0 引言

　　模具是工业生产的基础工艺装备，模具工业是机械工业和高新技术产业的重要组成部分，在国民经济中占重要地位。

　　UG软件广泛应用于通用机械、模具、家电、汽车及航天领域，自从1990年Unigraphics软件进入中国以来，得到了越来越广泛的应用，现已成为我国工业界主要使用的大型CAD／CAE／CAM软件，它融合了线框模型、曲面造型和实体造型技术，是参数化和特征化的CAD／CAM／CAE系统。其加工模块提供了强大的计算机辅助制造功能。对用UG—Modeling或者其他CAD软件建立的实体造型，可在UG加工应用中生成精确的刀具路径。在交互操作过程中，用户可在图形方式下编辑刀具路径，观察刀具的运动过程，并进行加工模拟。生成的刀具路径，可通过后置处理产生用于特定数控机床的程序。

　　UG提供了很多种加工操作。等高轮廓铣和固定轴轮廓铣是其中典型的操作，而且这两个操作可互补使用。以达到所要求的精度。

　　等高轮廓铣是型腔铣的一个子类型，通过切削多个切削层加工零件实体轮廓与表面轮廓。在等高轮廓铣中，除了可以指定零件几何外，还可以指定切削区域几何体作为零件几何的子类型，以便限制切削的区域，如果没有指定切削区域几何，则整个零件几何就被作为切削区域。在创建等高轮廓铣刀具路径期间，系统将追踪零件几何，检验零件几何的陡峭区域，定制追踪的形状，识别可加工的切削区域，并在所有的切削层上不过切零件切削这些区域。

　　固定轴轮廓铣加工是通过选择驱动几何体生成驱动点，将驱动点沿着一个指定的矢量投影到几何体上生成刀位轨迹点，同时检查刀位轨迹点是否过切或超差。如果刀位轨迹点满足要求，输出该点，驱动刀具运动，否则放弃该点。固定轴加工适用于加工一个或多个复杂曲面，根据不同的加工对象，可实现多种方式的精加工。

1 等高轮廓铣和固定轴轮廓铣介绍

　　1.1 等高轮廓铣(Z-Level Milling)

　　所谓精加工，其实和等高粗加工的做法是一样的，只是差别在于粗加工时要保留的余量多一些，每层切削也会比较大一些，等高轮廓铣能够指定陡峭角度，把陡峭区域与非陡峭区域分开。分别来加工陡峭区域和非陡峭区域；通过指定切削区域可以方便的实现对零件部分表面的等高加工；等高精加工不需要设定毛坯，它是沿着工件的外形轮廓进行计算刀路，因为没有毛坯几何，在做动态刀轨验证的时候，像曲面轮廓铣操作一样，可以通过Automatic Blank for Visualize对话框临时指定验证刀轨所需的毛坯几何。它非常适合精加工，在同一个切削区域可以维持刀具在切削过程中始终与工件接触，进退刀参数大大简化，许多切削参数也被取消，没有内部进退刀，这一点特别适合高速铣。

　　当只选工件不选切削区域的时候，就是要加工这个工件上的所有表面，若选了切削区域则是加工所选的区域其他区域不加工，通过设定切削区域我们就可以加工想要加工的局部面，在等高加工中我们把要加工的面分为平坦的面和陡峭的面，等高加工主要用来加工陡峭的面，越陡峭的面加工出来越平滑，越接近工件的外形。这就需要设定加工面的陡峭角度，在图1所示的“陡峭必须”上打勾再输入陡峭角度值，比如输人65度，就是说陡峭角度在0~65之间的面不会去铣，而只铣陡峭角度大于65度的面，生成的刀路如图2所示的陡峭刀路。

　　等高精加工的关键就在此对话框的【切削参数】里，单击此按钮进入切削参数设定对话框，NX4．0版本提供了四种层到层的方式，分别是“使用传递方法”、“直接对部件”、“倾斜于工件”、和“对部件交叉倾斜”，在NX版本以前只有“使用传递方法”，NX版本以后增加了后面的三种方式。

　　1.2 固定轴轮廓铣(Fixd Contour Mill)

　　固定轴轮廓铣的驱动方式很多，有些驱动方法沿指定曲线定义一串驱动点。有些驱动方法则在指定的边界内或指定的曲面上定义驱动点阵列。定义了驱动点。就可用来创建刀轨。选择何种驱动方法与要加工的零件表面的形状及其复杂程度有关。指定了驱动方法，则驱动几何的类型也就确定了。固定轴轮廓铣加工共有10中驱动方法供选择示。

2 综合应用实例

　　图3为一模具凸模，现需要进行精加工。具体操作步骤如下：

　　(1)首先用等高轮廓铣铣削此零件陡峭角度大于60度的面，具体操作如下：

　　1)创建精加工操作

　　选择Create Operation图标，出现图4对话框，选择OK进入ZLEVEL—PROFILE—STEEP对话框。

　　2)设定切削层深度设定Depth Per Cut(Range 1)=0．5

　　3)产生刀具路径

　　选择Generate图标产生刀具路径，观察刀具路径的特点，选择Reject放弃刀具路径，在图形窗I：1中按鼠标右键并选择Refresh刷新屏幕重新产生刀具路径。

　　4)编辑加工深度

　　从Control Geometry区域选择Cut Levels，进入CutLevels对话框。确信已按下Modify Range图标。然后选择边界最大的洋红色平面，观察切削深度的变化，选择OK退回到ZLEVEL—PROFILE—STEEP对话框，选择Generate图标产生刀具路径，观察刀具路径的变化。选择Reject放弃刀具路径并刷新屏幕。

