?一、什么是型腔銑？

• 核心概念：?型腔銑也是UG CAM中最常用、最基礎的2.5軸銑削工序之一。它的主要目的是高效地移除封閉區域（型腔）或開放區域（型芯）內的大量毛坯材料，通常作為粗加工工序使用。

• 加工原理：?刀具在水平面內（XY平面）沿著定義的切削區域邊界進行輪廓或區域切削，同時在Z軸方向（深度方向）進行分層切削。每一層稱為一個“切削層”。

• 目標：?快速去除大部分余量，為后續的半精加工和精加工工序留下均勻、合適的余量。

• 刀具：?通常使用平底銑刀或圓鼻刀。平底刀效率高，但角落會殘留材料；圓鼻刀能減少角落殘留，但效率略低。大直徑刀具用于快速移除材料，小直徑刀具用于清角或小區域加工。

二、型腔銑的主要應用場景

• 模具型腔、型芯的粗加工。

• 零件內部凹槽、口袋的粗加工。

• 復雜零件外輪廓的粗加工（開放區域）。

• 去除大塊余量，為后續工序做準備。

三、創建型腔銑工序的關鍵步驟

1. 進入加工環境：

   • 打開包含加工部件的NX文件。

   • 確保進入?應用模塊?->?加工?環境。

   • 選擇合適的?CAM?設置（如?mill_contour?）。

2. 創建工序：

   • 在?主頁?選項卡或?工序導航器?中，點擊?創建工序?按鈕。

   • 在類型中選擇?mill_contour。

   • 在工序子類型中選擇?CAVITY_MILL?圖標（通常是一個帶Z軸箭頭的方塊圖標）。

   • 指定程序、刀具、幾何體、方法。

   • 點擊?確定?。

3. 定義幾何體：

   • 指定部件：?選擇最終的零件幾何體。這是必須的，用于生成刀軌和碰撞檢查。

   • 指定毛坯：?選擇毛坯幾何體（可選但強烈推薦）。定義了材料的初始形狀，幫助生成更高效的刀軌，特別是使用基于層的IPW時。

   • 指定切削區域：?選擇要加工的面或區域（可選但常用）。限制加工范圍，避免空走刀。如果不指定，默認加工所有與部件相關的區域。

   • 指定修剪邊界：?定義一個邊界來限制或裁剪刀軌范圍（可選）。

4. 選擇刀具：

   • 從列表中選擇之前創建好的刀具，或點擊?新建?創建新刀具（如D20R1平底銑刀）。

   • 確保刀具參數（直徑、底角半徑、長度）設置正確。

5. 設置刀軌設置（核心參數）：

   • 切削模式：?決定刀具在水平層內的移動方式。常見模式：

      

