UG数控车加工编程

数控车加工数控车削加工是一种重要的加工方法，主要用于轴类、盘类等回转零件的加工。UG的车加工模块，可以完成零件的初车、精车、车端面、车螺纹和钻中心孔等工艺过程。本文主要介绍各类车削操作的创建方法，参数设置、编辑以及刀具路径的生成和模拟等内容。1．1车削概述在UG中建立回转体类零件的模型后，可在主菜单条上选择Application-Manufacturing菜单选项进入加工程序。

图1-21．创建车削坐标系图1-2对话框中的坐标系模板图标（MCS-SPINDLE），用于设置车削加工坐标系。单击该图标后单击OK或Apply弹图1-3的坐标系设置对话框。设置加工坐标系时，使MCS坐标系和WCS坐标系在同一坐标原点，同时坐标轴方向一致，否则在生成刀具路径时因无法得到切削区域而出现错误显示。加工坐标系也可以操作导航工具中进行编辑。

图1－32．工件的创建方法创建工件时，先根据零件加工的需要，在子类区域中选择几何模板图标；再在ParentGroup下拉列表框中选择父组的几何名称，继承父组的几何属性；然后，在Name文本框中输入在创建的车削几何名称；最后，单击OK或Apply。系统根据所选模板类型，弹出相应的对话框，供用户进行几何对象的定义。

图1－63车削工件的创建（TURNING_WORKPIECE）在图1-2对话框中，单击车削工件设置图标（TURNING_WORKPIECE），弹出如图1-7所示车削工件设置对话框，车削工件的建立包括选择零件、选择毛坯。通常零件继承父节点组（WORKPIECE）的特征，单击编辑边界选项(Edit)，弹出图1-51对话框，可对存在的边界进行删除、添加和偏置蹬操作。毛坯需要从新选择。

图1－7对话框上部（Blank）选项下的Select用于选择毛坯。UG具有参数化毛坯边界设置和复杂轮廓毛坯边界设置两种功能，简单的棒料毛坯和管状毛坯可以采用参数化边界设置，而复杂轮廓毛坯则需在图形窗口中选取毛坯边界。参数化毛坯的设置步骤：首先，选择参数化毛坯的类型（棒料毛坯或管状毛坯），并输入有关的毛坯的长度和直径参数，然后，确定毛坯相对于工件的参考点以及毛坯的放置方向。

图1－9MountingPoisition：该选项用于设置毛坯相对于工件的位置参考点。单击MountingPoisition下面的Select选项，可用弹出的点构造器设置参考点。如果选取的参考点不在工件轴线上时，系统会自动找到该点在轴线上的投射点，然后将棒料毛坯一端的圆心位置与该投射点对齐。PointLocation：该选项用于确定毛坯相对于工件的放置方向。

图1在图1中选择外圆车刀图标，在名称栏内输入要创建的刀具名称，并单击OK或Apply，弹出如图2所示标准车刀参数设置对话框。各参数说明如下。

图21．刀片形状在图2车刀参数设置对话框中，上部各参数用于指定刀片形状和尺寸。（1）ISOInsertShape该下拉列表框用于选择刀片的形状见图3当在该下拉列表框中选择某种形状的刀片时，刀片所对应的草图显示在对话框的顶部，同时在其下方的NoseAngle文本框中显示当前所选刀片的刀尖角。

图3（2）NoseAngle该文本框用于显示或输入刀片的刀尖角，刀尖角是刀片主切削刃与副切削刃的夹角。（3）Nose该文本框用于输入刀尖圆角半径。（4）OrientAngle该文本框用于输入方向角，确定刀杆相对于车床主轴轴线的位置。该角度为刀具的切削刃与加工表面之间的夹角。（5）Size该下拉列表框用于选择刀片尺寸。

图4RadiusID：指定轨迹点刀尖半径ID号，从下拉列表选取，ID号见图5示意图。

图5TrackingPiontPNumber：指定轨迹点P代码，轨迹点P代码共有9种，环绕在选定的刀尖半径周围，从下拉列表选取，P代码示意图见图6。

图6RadiusID、TrackingPiontPNumber与车刀长度补偿值的寄存器号结合在一起指定了选取车刀上那一点作为轨迹点，通常道具轨迹点定义在刀心或刀尖上，方头槽刀可以定义在左侧或右侧的刀心或刀尖上。图5与图6分别是R1_P3_0与R1_P9_0相结合形成的轨迹点，图5采用的是通常所说的刀尖编程，图6采用的是刀心编程。。

