李海東，唐漢杰

（江蘇大學，江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

0 引言

隨著我國實體經濟的蓬勃發(fā)展，數控加工技術已經在先進制造業(yè)占據主導地位，雕刻加工也是數控加工的一種，有主軸轉速高、淺切削高進給的特性，廣泛應用于機械制造業(yè)，尤其適用于小五金、藝術品、模具制造等場合。本文結合UG 軟件，簡述了一個人臉裝飾品零件的設計和在雕刻機上進行數控加工的過程。

1 零件建模

設計一個零件，先根據要求在草圖上做出特征曲線，再通過拉伸、掃描等操作做成大致形狀，再修飾成人臉零件。本文的人臉模型被加工表面尺寸為120 mm×100 mm×35 mm。CAD 零件模型包括零件幾何體 PART_MODL、 零件毛坯幾何體PART_BLANK。零件毛坯選擇鋁合金方料，先下好料，然后在普通銑床上銑加工成130 mm×110 mm×40 mm 的長方體毛坯。如圖1 所示左邊、中間為側視正視零件，右邊透明處為毛坯幾何體。

2 工藝分析與應用

由于人臉零件只需加工底面和人面部輪廓面，加工位置全部都為向上敞開式，零件的加工工藝性較好。裝夾方式簡單，只需用平口鉗夾持住底座即可，一次裝夾，完成全部加工表面的粗、精銑加工。

3 數控編程

3.1 建立坐標系

編程坐標系與加工坐標系要統(tǒng)一，為了使加工前便于對刀，使用UG 軟件的加工模塊編制程序之前，先要確定零件的編程原點，也就是實際加工工件時工件坐標系的原點，把坐標原點設定在毛坯上表面的中心位置，X 軸平行于長邊，這樣換刀時只需修改Z 軸坐標即可，也便于找正，如圖2 所示。

3.2 零件的底座和人臉部位加工

零件的底座加工分粗銑、精銑兩次，人臉部位比較復雜，需要分粗銑、半精銑、精銑3 次完成。粗加工的目的是選用盡量大的刀具，盡量快的去除大部分加工余量，減小切削力，使精加工余量均布，防止零件變形。精加工的目的是形成零件最終尺寸。

3.3 刀具及切削參數的選擇

在數控雕刻加工中，特別是曲面加工時，由于零件曲面的復雜性，要用到直徑較小的球頭銑刀，進行淺切快進。合理的刀具選擇會直接影響到零件的加工質量、效率和成本。根據實踐經驗和零件的結構特點，設定的刀具及切削參數如表1 所示。

3.4 建立刀具軌跡

在UG 軟件中打開已經建立好的人臉曲面模型，點擊Manufacturing 界面→點Machining Environment→進行環(huán)境初始化→點Geomytry→選Mcs_Mill→點Workpiece→右鍵→選擇Cavity_Mill 設置如表1 所示參數，底部余量留0.2 mm, 側面余量留0.3 mm，進行粗加工。刀軌如圖3 所示。

表1 數控加工刀具及切削參數

由于篇幅所限，這里省略半精銑工步，只列出局部曲面精加工刀具軌跡，具體步驟如下：點擊Manufacturing 界面→Machining Environment→環(huán)境初始化→Creat Operation→CAMCreate→Create Opeation→出現CreateOperation→確定→Type→milling_contour→Subtype→ZLEVEL_PROFILE→選擇→UsedMethod→MILL_ROUGH→OK。第二步→設置ZLEVEL_PROFILE 加工參數選擇Geomery→設置Depth Per Cut 為△h→Cut Order 為Level First→選擇Engage/Retract→選擇Automatic →點選Generate生成曲面加工軌跡，如圖4 所示，選擇Verity 驗證加工軌跡，點擊OK 確認。最后采用模擬功能，對完成的操作進行驗證，確定無誤后，點后處理生成雕刻機需要的NC 代碼。

3.5 數控加工

將粗、精加工NC 代碼分別輸入到數控機床，檢查完程序，對好刀具，確定無誤后，就可以進行數控加工了。

4 結 語

采用三維軟件進行自動編程，大大降低了復雜曲面雕刻編程的難度，同時也提高了雕刻零件的加工質量。在學習自動編程時，要多練習多琢磨，及時做總結，尤其一些具體參數的應用，只有通過長期實踐經驗的積累，才能做出高質量的數控程序。