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2024年3月15日发(作者：)

第二部分

UG编程随堂讲义

第1章 数控编程技术

1．1 数控编程的基本过程

数控编程是从零件设计得到合格的数控加工程序的全过程,其最主要的任务是通过计算

得到加工走刀中的刀位点，即获得刀具运动的路径。对于多轴加工，还要给出刀轴的矢量。

利用CAD软件进行零件设计，然后通过CAM软件获取设计信息，并进行数控编程基

本过程和内容如图4-1所示。数控编程中的关键技术包括：零件几何建模技术、加工参数合

理设置、刀具路径仿真和后处理技术。

加工毛坯设置

切削方式设置

CAD零件设计

否

满意否？

是

刀具轨迹仿真 刀具轨迹规划

获取CAD零件信息

参数设置

机床/刀具选择

CAD模型完善

后处理，生成NC代码 检查NC代码

图1-1 数控编程的基本过程

1.1.1 零件几何建模

CAD模型是数控编程的前提和基础，其首要环节是建立被加工零件的几何模型。复杂

零件建模的主要技术以曲面建模技术为基础。Mastercam的CAM模块获得CAD模型的方

法途径有3种：直接获得、直接造型和数据转换。

直接获得方式指的是直接利用已经造型好的Mastercam的CAD文件。

直接造型指的是直接利用Mastercam软件的CAD功能，对于一些不是很复杂的工作，

在编程之前直接造型。

数据转换指的是将其他CAD软件生成的零件模型转换成Mastercam专用的文件格式。

1.1.2加工参数的合理设置

数控加工的效率和质量有赖于加工方案和加工参数的合理设置。合理地设置加工参数包

括两方面的内容，即加工工艺分析、规划，以及参数设置。

一．加工工艺分析和规划

加工工艺分析和规划的主要内容包括加工对象的确定、加工区域规划、加工工艺路线规

划、加工工艺和加工方法的确定。

 加工对象的确定指的是通过对CAD模型进行分析，确定零件的哪些部份需要在那种

数控机床上进行加工。选择加工对象时，还要考虑加工的经济性问题。

 加工区域规划是为了获得比较高的加工效率和加工质量，将加工对象按其形状特征

和精度等要求划分成数个加工区域。

 加工工艺路线规划主要是指安排粗、精加工的流程和进行加工余量的分配。

 加工工艺和加工方式主要包括刀具选择和切削方式的选择等。

加工工艺分析和规划的合理选择决定了数控加工的效率和质量，其目标是在满足加工要

求、机床正常运行的前提下尽可能地提高加工效率。工艺分析的水平基本上决定了整个NC

程序的质量。

二．加工参数设置

在完成加工工艺分析和规划后，通过各种加工参数的设置来具体实现数控编程。加工参

数设置的内容很多，最主要的是切削方式设置、加工对象设置、刀具和机床参数设置和加工

程序设置。加工程序设置包括刀具转速、切削用量、进给率、切削间距和安全高度等参数。

这是数控编程中最关键的内容。

1.1.3数控加工程序编制

数控机床程序编制的内容主要包括以下步骤：

一．工艺方案分析

 确定加工对象是否适合于数控加工（形状较复杂，精度一致要求高）

 毛坯的选择（对同一批量的毛坯余量和质量应有一定的要求）。

 工序的划分（尽可能采用一次装夹、集中工序的加工方法）。

二．工序详细设计

 工件的定位与夹紧。

 工序划分（先大刀后小刀，先粗后精，先主后次，尽量“少换刀”）。

 刀具选择。

 切削参数。

 工艺文件编制工序卡（即程序单），走刀路线示意图。程序单包括：程序名称，刀

具型号，加工部位与尺寸，装夹示意图

三．编写数控加工程序

 用MasterCAM设置编出数控机床规定的指令代码（G，S，M）与程序格式。

 后处理程序，填写程序单。

 拷贝程序传送到机床

 程序校核与试切。

1.1.4 刀具路径仿真

由于零件形状的复杂多变以用加工环境的复杂性，为了确保程序的安全，必须对生成的

刀具路径进行检查。主要检查的内容有加工过程中的过切或欠切、刀具与机床和工件的碰撞

问题。CAM模块提供的刀具路径仿真功能能够很好地解决这一问题。通过对加工过程的仿

真，可以准确地观察到加工时刀具运动的整个情况，因此能在加工之前发现程序中的问题，