图5

图6轨迹点的选择定义完成轨迹点后，在创建具体加工操作菜单中，点击Machine选项，弹出MachineControl对话框，点击DefineTracking选项，弹TrackingSelection对话框见图7，点击轨迹点代码前面方框，就可激活该轨迹点。

图7

UG数控车加工编程

图1－10在图1-10的子类型区域中，显示当前所选车削模板零件包含的操作模板。对于默认的车削模板零件Turning，它提供了多个建立车削操作的模板，各模板说明如表1-1所示。1．2粗车粗车是车削加工的经一道工序，用于切除毛坯的主要加工余量。在图1-10中选取粗车外圆操作模板图标，按前一节的方法选择相关对象后，单击Apply，弹出图1-1所示粗车外圆操作对话框。

图1－12（1）TrimPlanes在图1-12对话框中，径向修剪平面(TrimRadial1,TrimRadial2)和轴向修剪平面(TrimAxial1,TrimAxial2)选项都是用平面限制零件的加工区域，可指定一个或两上修剪平面。

图1－13修剪平面也可以与修剪点结合起来使用，当修剪平面所确定的切削区域与修剪点所确定的切削区域发生冲突时，系统自动将两者的公共区域视为切削区域。（2）TrimPoint该选项通过设置修剪点来约束零件边界限制切削区域。与修剪平面相比，修剪点对切削区域的限制较少，具有更大的灵活性，它不仅可以设置修剪点，而且还可以设置角度限制切削区域。

图1－14（3）Angles该选项用于设置修剪角度，对切削区域进行限制。修剪角度是在各修剪点处按矢量方向将工件边界和毛坯边界联系起来，确定切削区域。切削方向可以沿修剪角度朝修剪点方向，也可以是相反方向。通过设置修剪角度能很方便地对切削区域进行限制。

图1－15（4）CheckGeometry图1-12中该选项用于检查几何，是为了防止刀具沿设定的修剪角度切入工件或离开工件时与工件的某些表面发生碰撞。如图1-13所示，因没有打开检查几何选项，当刀具按照设定的修剪角度进行切削时，将出现与工件相碰现象。当刀具按修剪角切入工件或切出工件时，需打开检查几何选项。

图1－16对话框中各参数说明如下。（1）MinimumArea该参数指定最小切削区域的大小，防止在很小的切削区域中产生不必要的刀具路径。当切削区域小于MinimumArea指定的参数值时，则不产生刀具路径。（2）StartOffset/EndOffet该文本框用于设置切削起始点和终止点的偏移值。如果工件与毛坯边界不相交，系统将自动在工件和毛坯之间加直线段以确定切削区域。

图1－18（2）Inverse该凹形区域加工方式与AsLevel加工方式相反。系统总是按最大的切削深度走刀到凹形区域，然后加工其他的凹形区域，最后加工靠近切削起始点的凹形区域，如图1-19所示。

图1－19（3）Closest该凹形区域加工方式是，先加工靠近刀具当前位置的凹形区域。如果采用Zig-Zag走刀方式，Closest加工方式就非常方便。因系统总是选择靠近当前刀具位置的凹槽先进行加工，这样可以减少刀具空行程时间，从而大大提高加工效率。（4）CutLlater该凹形区域加工方式是，系统总是先加工靠近切削起始点的凹形区域，然后才加邻近的凹槽。

图1－20（5）Omit该凹形区域加工方式是，除靠近切削起始点的凹形区域外，系统将忽略其他凹形区域的加工，如图1-22所示。

图1－211.2.5切削深度图1－8中的CutDepth下拉列表框（如图1－22）用于设置每次走刀的切削深度，对于不同的走刀方式，下拉列表框中的选项有所不同。

图1－22（1）Constant该选项设置切削深度为常量。在切削过程中，系统将按设定切削深度走刀，如果最后一次走刀的余量小于设定值，会将余下的部分一次切除。（2）VariableMaximum该选项通过设置最大值和最小值来确定切削深度的变化范围。如果切削余量大于所设置的最大参数值时，系统将按所设置的最大切削深度进行切削，如果最后一次走刀的余理大于或等天最小切削深度，则将其一次切除。