　　5)关闭陡峭区域并重新产生刀具路径在ZLEVEL—PROFILE—STEEP对话框中，使SteepAnde开关为Off，选择Generate图标产生刀具路径，观察刀具路径的变化，选择Reject放弃刀具路径，并刷新屏幕。

　　6)改变刀具在各个切削层之间的移动方式

　　选择Cutting进入Cut Parameters对话框，分别设置Level to Level为Direct on Part、Ramp on Part、StaggerRamp on Part。选择OK退回到ZLEVEL—PROFILE—STEEP对话框，重新产生刀具路径。

　　7)改变陡峭角度

　　设置Steep Angle开关为On，设定Steep Angle=60，设置缝合距离Mege Distance=5，重新产生刀具路径。

　　8)设置最小切削长度

　　设置Minimum Cut Level=15，选择Generate产生刀具路径，观察刀具路径的变化，并选择Refresh刷新屏幕。

　　9)指定Cut Area几何体限制切削区域

　　在Geometry区域选择Cut Area图标，选择Select进入Cut Area对话框，设置Filter Methods为More，进人类选择器对话框，设置过滤颜色为Olive，选择OK退回到Cut Area对话框选择Select．All，所有显示为Olive颜色的面均被选中，选择OK返回到ZLEVEL—PRO—FILE—STEEP对话框，选择Generate产生刀具路径，观察刀具路径的变化。

　　10)指定Trim几何体修剪刀具路径

　　从主菜单中选择Format-Layer Settings，使5层为可选层，从Geometry区域选择Trim图标，并选择Select进入Trim Boundary对话框，按下Filter Type区域的Curve Boundary图标，设置Trim Side为OutSide，选择Chaining，选择任意一条蓝色直线，单击OK返回到ZLEVEL_PROFILE—STEEP对话框，重新产生刀具路径。

　　11)移去Cut Area和Trim几何体

　　在Geometry区域选择Cut Area图标，选择Reselect，按OK跳过警告信息窗口。再选择OK退回到ZLEVEL—PROFILE对话框，从Geometry区域选择Trim图标，并选择Edit进入Trim Boundary对话框。选择Remove移去高亮显示的矩形修剪边界，选择OK退回到ZLEVEL—PROFILE—STEEP对话框，重新产生刀具路径。

　　(2)调用固定轴轮廓铣铣削此零件的陡峭角度在0—60度之间的面

　　1)创建操作

　　从Manufacturing Create工具条中选择Create Operation图标，，选择OK进入FIXED—CONTOUR对话框。

　　2)选择驱动方法

　　设置Drive Method为Area Milling，按OK跳过警告信息，进入Area Milling Method对话框，设置Cut Angle为User Defined，设定Cut Angle=45。，Stepover为Constant，Distance=l，选择OK退回到FIXED—CONTOUR对话框，产生刀具路径，观察刀具路径的特点。

　　3)指定Trim几何体以修剪刀具路径

按下Geometry区域的Trim图标。并选择Select进入Trim Boundary对话框。

　　确信Filter Type区域的Face Boundary图标已按下，关闭Ignore Islands开关，用鼠标选择洋红色平面，选择OK退回到FIXED—CONTOUR对话框并选择Edit进入Trim Boundary对话框，确信洋红色平面的外边界(矩形)高亮显示后，选择Remove移去外边界。设置Trim Side为Outside。打开Stock开关，并设置Stock=-2，选择OK退回到FIXED—CONTOUR对话框，重新产生刀具路径。

　　4)改变驱动参数

　　从Drive Method处选择Area Milling。进入AreaMilling Method对话框。

　　设置Steep Containment为Non—Steep，并设定Steep Angle=650选择OK退回到FIXED—CONTOUR对话框。

　　5)重新产生刀具路径

　　选择Generate图标产生刀具路径，观察到：刀具仅切削小于规定陡峭度的区域选择OK接受生成的刀具路径，刀具路径如图7所示，并观察刀具路径的特点。

3 结束语

　　等高轮廓铣是UGCAM编程人员最常用的编程方法之一，然而，许多编程人员对等高轮廓铣的认识都停留在它的常用铣削方法上。没有充分发挥等高轮廓铣的优势。等高轮廓铣每层都要铣一刀，对于比较陡峭的面这样加工出来的面会比较漂亮，当然，等高轮廓铣也有它自身的缺点，比如说对于平坦一些的面就会出现由于加工不到位。刀痕等原因产生的残料，这种情况下我们再结合加工模块所提供的固定轴轮廓铣操作。只铣平坦的面而陡峭的面不去铣，就会将等高轮廓铣剩下的平坦的面加工出来，可以说固定轴轮廓铣操作弥补了等高轮廓铣操作的缺点，在实际的加工中都是将两者结合起来用，如果能充分理解掌握等高轮廓铣的用法，并根据零件的特点在实际加工中灵活运用，便能够提高生产效率和加工精度，降低编程人员的劳动强度。