并及时进行参数的修改。

1.1.5 后处理技术

后处理是数控编程技术的一个重要内容，它将通用前置处理生成的刀位路径数据转换成

适合于具体机床的数控加工程序。后处理实际上是一个文本编辑处理过程，其技术内容包括

机床运动学建模与求解、机床结构误差补偿和机床运动非线性误差校核修正等。

在后处理生成数据程序之后，还必须对这个程序文件进行检查，尤其需要注意的是对程

序头和程序尾部分的语句进行检查。

后处理完成后，生成的数控程序就可以运用于机床加工了。

1-2 顺铣和逆铣的特点及选用原则

一．顺铣和逆铣的特点

（1）逆铣时，每个刀的切削厚度都是由小到大逐渐变化的。当刀齿刚与工件接触时，

切削厚度为零，只有当刀齿在前一刀齿留下的切削表面上滑过一段距离，切削厚度达到一定

数值后，刀齿才真正开始切削。顺铣使得切削厚度是由大到小逐渐变化的，刀齿在切削表面

上的滑动距离也很小。而且顺铣时，刀齿在工件上走过的路程也比逆铣短。因此，在相同的

切削条件下，采用逆铣时，刀具易磨损。

（2）逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所

以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密结合。而顺铣时则不然，由于水平铣削

力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母

间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质

量，而且严重时会损坏刀具。

（3）逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。

（4）顺铣时，刀齿每次都是由工件表面开始切削，所以不宜用来加工有硬皮的工件。

（5）顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些（铣削

碳钢时，功率消耗可可减少5%，铣削难加工材料时可减少14%）

图1-2 顺铣逆铣

二．在什么情况下选用顺铣或逆铣

采用顺铣时，首先要求机床具有间隙消除机构，能可靠地消除工作台进给丝杆与螺母间

的间隙，以防止铣削过程中产生的振动。如果工作台是由液压驱动则最为理想。其次，要求

工件毛坯表面没有硬皮，工艺系统要有足够的刚性。如果以上条件能够满足时，应尽量采用

顺铣，特别是对难加工材料的铣削，采用顺铣不仅可以减少切削变形，降低切削力和功率的

消耗。

1-3 刀具的选择和刀具使用参数的设定

在数控加工中，刀具的选择直接关系到加工精度的高低、加工表面质量的优劣和加工效

率的高低。选用合适的刀具并使用合理的切削参数，将可以使数控加工以最低的加工成本、

最短的加工时间达到最佳的加工质量。

刀具的类型有：平刀、球刀、圆鼻刀、面铣刀、倒角刀等。在模具加工中，比较常用的

是平刀、球刀、圆鼻刀三种类型的刀具。

图1-3 常用刀具类型

一、合理选择加工刀具

选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。刀具直径的选用主要取

决于设备的规格和工件的加工尺寸，还需要考虑刀具所需功率应在机床功率范围内。

1．平面铣削时应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般铣削时，尽量采用二次走

刀加工，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀，每次走刀宽度推荐为刀具直

径的60%-75%。

2．立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。

3．对于要求较高的细小部位的加工，可使用整体式硬质合金刀，它可以取得较高的加

工精度，但是注意刀具悬升不能太大，否则刀具不但容易弹刀，易磨损，而且会有折断的危

险。

4．球刀、圆鼻刀常用于加工曲面和变斜角轮廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工。

