03020104平板零件加工編程任務是自動編程的入門任務，介紹UGNX12.0軟件CAM應用模塊的入門基礎知識，讓讀者熟悉應用UGNX12.0進行自動編程的流程，學會CAM環境的初始化過程，掌握加工環境的設置，工序導航器的使用方法。通過任務實施，使讀者對UGNX數控編程具有初步了解，為后續章節的學習打下基礎，建立學習自動編程的興趣。如圖3-1-1所示平板零件，材料為2A12，其外形尺寸為100×100×20(mm)，型腔中部尺寸為80×80×6R15(mm)，要求加工零件的頂平面和矩形腔。圖3-1-1平板零件模型（1）知識目標工序導航器。加工幾何的創建和編輯工具。刀具的創建和編輯工具。操作的創建工具。（2）技能目標熟練使用工序導航器進行操作的仿真、編輯、后置處理、視圖切換等。能使用加工幾何創建和編輯工具合理定義加工幾何。能使用刀具的創建和編輯工具合理選用并定義切削刀具。通過現代機械加工行業智能化發展現狀和發展趨勢，激發學生技能愛國的歷史使命，學習自動編程的熱情和自信心。當用戶首次進入模型的UGNX12.0加工環境時，系統會自動彈出“加工環境”對話框進行初始化，讓用戶選擇加工模板。選擇不同的加工模板，系統提供的加工方法不盡相同。工具按鈕：選擇“應用模塊”選項卡“加工”工具欄“加工”工具按鈕；菜單項：選擇菜單項【應用模塊】→【加工】→【加工】；快捷鍵:“Ctrl+Alt+M”。如果當前文件是第一次進入加工環境，則此時系統彈出圖3-1-2所示的“加工環境”對話框。三軸銑削加工編程可以使用默認設置即可。（1）加工環境進入（2）命令位置圖3-1-2加工環境對話框選擇不同的CAM會話配置，“要創建的CAM設置”列表中將列出相應可用的CAM設置。一個部件只能存在一種CAM會話配置，在自動編程界面中切換到另一種CAM會話配置時，可以從主菜單選擇【工具】→【工序導航器】→【刪除組裝】刪除當前配置下所生成的所有加工對象，系統重新彈出加工環境對話框進行重新初始化設置。通常情況下選擇“cam_general”選項。1）會話配置“要創建的CAM組裝”選項用來客戶化操作界面。不同的CAM組裝，允許生成的加工對象如操作類型不盡相同。系統允許從一個CAM組裝切換到另一個CAM組裝，但不會刪除原先所生成的加工對象。2）要創建的CAM組裝當初始化完成后，就進入到了CAM操作主界面，如圖3-1-3所示。加工界面和三維建模界面有很多相同的組成部分，這里只介紹不同的部分工序導航器和加工常用的工具欄。（3）加工界面介紹1）工序導航器當進入UGNX12.0的加工環境后，資源條里會出現工序導航器。工序導航器可以在程序順序視圖、機床視圖、幾何視圖和加工方法視圖四個視圖之間切換。在不同的視圖中可以清楚地顯示操作與不同父級之間的樹狀邏輯結構。這些邏輯關系可以體現樹狀結構各節點之間的參數繼承關系。圖3-1-3加工環境2）工具欄CAM環境的默認工具欄如圖3-1-4所示。常用的有刀片、操作、工序、顯示、動畫、工件、GC工具箱、分析等。圖3-1-4加工常用工具通過“工序導航器”能夠管理當前部件的所有操作及其參數，能夠指定在操作間共享的參數組，也可以對操作或組進行復制、剪切、粘貼和刪除等操作。進入加工環境后，工序導航器出現在加工界面的“資源條”里。單擊“資源條”的圖標

，可以打開操作導航器，如圖3-1-5所示。（1）工序導航器的視圖狀態工序導航器有程序順序、加工方法、幾何、機床四種視圖形式，以樹狀結構顯示操作之間的從屬關系。最頂層的節點稱為“父節點”，“父節點”下的節點稱為“子節點”，“子節點”可以繼承“父節點”的參數。圖3-1-5工序導航器（2）工序導航器的用法1）顯示操作與加工幾何、機床刀具、加工方法等的關系；2）顯示操作的相關信息；3）創建加工幾何、刀具、加工方法、程序組的途徑；4）進行操作的移動、復制、編輯及其它轉換操作；5）使用右鍵菜單進行操作更新、確認等操作；6）進行操作后置處理。圖3-1-6工序導航器程序組是用來管理加工操作的有效工具。所創建的程序組用于確定輸出CLS文件或后處理的操作順序。創建程序組的步驟如圖所示。1）創建程序組命令菜單：【插入】【程序】工具按鈕：刀片工具欄“創建程序”工具按鈕。右鍵菜單項：工序導航器中選中對象后使用右鍵菜單項：插入