图1－231．2．6光整表面在粗加工过程中，当采用直线走刀方式时，常见的问题是每次走刀总会在工件表面留下一些刀痕，如图1-24所示。切削深度越大则表面留下的刀痕越深，从而使粗加工表面相当粗糙。光整粗加工表面的方法有两种：清理表面和沿轮廓车削。

图1－241．清理表面清理表面是在每次走刀后，沿零件轮廓表面附加一个走刀运动，切除两次走刀之间的残余材料，从而降低表面粗糙度值，提高表面加工质量。在图1-1中，打开Cleanup选项，在产生刀具路径时，系统会自动在每次走刀后沿工件轮廓表面附加一个走刀运动清理表面，去除表面刀痕。打开该选项后，其右侧的下拉列表框激活，可以选择不同的清理方式（见图1－25）。

图1－25All：清除所有表面的刀痕。SteepOnly：仅清除陡峭面上的刀痕。AllButLevel：除陡峭面外，清除其他表面上的刀痕。LevelOnly：清除所有外圆表面上的刀痕。AllButLevel：除与轴线平行的表面之外，清除其他表面上的刀痕。DownOnly：清除所有端面的刀痕。PerReversal：在清除表面刀痕的过程中依次修光各凹槽表面。

（2）AutoLinear该进刀方式为自动直线进刀方式。采用该进刀方式，刀具根据工件或毛坯起始段和终止段的切削方向进刀，如图1-36所示。.图1-36（3）Vector该进刀方式为矢量进刀方式。可通过输入X值和Y值，确定进刀位置和进刀方向，X、Y值是相对WCS坐标系而言的。单击该图标，可在Vector（X）和Vector（Y）文本框中输入矢量的X、Y分量，见图1-37。

图1-37（4）Angle/Distance该进刀方式为角度和距离方式，通过输入距离值和角度值来确定时刀位置和进刀方向。其所使用的距离值和角度值都是相对于WCS坐标系而言的。如图1-38所示，角度值是以进刀运动的起始点坐标轴正向为基准测量的，逆时针方向旋转为正。单击该图标，可在对话框中的Angle和Distance文本框输入参数。

图1-38（5）RelativeLinear该进刀方式为相对直线方式，通过输入距离值和角度值，设置刀具的进刀方向和起始点。如图1-39所示，与Angle/Distance方式不同，RelativeLinear方式的角度值是以起始段或终止段的切削方向为基准而测量的。单击该图标，可在下面的Angle和Distance文本框中输入参数。

图1-39（6）To/FromaPoint该进刀方式是通过指定进刀起始点来控制进刀运动。如图1-40所示为通过确定进刀起始点来控制进刀运动的示意图。单击To/FromaPoint图标时，会弹出点构造器，引导用户选择点的位置。

图1-40（7）TwoCircles该进刀方式为双圆弧方式，用两段相切圆弧控制进刀运动。它要求输入两段圆弧的半径值，只有切削类型为Level/Blank时才存在这种进刀方式。当单击该图标时，可在1stRadius和2ndRadius文本框中输入相应半径。图1-41所示的是双圆弧进刀方式。

图1-445．轮廓面类型ContourTypes选项用于定义轮廓面的类型。单击该选项，弹出图1-45所示轮廓类型设置对话框，在各选项中输入最大角度和最小角度值，确定轮廓面的角度变动范围。在加工过程中，系统能根据所设置的轮廓面角度变动范围自动判别工件各加工面的类型。图1-45（1）Face该选项用于设置端面的角度变动范围，系统自动将位于该角度范围内的轮廓面视为端面类型。

图1-46（3）ReliefPlunge该选项用于防止加工凹槽时划伤工件表面。加工稍大的凹槽时，如果切槽切具径向进刀然后进行水平切削，可能会因为切削力作用使刀具发生偏斜而划伤工件。勾选该选项，并输入偏离值，则在第一次垂直进刀之后，系统自动偏离工件表面一定距离，设置附加的垂直进刀。这样，可以有效地防止划伤工件表面。

图1-471．RollaroundType下拉列表中Rollaround选项，刀具在遇到拐角时，会以拐角的尖点为圆心，以刀尖圆弧为半径，按圆弧方式加工。图1-48分别为加工直角和钝角时的走刀情况。