镶硬质合金刀具的圆鼻刀多用于开粗。

5．钻孔时，要先用中心钻或球刀进行打中心孔，用以引正钻头。先用较小的钻头钻孔

至所需深度Z，再用较大的钻头进行钻孔，最后用所需的钻头进行加工，以保证孔的精度。

二、切削用量有三大要素

切削深度，主轴转速和进给速度。切削用量的选择总体原则是：少切削，快进给（即切

削深度小，进给速度快）。

三、刀具材料选择

常用的刀具材料有：高速钢、硬质合金。

1．普通硬质白钢刀（材料为高速钢），高速钢刀具易磨损，价格便宜，常用于加工硬度

较低的工件。

2．合金刀具（如钨钢，氮化硼刀具等），硬质合金刀具耐高温，硬度高，主要用于加工

硬度较高的工件，如前模、后模。硬质合金刀具需较高转速加工，否则容易崩刀。硬质合金

刀具加工效率和质量要比高速钢刀具好。

3．涂层刀具（如镀钛等），涂层刀具介于高速钢刀具跟合金刀具之间。

四、常用刀具使用参数参考值

1．常用开粗硬质合金刀（镶刀片类）

品 牌

SECO、三菱

刀具型号

Φ35R5

推荐切深h(mm)

0.6—1

推荐转速rpm

1500

推荐进给mm/min

1500—1800

SECO、三菱

SECO、三菱

SECO、三菱

SECO、三菱

Φ30R5

Φ25R5

Φ20R0.8

Φ16R0.8

0.6—0.8

0.5—0.8

0.3—0.5

0.3—0.5

1500

1500

1800

2000

1500—1800

1500—1800

1200—1800

1200—1800

2．合金钨钢平底刀

刀具型号

Φ12

Φ10

Φ8

Φ6

Φ5

Φ4

Φ3

Φ2

Φ1

推荐进给精（粗） 下刀速率精（粗） 推荐切深h(mm)

1200（1800）

1200（1800）

1200（1800）

1200

1200

1000

800

600

300

600（1000）

600（1000）

600（1000）

600

600

500

500

300

100

0.3—0.6

0.3—0.5

0.2—0.5

0.2—0.3

0.15—0.25

0.1—0.25

0.1—0.2

0.05—0.15

0.05—0.1

推荐转速精（粗）

2500（1800）

2500（1800）

2500（1800）

2500

3000

3000

3000

3500

3500

3．白钢刀（主要用于加工铜公，材料为紫铜）

刀具型号

Φ20

Φ16

Φ12

Φ10

Φ8

Φ6

Φ5

Φ4

Φ3

Φ2

Φ1

推荐进给精（粗） 下刀速率精（粗） 推荐切深h(mm)

1200（1800）

1200（1800）

1200（1800）

1200（1800）

1200（1800）

1200

1200

1000

800

600

300

600（1000）

600（1000）

600（1000）

600（1000）

600（1000）

600

600

500

500

300

100

推荐转速精（粗）

0.3—0.5（0.6—2） 2000（1200）

0.3—0.5（0.6—1.5） 2000（1200）

0.2—0.5（0.5—0.8） 2000（1200）

0.2—0.5（0.5—0.8） 2000（1200）

0.2—0.4（0.3—0.6） 2000（1200）

0.2—0.3

0.2—0.3

0.1—0.25

0.1—0.2

0.05—0.15

0.05—0.1

2000

2500

2500

2500

3500

3500

4．球刀（主要用于钢料和铜公的精加工和半精加工）

刀具型号

Φ20R10

Φ16R8

Φ12R6

Φ10R5

推荐进给精（半

精）

1200（1500）

1200（1500）

1200（1500）

1200（1500）

下刀速率精（半

精）

600（800）

600（800）

600（800）

600（800）

推荐刀间距(mm)