程序組。2）創建程序組的步驟創建程序組的步驟如圖3-1-7所示。（1）創建程序組使用“刀片”工具欄中的工具按鈕可以快速創建程序組、刀具、幾何體、加工方法組和操作。圖3-1-7創建程序（2）創建刀具1）創建刀具命令菜單：【插入】

【刀具】工具按鈕：刀片工具欄“創建刀具”工具按鈕。右鍵菜單項：工序導航器中選中對象后使用右鍵菜單項：插入

刀具。2）創建刀具方法在UGNX12.0中刀具的創建方法有兩種形式：用戶自定義刀具和從刀具庫調用刀具

。3）從刀具庫中調用刀具圖b）創建刀具圖a）從刀具庫中調用刀具從刀具庫中調用刀具過程如圖a）所示。4）自定義刀具自定義刀具過程如圖b）所示。圖3-1-8創建刀具（3）創建幾何體創建幾何體可定義加工工件、加工坐標系和安全平面等，確定加工范圍。1）創建幾何體命令菜單：【插入】

【幾何體】工具按鈕：刀片工具欄“創建幾何體”工具按鈕。右鍵菜單項：工序導航器中選中對象后使用右鍵菜單項：插入

幾何體。2）創建幾何體實例如右圖3-1-9所示，將加工坐標系放在模型頂面中心上方3mm，安全平面為20mm；將如圖模型定義為加工幾何；毛坯幾何使用包容塊，且在Z+方向留3mm余量。圖3-1-9創建幾何體加工方法允許用戶設置部件余量、公差、進給和主軸速度、刀軌顯示等參數，這些參數可以向下傳遞給組或加工操作。不同的CAM設置，加工方法組及所包含的參數有所不同。一般情況下，用戶可以直接利用默認的加工方法組組織操作，如遇特殊加工工藝要求，用戶可以單擊“刀片”工具欄“創建方法”工具按鈕

創建新的加工方法用來組織操作。單擊“創建方法”工具按鈕后，系統彈出創建方法對話框，如圖3-1-10所示。（4）創建加工方法圖3-1-10創建加工方法加工模塊中常用的加工功能既可以借助工具按鈕調用，也可以使用下拉菜單，及工序導航器中鼠標右健快捷菜單進行操作，其中有些功能僅能使用鼠標右鍵菜單進行操縱。在工序導航器中，在不同位置單擊鼠標右鍵彈出的快捷菜單不完全相同。如圖3-1-11左圖所示為選中操作對象時的右鍵菜單（選中不同的對象，右鍵菜單會稍微有所不同）。圖3-1-11右圖為沒選中對象時的右鍵菜單。圖3-1-11右鍵菜單數控加工編程前，需要對被加工零件進行工藝分析，分析的主要內容包含：1）零件的材料和極限尺寸。明確了零件的材料可以確定加工采用的刀具材料、切削參數。而零件的極限尺寸可以初步確定機床的規格等。2）零件的加工部位。確定零件的加工部位后，加工零件的機床、工藝、夾具、量具就可以得到確定。3）零件加工的最小曲率半徑。分析各加工面的曲率用于確定加工時采用的操作形式、精加工所能使用的最大刀具直徑、走刀模式、進退刀等等參數。4）裝夾方案。零件加工的工藝流程、加工批量、毛坯形狀及尺寸等因素都會在一定程度上影響裝夾方案。而不同的裝夾方案會在一定程度上影響加工工藝和加工效率。5）最大加工深度。加工深度直接影響加工時刀具伸出的最小長度、切削的加工參數及工藝方法。（1）零件工藝分析方法經過分析，該平板零件材料為2A12，容易加工且結構簡單，主要有以下特點：1）極限尺寸為100×100×20mm。形狀規則，可以直接用平口鉗裝夾進行加工。2）加工部位為零件頂面和型腔。3）零件的精度較低。4）零件型腔處的最小凹圓角半徑為15mm。5）型腔底面距離零件頂面6mm，即該零件最大加工深度為6mm。（2）平板加工工藝分析零件數控加工時工藝順序雖然不是唯一的，但都必須以保證零件加工精度要求為基礎，滿足經濟和高效為原則，所以一般采用先基準后其它、先粗后精、先上后下、先易后難的原則進行編排工藝。工藝編排需要確定零件各加工部位的加工順序，每一個部位加工需要的工藝流程，及每一步加工的機床、裝夾、刀具、走刀模式、切削參數、結果測量等要素。（3）零件加工工藝方案編排的要求精加工頂面。型腔粗加工。（4）平板加工工藝方案編排——參考根據工藝編排原則和要求，參考工藝編排方案，編制平板零件的加工工藝，并制作工藝表格，提交到老師指定的位置，參考下表。（5）零件加工工藝方案編排——學生序號工序名稱工序內容刀具V（rpm）F(mmpm)余量刀長1

2

3

表3-1-1工藝方案-學生1）打開文件planar_1.prt，進行加工初始化。使用“應用模塊”選項卡“加工”工具按鈕激活“加工環境”對話框，按如圖3-1-12所示進行設置。單擊“確定”按鈕完成加工初始化