1-48图2．ClearType下拉列表中Clear选项，刀具在遇到拐角时，按拐角的轮廓直接改变切削方向。图1-49分别为直角和钝角的加工。

图1-493．RoundType下拉列表中Round选项，刀具将拐角按指定的圆弧半径进行倒圆，切掉尖角部分，产生一段圆弧刀具路径，如图1-50所示。

图1-504．BreakType下拉列表中Break选项，刀具将拐角按指定参数倒角，切掉尖角部分，产生一段直线刀具路径，如图1-51所示。

图1-511．2．10设置加工余量在图1-1中，单击Stock选项，弹出如图1-52所示加工余量设置对话框。在该对话框中，可分别设置粗车余量(RoughStock)、轮廓车削余量(ProfileStock)和毛坯余量(BlankStock)。图1－52（1）Equidistant在该文本框中输入的余量值将应用于所有的加工表面。即所有表面都具有相同的加工余量。

图1-531．切削速度（Speeds）（1）SpindleOutputModeSpindleOutputMode的下拉列表用于指定切削速度的单位。有两种切削速度单位：RPM：每分种多少转。SMM/SFM：表面线速度每分钟多少米/每分钟多少英尺。如果切削速度单位指定为SMM，当加工不同直径的表面时，系统会自动调整主轴的转速，从而保证切削的线速度不变。

图1-561．FromPoint该选项用于加工起始点，设置起始点时，打开对话框中的FromPoint选项，再单击Select，用弹出的点构造器或在图形区用鼠标点取来确定FromPoint的位置。2．MotiontoStartPoint该选项用于设置从起始点运动到起刀点的方式和起始点位置。

图1-58Listby：选择设定点时的坐标系，WCS为零件坐标系，MCS为加工坐标系。MotiontoApproachPoint：设置图1-56中AP1…APn各点之间运动方式，与MotiontoStartPoint的设置方法相同。Select：单击Select弹出点构造器，设置路径上经过的点。FeedRate：用下拉菜单设置图1-56中AP1…APn各点之间运动速度。

图1-594．MotiontoStartofengage:运动到进给起始点的走刀方式，与MotiontoStartPoint的设置相同。5．DeparturePath：设置从退刀点到返回点的运动路径，与ApproachPath的设置相同6．MotiontoReturnPoint/Clearanceplane该选项用于控制刀具从退刀点运动至返回点/安全平面的方式和返回点。

图1-60（2）在主菜单中选择Application－Manufacturing，弹出图1-61所示的加工环境选择对话框。在对话框的上部列表中选择配置文件Lathe，在对话框的下部列表框中选择模板零件Turning，单击Initialize选项，进入加工应用环境。

图1-612．生成工件（1）设置加工坐系单击操作导航工具几何视图图标，显示操作导航工具几何体视图，点击MCS_SPINDLE可对加工坐标系进行编辑。本例采用系统默认的加工坐标系。（2）建立工件双击操作导航工具几何视图中，弹出工件设置对话框，点击与Select在图形轮窗口中选取工件几何体，单击OK生成零件。

图1-62（4）Reversal凹槽的加工方式，选取AsLevel。（5）CutDepth选取Constant方式，将切削深度设为4。（6）Cleanup选取All，表示要求清除所有表面的粗车走刀痕迹。（7）Engage/Retract单击Engage/Retract下面的Settings选项，弹出图书1-27所示的进退刀设置对话框。

图1-635．车端面（1）进入车端面加工模板单击操作创建图标，弹出创建成操作对话框。在创建操作对话框中选择端面加工操作模板图标，程序组选取NC_PROGRAM,几何体选取TURNING_WORKPIECE，加工方法选取LATHE_ROUGH，刀具选取OD_55_L，名称为FACING，刀具轨迹点选择R1_P9，刀心编程。然后单击OK，进入端面车削操作对话框。

图1-64（4）CutDepth将切削深度设置为VariableAvg方式，并将最小切削深度设为0mm，将最大切削深度设为3mm。（5）Cleanup将该选项设置为All。（6）Stock单击Stock进入加工余量设置对话框，在粗加工余量设置的等距离选项中输入0.5，然后单击OK，返回端面参数设置主菜单。（7）FeedRates单击FeedRates可弹出进给量设置主菜单。

图1-651．3精车1.3.1．精车操作的创建方法精车加工的创建方法与粗车加工基本相同，现将不同的选项说明如下。（1）SpringPasses该选项指定精车走刀后的光刀次数。如果该项设为零，则只进行一次走刀，切除全部加工余量，而不进行光整走刀；如果该选项设为大于或等于1的整数，则在切削第一刀后，会增加设置次数的光整走刀。（2）Alternate该选项指定是否往返走刀。