0.3—0.5

0.3—0.5

0.2—0.4

0.2—0.4

推荐转速精（半精）

2000（1500）

2000（1500）

2500（2000）

2500（2000）

Φ8R4

Φ6R3

Φ5R2.5

Φ4R2

Φ3R1.5

Φ2R1

Φ1.5R0.75

Φ1R0.5

1000（1500）

1000（1200）

800（1200）

800

600

500

300

300

500（800）

500（600）

400（600）

400

300

300

100

100

0.2—0.3

0.2—0.3

0.1—0.3

0.1—0.25

0.1—0.2

0.05—0.2

0.05—0.1

0.05—0.1

3000（2000）

3000（2000）

3000（2000）

3000

3500

3500

3500

4000

第2章 UG NX6 CAM基础

2

．

1 UG NX CAM

简介

UG NX 是美国UGS公司PLM产品的核心组成部分。它是一个CAD/CAM/CAE三大

系统紧密集成的大型软件。UG NX是当前汽车、摩托车、航空航天、机械械制造、模具等

行业中应用最广的CAD/CAM软件之一，而且被越来越多的企业所选用。

UG NX加工模块是功能非常强大的操作相对简便的自动编程方式。应用UG NX可以轻

松编制各种复杂零件的数控加工程序。用户可以根据零件结构、加工表面形状和加工精度要

求选择合适的加工类型。在每种加工类型中包含了多个加工模块，应用各种加工模块可快速

建立加工操作。在交互操作过程中，用户可在图形方式下交互编辑刀具路径，观察刀具的运

动过程，生成刀具位置源文件。并可以用可视化功能，在屏幕上显示刀具轨迹，模拟刀具的

直实切削过程。完成操作创建后，可以应用后置处理功能生成指定机床可以识别的NC程序。

2

．

2

进入加工模块

2.2.1．进入加工模块

在标准工具条应用程序的“开始”按钮的下拉列表中选择“加工”模块，进入加工模块，

如图2-1所示。另处，还可以使用快捷键（Ctrl+Alt+M）进入加工模块。

图2-1 进入加工模块 图2-2 加工环境初始化

提示：

当前工作在加工模块时，打开的文件将直接进入加工模块。

打开的文件原先在加工模块下保存的可直接进入加工模块。

进入加工模块后，可以进行部分建模设计和部件参数的更改。

2.2.2．加工环境设置

进入加工模块时，系统会弹出“加工环境”对话框，如图2-2所示。选择CAM会话配

置和CAM设置后单击“初始化”按钮调用加工配置。

CAM会话配置用于选择加工所使用的要床类别。CAM设置是在制造方式中指定加工

设定的默认值文件，也就是要选择一个加工模板集。选择模板文件将决定加工环境初始化后

可以选用的操作类型，也决定在生成程序、刀具、方法、几何时可选择的父节点类型。在3

轴的数控铣编程中将“CAM会话配置”设置为cam_general，而“CAM设置”为mill_planar

（平面铣）和mill_contour（轮廓铣）。

2

．

3 NX6

加工模块的工作界面

UG NX6加工模块的工作界面如图1-3所示，与建模模块的工作界面相似。

标题栏

标题栏 1.2.菜单栏 3.工具栏

4.提示栏和状态

7．对话框

6.导航按钮与操

作导航器

5.绘图区

图2-3 UG NX的操作界面

1．标题栏

