第一章 基礎知識
1.1 UG NX4.0銑削加工概述
UG NX4.0的製造模塊包括銑削、車削和線切割加工等。通過創建操作，能夠生成各種加工路徑，然後經過後處理產生G代碼程序。可以在加工導航器中觀察和管理工件幾何、刀具、加工方法、操作等參數，多個操作可以共享一組參數。一個加工操作文件包含工件幾何、刀具和後處理等所有信息。所謂工件幾何是指加工表面、加工邊界、工件座標等選項和參數。修改某項參數後，都必須重新生成刀具路徑，否則修改是無效的。加工座標系（MCS）獨立於建模座標系（WCS），刀具路徑相對於MCS生成G代碼程序。
下面以一個綜合實例說明創建一個加工操作的過程。圖中展示了一個長方體毛坯，經過以下過程加工成圖示的工件。
1、 銑削平面Face
2、 挖槽粗加工Rough
3、 精銑牆壁Wall
4、 精銑地板Floor
5、 銑第二個臺階面Face
6、 鑽兩排孔Drill
7、 將工件直立起來裝夾，銑小端面Face
8、 鑽4個孔Drill
9、 銑輪廓Profile
10、 第三次裝夾銑前面和鑽孔Face、Drill。
1.1 進入UG NX4.0加工模塊
首次進入加工模塊，選擇Cam general下面的mill planer平面銑削，初始化進入加工界面。接下來有四項工作可以做：創建刀具、創建工件幾何、創建加工方法和直接創建加工操作。導航器中可選擇刀具視圖、幾何視圖、加工方法視圖和操作視圖來觀察。
創建工件幾何的任務是確定毛坯、工件和工件座標等，具體的加工區域和加工邊界等到後邊的加工操作中確定；創建刀具就是把各個工序用到的刀具，比如平面銑刀、立銑刀和鑽頭等事先創建出來備用；創建加工方法包括粗加工、半精加工和精加工，因加工餘量、加工精度等因素有所不同，一般是默認的。以上三項工作是通用性的，即後續的各個操作都可延用這些設置和參數。創建操作就是產生刀具路徑，上述例子包含11個操作，需要分別創建，但相似的操作可以複製，然後更改少數參數成為一個新的操作。
下圖顯示了三個加工座標，ZM軸向上座標系下有6個操作，默認的刀具方向與ZM方向相同，規定刀具矢量方向是自刀刃部指向刀柄部；ZM向右的座標系用於第7——9的操作；ZM向前的座標系用於第10、11的操作。
創建刀具需要確定刀具參數、刀具材料，必要時還要確定刀柄參數。
1.1 基本概念
計劃加工一個零件時需要做出許多決定，UG軟件幫助你組織、儲存和使用這些信息。主意涉及下列四個方面：首先針對不同精度的表面決定是否採用粗加工、半精加工和精加工，這些稱之為方法（method）；其次是選用機床、刀具、夾具等，這些稱之為工具（tooling）；第三則是決定零件的加工部位、裝夾方式和工件座標系等，稱之為幾何（geometry）；最後是加工順序，不同加工表面的先後順序。下面介紹常用的重要概念。
1.1.1 走刀方式
1） zig—zag：往復平行走刀
當銑削區域不規整時，刀具跟隨輪廓走曲線。因為往復走刀，所以不能定義順銑（climb）還是逆銑（conventional）。但是最後精銑周邊時可定義順銑還是逆銑。如下圖所示。
系統可以分區域銑削，總是跟隨輪廓，留下儘量少的餘料。如下圖所示。
2）zig：單向平行走刀
單向平行銑削，可以指定順銑或逆銑。如下圖所示。
也可分區域進行銑削，刀路兩端的輪廓留下鋸齒狀餘料。如下圖所示。
3）zig with contour：可以執行順銑或逆銑的zig—zag 銑削方式
仔細觀測下圖，第一個循環2—3—4—5，一直執行順銑。第二個循環6（抬刀）—7（跨越）—8（下刀）—9（zag）—10（zig）—11（zag），執行3步順銑。
當加工區域輪廓不規則時，刀具隨著輪廓繞行。如下圖所示。
4）Follow Periphery 跟隨周邊：刀具跟隨切削區域的周邊，形成平行的刀路。可以自內向外，也可自外向內。
跟隨周邊，順銑，自內向外
5）Follow Part 跟隨工件：不僅跟隨切削區域的周邊，也要跟隨內部的島嶼。如下圖所示。
不同情況下，跟隨工件的刀具路徑：下圖中，虛線框表示毛坯；注意工件的形狀，分為四個高度：如下圖所示。
（1） 銑平面facing：從毛坯頂面到零件頂面，level 1以上；
（2） 銑有核的區域Core：外面沒有牆壁，只要中心島，level 1和 level 2之間；
（3） 開式區域Open sided：level 2和 level 3之間；
（4） 挖槽Cavity：level 3和 level 4之間。
5）Profile 僅銑輪廓：跟隨工件，僅僅銑削輪廓。
1.1.1 步進值
步進值是指兩相鄰刀路之間的距離。可以直接指定距離，也可指定刀具直徑的百分比，還可以間接指定殘留波峰的高度，系統自動計算步進值。
1.1.1 吃刀深度
吃刀深度及其最大值的確定方法如下圖所示：
1） 僅地板：一次加工到底面；
2） 地板和島頂：存在島的話，島的頂面和地面各加工一次；
3） 固定深度：總是按照指定深度加工每一層。
1.1.1 刀軸方向
刀軸矢量：從刀尖指向刀柄
默認的刀軸方向與ZM軸相同，也可定義成其它方向。
1） 指向一個點
2） 指向一條直線
3）背離一條直線
4）垂直於工件表面工件表面
1.1.1 切削參數
1）島清根
在跟隨周邊和銑輪廓走刀方式中，選擇“島清根”系統會在每個島周邊增加刀路。如下圖所示。
2）走刀角度
在所有 Zig 和 Zig-Zag刀路類型中均可定義走刀方向的角度。.
