的平面铣程序，右击，在弹出的快捷菜单中选择【复制】命令复制程序，然后将程序粘贴在【操作导航器—几何】中。
（2）双击复制程序，弹出【平面铣】对话框，将【刀具】设置为D6，【平面直径百分比】为65【毛坯距离】设置为0，【每刀深度】设置为0.1。
单击【选择或编辑面几何体】按钮，选择新的切屑区域后退出，如图42。
（3）依次打开【切削参数】、【非切削移动】和【进给与速度】按钮，设置其中参数，如图43、44、45。
（4）在【深度加工轮廓】对话框中单击【生成】按钮，生成刀具路径，如图46。
图40图43图44
图45图46
2.2.7编写轮廓区域程序
（1）选择【格式】/【图层设置】，弹出对话框，在【名称】列选中5和8复选框，将图层内的片体和曲线特征设置为可选状态后退出。
（2）在在【插入】工具条中单击【创建几何体】按钮，弹出【创建几何体】对话框。
将【类型】设置为mill_contour，【几何体子类型】选择WORKPIECE，【几何体】选择MCS_MILL，在【名称】文本框中输入“WORKPIECE_1”，单击【确定】按钮，弹出【工件】对话框。
（3）在【工件】对话框中单击【选择或编辑部件几何体】按钮，弹出【部件几何体】对话框，选择电极实体和两个片体曲面作为部件几何体后退出；单击【选择或编辑毛坯几何体】按钮，弹出【毛坯几何体】对话框，选择长方体后退出。
（4）在【插入】工具条中单击【创建操作】按钮，弹出【创建操作】对话框。
将【类型】设置为mill_contour，【操作子类型】选择CONTOUR_AREA按钮，【刀具】选择R1.5，【几何体】选择WORKPIECE_1。
（5）单击【确定】按钮，弹出【轮廓区域】对话框，单击【选择或编辑切屑区域几何体】按钮，弹出【切削区域】对话框，选择加工区面后退出，如图47。
（6）在【轮廓区域】对话框中选【择驱动方式】为【清根】，单击【编辑按钮】，选择图层8曲线后退出。
（7）依次打开【切削参数】、【非切削移动】和【进给与速度】按钮，设置其中参数，如图、48、49、50、51。
（8）在【轮廓区域】对话框中单击【生成】按钮，生成刀具路径，如图52。
图47图52图48
图49图50图51
2.2.8编写清根参考刀具程序
（1）选择【格式】/【图层设置】命令，弹出【图层设置】对话框，在【名称】列若选中5、8和11复选框，将图层内的特征设置为不可选状态，选中9为可选状态，然后退出。
（2）在【插入】工具条中单击【创建操作】按钮，弹出【创建操作】对话框。
将【类型】设置为mill_contour，【操作子类型】选择FLOWCUT_REF_TOOL按钮，【刀具】选择R1，【几何体】选择WORKPIECE_1。
（3）单击【确定】按钮,弹出【清根参考刀具】对话框，单击【选择或编辑修剪边界】按钮，弹出【修剪边界】对话框，在【过滤类型】设置为【曲线边界】按钮，【修剪侧】设置为【外部】，再选择封闭曲线后退出，然后继续设置【清根参考刀具】对话框中的参数。
如图52、53。
（4）依次打开【切削参数】、【非切削移动】和【进给与速度】按钮，设置其中参数，如图54、55、56。
（5）在【清根参考刀具】对话框中单击【生成】按钮，弹出【手工装配】对话框，在列表框中选择Flow
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