标题栏显示软件版本与使用者应用的模块名称并显示当前正在操作的文件及状态。

2．主菜单

主菜单包含了NX软件所有的功能。它是一种下拉式菜单，按上主菜单栏中任何一个功

能时，系统会将菜单下拉。

3．工具栏

工具栏以简单直观的图标来表示每个工具的作用。单击图标按钮可以启动相对应的UG

软件功能，相当于从菜单区逐级选择到的最后命令。

提示：

主菜单命令选项或工具栏按钮暗显时（呈灰色），表示该菜单功能或选项在当前工作

环境下无法使用。

4．提示栏和状态栏

提示栏位于绘图区的上方，其主要用途在于提示使用者操作的步骤。提示栏右侧为状态

栏，表示系统当前正在执行的操作。

提示：

在操作时，初学者最好能够先了解提示栏的信息，再继续下个步骤，这样可以避免对

操作步骤的死记硬背。

5．绘图区

绘图区是UG的工作区，显示模型以及生成的刀轨等均在该区域。

6．导航按钮与操作导航器

导航按钮位于屏幕的右侧，提供常用的导航器按钮，如操作导航器、实体导航器等。当

单击导航按钮时，导航器会显示出来。

7．对话框

对话框的作用是实现人机交流。对话框可以依需要任意移动。

2

．

4

加工中常用的基础知识

2.4.1 对象的选择

选择对象是最常用的操作，UG NX6中有了一些改进，保留了类选择器，增加了选择过

滤器、选择意向等多种更快捷的控制方式。

UG NX6提供了快捷的选择工具条，如图2-4所示。在其“类型过滤器”的列表框中，

可以指定具体的选择类型，列表框根据不同的环境自动变换内容，使用很方便。

UG NX6还增加了一项功能，在执行拉伸、旋转等命令时，还会自动弹出“选择意图”

工具条，如图2-5所示。

图2-4 类型过滤器 图2-5 选择意图下拉菜单

2.4.2 分析工具

UG NX6的分析功能非常强大，在这里只是从加工的角度出发，介绍几个常用和关键的

命令。在确定加工步骤并决定选择什么刀具之前，以及在加工过程中，都需要对模型 进行

分析和测量，最常用到的是距离的测量，曲线和曲面半径的分析。

1．测量距离

在主菜单中选择“分析-测量距离”命令，则打开距离分析辅助视窗，如图2-5所示。

该功能主要用于测量模型的大小、凹槽的宽度、刀轨的长度等。当在结果显示中的“显示信

息窗口”前打勾，会打开“信息”窗口，在对话框中显示了2D距离，两对象的X，Y，Z

三个轴向上的距离（增量距离）以及两点的坐标。如图2-6所示。其中XC，YC，ZC为工

作坐标，X，Y，Z为绝对坐标。

图2-5 测量距离对话框图 图2-6 信息窗口

1．屏幕距离

在分析辅助视窗中“类型”下拉列表选择“屏幕距离”选项。有时只需要测量大概的距

离，通常是在XY平面上的距离或是深度距离，使用“屏幕距离”较为方便。

2．几何属性的动态分析

在主菜单中选择“分析-几何属性”命令，打开“几何属性”显示框，再在绘图区移动

鼠标，会自动捕捉模型曲面上的点，并在显示框中动态显示该点的信息，如图2-8所示为分

析曲面时所显示的参数。

该命令主要用于分析模型内圆角的半径，模型上任意点的坐标值，以便于确定刀具和设

定加工参数。

2-8 动态分析曲面上的点

3．分析曲面的最小半径

数控加工过程中，在选择刀具之前，必须先分析模型曲面的最小内圆角的半径，用来确

定要选择的最小刀具。选择“分析-最小半径”命令，打开如图2-9所示的“最小半径”对

话框。

此时可以选择模型上的多个曲面进行分析。当选择了对话框中的“在最小半径处创建点”