图1-67（3）SpringPasses设置光刀次数为0（4）其它参数设置参考粗车与车端面操作设置（7）Generate单击刀具路径生成图标(Generate)、即可在图形窗口中显示如图1-68所示的刀具路径。单击OK，退出精加工参数设置菜单。

图1-681．5车槽车槽包括车外圆槽、内孔槽以及端面环槽。如图1-84所示为外圆槽的加工，在切槽时，可以采用沿轴向走刀方式逐层切削，也可以采用径向进刀方式进行切削。外圆车槽、内孔车槽和端面车槽的操作对话框中各选项基本相同，现仅以外圆车槽为例进行说明。1．5．1车槽参数设置建立车槽操作的顺序：首先创建加工方法、创建切槽刀具和加工操作，然后进入操作对话框进行参数设置。

图1-2．建立操作单击操作创建图标，弹出创建操作对话框见图1-10，在对话框中选取粗车加工操作模板图标，程序组选取NC_PROGRA,几何体选项中选取TURN_WORKPIECE，加工方法选项中选取LATHE_GROOVE，名称为LATHE_GROOVE_OD；最后单击OK或Apply，弹出图1-000所示的槽加工操作对话框。

图1-851．6孔加工车床上可以进行钻孔、扩孔、铰孔以及攻螺纹等孔加工操作。在车床上加工的孔，基本上是加工中心线在工件回转轴线上的孔。1．6．1钻孔单击图1-7中钻孔操作模板图标(CENTERLINE_DRILLING)，并选择程序组、加工几何、刀具、加工方法和操作名称，其中加工几何只需包含毛坯信息。然后，单击Apply，弹出如图1-97所示钻孔操作对话框；其主要参数设置说明如下。

图1-98Depth：直接输入钻孔深度。选择该选项时，可在后面文本框中输入深度值。系统根据输入的深度值，确定钻孔的终点位置。EndPoint：通过指定钻孔的终点位置来确定点钻深度。选择该选项时，会弹出点构造器，可指定钻孔的终点位置。CrossHoleDate：指定交叉孔的参数来确定钻孔的终点位置。

图1-99CrossHole：通过选取以存的孔或圆弧来确定钻孔的终点位置。ShoulderDepth：指定钻孔的总深度，见图1-101

图1-101CountersinkDiameter：给定沉头孔直径来确定钻孔深度。见示意图1-102

图1-1023．ChipRemoval在孔的加工中有DrillDeep和DrillBreakChip两种加工方法可以设置排屑的方式，在IncrementType下拉列表中有两个选项，见图1-103。图1-103Constant：每次进刀深度为固定值。选取该选项时，在ConstantIncrement文本框指定每次进刀深度。Variable：每次进刀的深度为变量。

图1-1051．7车螺纹点击选螺纹加工操作模板图标，并单击Apply，弹出如图1-106所示螺纹操作对话框。

图1-1061．7．1设置螺纹参数图1-106对话框上部ThreadGeometry组合框中的各选项，用于设置各螺纹参数。1．CrestLine单击图1-106中ThreadGeometry下面的Select选项，在图形区选取螺纹的外径作为牙顶轮廓线（CrestLine）。

图1-10Percentage:用输入剩余加工深度的百分比确定每次走刀的深度。选取该选项，弹出如图1-11所示的对话框。其中各参数的含意是：Percentage为每次进刀深度占剩余加工深度的百分比值；Maximum为进刀深度的最大值；Minimum为进刀深度的最小值。图1-113．NumberofStarts图1-106中NumberofStarts选项用于设置螺纹头数。

图1-12（1）Constant螺距、导程等参数均为常数。只要输入螺距系统就可以自动计算出其他参数的值。（2）Start&End用于定义变螺距螺纹。通过定义起始端和终端的螺距或导程，系统自动计算各参数的变化率。选择该选项，可在对话框中的Start和End文本框中分别输入起始点和终止点的螺距（或导程）。

图1-1032．Groups单击图106中Groups选项，打开刀具选项并单击Select，弹出刀具编辑对话框，然后单击New选项，弹出刀具创建对话框，选取外圆螺纹车模板图标，并单击OK,在弹出的对话框中定制一把螺纹车刀。