     • 跟隨部件：最常用。識別所有島和型腔邊界，生成最優化、最安全的刀軌，避免過切。優先沿邊界切削。

     • 跟隨周邊：圍繞切削區域的外輪廓偏置切削。對于簡單形狀效率高，但復雜區域可能產生大量提刀。

     • 往復：高效去除材料，來回直線切削。適用于開放區域或規則形狀，提刀少，但角落易過切，需謹慎使用。

     • 單向/單向輪廓：始終朝一個方向切削，提刀多，效率低，但表面質量相對好（粗加工中意義不大）。

     • 擺線：刀具沿螺旋或圓形路徑切入材料，適合加工深槽或硬材料，減少刀具負荷。

   • 步距：?定義相鄰刀路之間的距離。

     • 恒定：直接輸入固定距離（如刀具直徑的60%-75%）。

     • %刀具平直：輸入刀具直徑的百分比（常用，如65%）。

     • 殘余高度：根據允許的殘留高度計算步距（精加工更常用）。

   • 全局每刀切削深度：?定義Z方向每層的最大切削深度。根據刀具強度、材料硬度、機床剛性設定（如0.5mm – 3mm或更大）。

   • 切削參數：?點擊進入詳細設置：

     • 策略：切削方向（順銑/逆銑），切削順序（深度優先/層優先），精加工刀路等。

     • 余量：設置?部件側面余量（留給精加工的壁余量，如0.3mm）和?部件側面余量（留給精加工的底面余量，如0.2mm）。這是粗加工的關鍵參數！

     • 連接：設置層與層之間、區域與區域之間的移動方式（優化提刀高度、轉移類型）。

     • 空間范圍：處理加工區域中的“島”（凸臺）和毛坯。處理中的工件（IPW）選項非常有用（見下文技巧）。

     • 更多：容錯加工（通常勾選）、邊界逼近等。

   • 非切削移動：?定義刀具在非切削狀態下的移動（進刀、退刀、轉移、避讓）。

     • 進刀類型：常用“螺旋”、“沿形狀斜進刀”、“插削”。設置安全高度、進刀高度、初始進刀等。安全合理的進刀設置至關重要，避免撞刀！

     • 退刀、轉移、避讓：設置安全平面、退刀方式等。

   • 進給率和速度：

     • 設置主軸轉速（S）。

     • 設置切削進給率（F）。

     • 設置逼近、進刀、退刀、移刀等非切削進給率（通常比切削進給快）。

     • 可以計算表面速度和每齒進給量，NX會自動換算S和F。

6. 生成刀軌：?點擊操作對話框頂部的生成按鈕。NX會根據設置計算刀路軌跡。

7. 刀軌可視化與驗證：

   • 重播：動態顯示刀具移動路徑。

   • 2D動態/3D動態：模擬材料去除過程，強烈推薦使用，檢查過切、碰撞、殘留。

   • 過切檢查：專門檢查刀軌是否過切部件。

8. 接受/輸出：?確認刀軌無誤后，點擊確定接受工序。后續可將工序后處理生成機床可執行的NC代碼。

四、型腔銑的關鍵技巧與注意事項

• 合理使用IPW：

  • 無：忽略之前工序的加工結果，基于初始毛坯計算。首次開粗使用。

  • 使用3D：基于上道工序加工后留下的實際毛坯（三維殘留模型）計算當前刀軌。二次開粗（清角）必選，避免空切或切削過多。

  • 使用基于層：基于上道工序的刀軌層計算當前層，計算速度快，但精度不如3D IPW。適合層間關系明確的粗加工。

• 清角策略：?型腔銑開粗后，角落（特別是小于刀具直徑的角落）會殘留較多材料。常用策略：

  • 使用更小直徑的刀具在型腔銑中基于3D IPW進行二次開粗。

  • 使用專門的?深度輪廓加工?或?固定軸輪廓銑?進行角落半精加工/精加工。

• 優化進刀：

  • 避免垂直下刀（插銑除外），優先使用螺旋或斜線進刀，保護刀具和工件。

  • 確保進刀點有足夠空間（如開放區域或預鉆孔）。

  • 設置合理的?最小斜面長度（%刀具直徑）避免在狹窄區域使用斜進刀。

• 避免踩刀：?在層間移動或區域轉移時，確保提刀高度（安全設置）足夠，避免刀具橫跨已加工表面造成損傷。

• 余量設置：?粗加工余量要留足，考慮材料變形、熱變形和后續精加工需求。但也不宜過大，否則增加后續工序負擔。側壁余量通常比底面余量稍大。

• 切削參數優化：?根據材料、刀具、機床性能調整切削深度、步距、進給和轉速。目標是高效去除材料的同時保證刀具壽命和機床穩定性。

五、型腔銑 vs 平面銑

• 型腔銑：?主要處理封閉區域或復雜輪廓區域的分層粗加工。刀軌基于部件和毛坯的3D幾何形狀生成。

• 平面銑：?主要處理開放區域的平面或臺階的加工（粗、精均可）。刀軌基于定義的2D邊界生成，更側重于水平面的加工。對于純平面區域的粗加工，平面銑有時更直觀高效。

六、常見問題與排查

• 刀軌未生成或生成不全：

  • 檢查幾何體（部件、毛坯、切削區域）是否正確定義且無錯誤。

  • 檢查切削參數（如步距過大、切削深度為0）。

  • 檢查毛坯是否完全包含部件。

  • 檢查?處理中的工件?(IPW)設置是否合理（二次開粗時選3D IPW）。

• 過切：

  • 務必進行?3D動態?模擬和?過切檢查。

  • 檢查余量設置是否為負值。

  • 檢查容錯加工是否勾選（通常應勾選）。

  • 檢查刀具定義是否正確（直徑、底R角）。

  • 檢查進刀點是否安全。

• 殘留過多（清角不干凈）：

  • 確認使用了基于3D IPW的二次開粗工序。

  • 檢查二次開粗刀具直徑是否足夠小以進入角落。

  • 檢查步距是否過大。

• 加工效率低（提刀過多、空走刀）：

  • 優化切削模式（優先跟隨部件）。

  • 優化連接參數（轉移類型、最小化提刀）。

  • 合理定義切削區域或修剪邊界，避免加工不需要的區域。

  • 檢查處理中的工件(IPW)設置是否正確（避免重復切空）。

七、總結

型腔銑是UG NX CAM中進行粗加工（尤其是型腔、凹槽）的基石。掌握其核心概念——分層切削、高效去料、留有余量，并深入理解其關鍵參數（切削模式、步距、每刀深度、余量、IPW、進刀）的設置邏輯，是編寫出高效、安全、可靠粗加工程序的關鍵。務必結合3D動態仿真進行驗證，確保萬無一失。通過不斷的實踐和參數優化，您可以充分利用型腔銑為后續精加工打下良好的基礎。

簡單案例流程：

1. 創建程序、刀具（如D16R0.8）、幾何體（WORKPIECE，指定部件和毛坯）。

2. 創建型腔銑工序。

3. 指定幾何體（部件、毛坯已繼承，可指定特定切削區域）。

4. 選擇刀具D16R0.8。

5. 設置：

   • 切削模式：跟隨部件

   • 步距：%刀具平直， 70%

   • 全局每刀深度：1.5mm

   • 余量：部件側面余量=0.3mm， 部件底面余量=0.2mm

   • 進刀：螺旋，直徑=60%， 斜坡角=5°

   • 速度/進給：S=1800rpm, F=1500mm/min (根據實際材料調整)

   • （首次開粗）空間范圍：處理中的工件=無

6. 生成刀軌。

7. 2D/3D動態模擬檢查。

8. 確認無誤后接受工序。

希望這份詳細的講解能幫助您更好地理解和應用UG NX中的型腔銑功能！