。（1）任務實施操作步驟——參考圖3-1-12加工初始化2）進行環境設置打開“工序導航器”。創建程序組。選擇上邊框條上“程序順序視圖”工具按鈕

，將“工序導航器”轉入“程序順序”視圖，如圖a）所示。選擇“刀片”工具欄“創建程序”工具按鈕

，在系統彈出的“創建程序”對話框中輸入名稱“MY_PROGRAM”，完成創建程序組“MY_PROGRAM”結果如圖b）所示。圖a）創建程序組前程序順序視圖圖b）創建程序組后程序順序視圖（續上）創建刀具。選擇上邊框條上“機床視圖”工具按鈕

，將“工序導航器”轉入“機床”視圖，如圖a）所示。運用課前知識學習中的方法從系統刀具庫中調用刀具ugt0201_018（

30mm可轉位銑刀）。使用手動定義的方法創建刀具D12（直徑

12mm，4刃，刃長25mm，刀長50mm），結果如圖b）所示。圖a）創建刀具前機床視圖圖b）創建刀具后機床視圖圖3-1-13工序導航器—機床視圖（續上）創建加工方法。選擇上邊框條上“加工方法視圖”工具按鈕，將“工序導航器”轉入“加工方法”視圖，如圖a）所示。運用課前知識學習中的方法創建加工方法“MY_MILL_METHOD”，要求“銑削加工”對話框參數設置如圖c）所示。刪除其余方法后結果如圖b）所示。圖a）創建方法前加工方法視圖圖b）創建方法后加工方法視圖圖c）創建方法圖3-1-13創建加工方法（續上）選擇上邊框條上“幾何視圖”工具按鈕，將“工序導航器”轉入“幾何”視圖。運用課前知識學習中的方法設定工件坐標系（要求坐標原點在零件頂面中心上方3mm，安全平面距離XY基準平面15mm），結果如圖a）所示。并將存在的幾何體定義為部件幾何體。然后使用“包容塊”的方式定義毛坯，使得ZM+余量為3mm，如圖b）所示。圖a）定義工件坐標系圖b）定義毛坯圖3-1-14創建加工幾何3）使用“帶邊界面銑”創建頂面加工操作。選擇“創建工序”工具按鈕

，系統彈出“創建工序”對話框，做如圖a）選擇。單擊“確定”按鈕，進入“面銑”對話框，如圖b）所示。圖a）

創建工序對話框

圖b）

面銑對話框圖3-1-15創建頂面加工工序（續上）定義面邊界。在“面銑”對話框中單擊“指定面邊界”按鈕

，系統彈出“毛坯邊界”對話框，選擇方法使用，在繪圖區選擇圖a）所示頂面，定義“面邊界”結果如圖a），單擊“確定”返回“面銑”對話框。將“切削模式”設置為“往復

”。在“面銑”對話框中“切削模式”下拉列表中選擇“

”。生成刀具軌跡。在“面銑”對話框中單擊“操作”選項組下“生成”按鈕

生成刀具軌跡，結果如圖b）。圖a）

指定邊界

圖b）

生成刀具軌跡圖3-1-16加工初始化（續上）單擊“操作”選項組下“確認”按鈕

，系統彈出“刀具可視化”對話框，選擇“3D動態”選項卡，單擊“播放”按鈕

進行加工的仿真，結果如圖3-1-17所示。單擊“確定”按鈕退出仿真狀態，單擊“確定”完成“帶邊界面銑”操作的創建。3-1-17仿真結果4）使用“平面銑”創建腔體加工的操作。選擇“創建工序”工具按鈕

，系統彈出“創建工序”對話框，操作父項設置如圖a）所示。單擊【確定】按鈕，系統彈出“平面銑”對話框。如圖b）所示。

圖a）

創建工序對話框

圖b）

平面銑對話框圖3-1-18創建腔加工工序圖a）

部件邊界

圖b）

底平面圖c）刀具軌跡圖d）仿真結果（續上）定義部件邊界。在“平面銑”對話框中選擇“指定部件邊界”按鈕

，系統彈出“部件邊界”對話框，選擇如圖a）所示腔體底面?！暗毒邆取边x項列表選擇“內側”，單擊“確定”按鈕返回“平面銑”對話框。指定平面銑底平面。在“平面銑”對話框中選擇“指定底面”按鈕

，系統彈出“平面”對話框，選擇如圖b）所示腔體底面，單擊“確定”按鈕返回“平面銑”對話框。生成刀具軌跡。單擊“操作”選項組下“生成”按鈕

生成刀具軌跡，結果如圖c）。腔體銑削操作加工仿真。單擊“操作”選項組下“確認”按鈕

，系統彈出“刀具可視化”對話框，選擇“3D動態”選項卡，單擊“播放”按鈕

進行加工的仿真，仿真結果如圖d）。單擊“確定”按鈕退出仿真，單擊“確定”完成“平面銑”操作的創建。圖3-1-19腔加工圖a）

后處理對話框