可以選擇自定義、也可選擇自動確定走刀方向。如下圖所示。
定義的走刀角度是以建模座標的x軸正向為零度線。
3）切削順序
層優先：首先切削每個區域的同一層，然後再切削下一層 ；
深度優先：先將某個區域一層一層地切削到底面，然後再切削下一個區域。如下圖所示。
4）切削方式
切削方式：順銑limb、逆銑Conventional等
主軸：順時針
切削方向：零度角
第二章 聚甲醛支座零件的加工
2.1 工件的工藝分析
上圖所示零件為醫療儀器——核磁共振上支撐床板的滾輪支座。為了不影響儀器的成像質量，需要採用非磁性材料，所以本零件使用機械性能較好的高分子材料——聚甲醛，英文縮寫POM。
零件毛坯為聚甲醛（POM）板料，厚度30mm，用帶鋸下料：45*92的方塊，每塊毛坯出兩件產品。加工時，毛坯直立裝夾在平口鉗中，在立式加工中心上一次裝夾完成工件的頂面、外輪廓面、挖槽、U形槽、鑽4--2.5孔和攻M3螺紋；然後調頭，加工另一端的所有表面；在鋸床上分離後銑削工件底面，保證高度尺寸。
2.2 銑削加工
2.2.1 用20的立銑刀加工頂面和外輪廓面
鋸床下料的長方體毛坯，頂面餘量1.5mm，外側面餘量在1~2mm，一次加工即可保證精度和表面質量。但是由於外側面高度42mm，需要分兩次切削，每次切削高度為23mm（考慮接刀和最後銑削工件底面的餘量，每次多切削2mm）。所以採用20的立銑刀，既保證足夠的剛度，使加工後的外側面部偏斜，又保證銑削頂面的效率。
進入加工模塊，確定工件座標系，選擇平面銑削加工，選擇工件和加工部位。
選擇刀具：¢20立銑刀；
切削方式：zig—zag 往復切削；
刀具步進百分比：90%，往復一次即可完成。如果選用默認值75%，則往復兩次，降低效率。
其餘參數不變。“確定”後保存本次操作。
用同一把刀加工外側面，進入平面輪廓銑削加工。
使用幾何體：沿用上次的工件座標系
使用刀具：沿用上次的mill，即20的立銑刀。為了便於選擇“部件”，即加工部位，隱藏毛坯和另一工件。
首先選擇“部件”——加工部位。選擇“曲線/邊…”模式，其它參數如圖所示。系統會自動地將所選曲線投影到工件頂面，注意點取四角的小圓弧，否則曲線不封閉。“確定”後呈現封閉的輪廓線。
“隱藏”，即毛坯的輪廓不必選擇，而“底面”則必須選取。底面選在xc-yc平面的下方，偏置-45。主要工件的建模座標xc-yc-zc在毛坯頂面的中心，向下偏置45mm，頂面和底面各留有1.5mm的加工餘量（工件高42）。
主意：UG涉及高度等加工參數依照建模座標確定。
“切削深度”參數，需要把默認的“僅底面”改為“固定深度”，“最大深度：設為23。即分兩次銑削外側面，兩次深度分別為：23和22。
生成刀具路徑，“確定”保存本次操作。
2.2.2 用6mm立銑刀挖槽
因為是平底槽，所以挖槽仍採用平面加工，平面銑削（planer mill）。
首先選擇“部件”，即加工部位。仍然選擇“曲線/邊..”模式，如下圖點選各段曲線。選中的線段自動投影到頂面，形成封閉的曲線邊界。
注意創建邊界對話框中的參數。
類型：封閉的；