复选框时，将在最小半径处生成一个点，并用箭头指示。

图2-9 “最小半径”对话框

其他几个选项意义如下。

4．投影距离：测量指定的两点或两个对象在指定的矢量方向上的距离，使用时必须先

定义矢量方向。

5．弧长的测量：测量单个曲线的长度或者多个串联的曲线的总长。

6．分析半径：在屏幕上及时显示所选择的圆或圆弧的半径值。

2．4．3 点构造器

点构造器实际上是用来确定三维空间位置的一个最常用的工具。该命令常常是在执行某

些命令时自动出现在捕捉工具条中的，如图2-10所示，在捕捉工具条中单击点构造器按钮

，则打开“点构造器”对话框，如图2-11所示。

图2-10 捕捉点工具条 图2-11 点构造器对话框

点构造器提供了11种指定点的方法，另外还可以直接输入点坐标值勤来创建点。

1．光标位置：在光标的位置指定一个点位置，该点总是位于光标系的工作平面内，且

Z坐标为0。

2．已存点：在已经存在的点的位置指定一个点位置。

3．终点：在已有直线、圆弧、其他曲线的终点指定一个点位置。

4．控制点：在已有直线、圆弧、其他曲线的控制点位置指定一个点位置。

5．交点：在已有两直线的交点位置或在已有曲线与另一个已有曲面的交点的位置指定

一个点的位置。空间不相交的两条曲线也可以建立交点，是在沿Z轴投影后的交点，且交

点建立在选择的第一条曲线上。

6．圆弧/椭圆/球中心：在已有圆弧、椭圆、椭圆弧、圆、球体或球面的圆心位置指定

一个点位置。

7．圆弧/椭圆上的角度：沿已有圆弧或椭圆弧上的指定圆心角位置指定一个点位置。操

作步骤是：当选择了一个圆或圆弧时，点构造器提示输入角度值，输入角度后，则在选择的

曲线上指定了一个点位置。方位角值是相对于XC轴逆时针方向测量的角度值，可正可负。

8．象限点：在已知圆弧或椭圆的象限点位置指定一个点位置。

9．曲线边上的点：在已有曲线或其他对象边界上指定一个点位置，通过该点到曲线或

边的起始端点的长度点曲线或边总长的百分比的值来确定。

10．曲面上的点：在已有曲面上指定UV方向的百分比的值来确定一个点位置。

2．4．4 平面构造器

平面构造器用于定义一个无限大的平面，它可以作为某些加工对象的参考平面，也可以

作为镜像操作的镜像面。通常用来建立一个临时平面，在某些命令中以平面子功能的形式被

调用。如图2-12所示平面构造器对话框，对话框中提供了12种建立平面的方法，还有建立

与3个主平面平行的平面的方法，下面简要介绍每种方法的操作过程。

图2-12 平面构造器

1．

2．

三点：用点构造器指定三点建立一平面，指定的三点不能共线。

二直线：选择两直线或直线形边界建立一个平面，当两直线不共面时，建立的

平面通过第1条直线，并与第2条直线平行。

3．点，垂直于曲线：与选定的曲线或边界相垂直，并通过指定的点建立一个平面，

所建立的平面与曲线一定有交点。

4．

5．

对象平面：选择一个圆、圆弧或平面形曲线建立一个平面。

CSYS平面：用选定的已存坐标系的XY坐标平面建立一个平面。

6．

合。

7．

现有的平面：在选定的已有平面上建立一个平面，即所建的平面与已有平面重

两个相切面：与选定的两实体表面相切建立一个平面，当与两实体相切的平面

不止一个时，系统会显示不同平面的法向矢量，再选择正确的矢量，则可建立平面。另外，

选择的实体表面必须是圆柱面或球面。

8．点，相切面：与选定的实体表面相刀并通过指定点建立一个平面，当满足条件

的平面不止一个时，系统会显示不同平面的法向矢量，再选择正确的矢量，则可建立平面。

另外，选择的实体表面必须是圆柱面或球面。

9．系数：在指定的坐标系下，指定平面方程AX+BY+CZ=D的4个系数A，B，C，

D来定义一个平面。指定系数后，还要指定一个点来确定平面的显示位置。由指定点向新建

平面作垂直线，垂线与平面的交点即为平面的显示位置。

10．通过点平行：先选择一个已有平面或定义一个平面作为新建平面的参考平行

面，再用点构造器指定一点，新建的平面通过该点与参考面平行。

11．按给定距离平行：先选择一个已有平面或定义一个平面作为新建平面的参考平

行面，再用点构造器指定一点确定新建平面在参考面的哪一侧，并指定一个距离参数，新建

的平面是与参考面平行并在指定侧相隔指定距离的平面。

12．通过直线垂直：先选择一个已有平面或定义一个平面作为新建平面的参考面，

再选择一条直线或直线形边界，新建的平面通过指定的直线并与参考面垂直。

2．4．5 矢量构造器

矢量实际就是一个确定的方向。矢量构造器用于构造一个确定的方向，矢量的各坐标分

量值只用于确定矢量方向，其值大小和矢量方向无确定关系。

矢量构造器不能构造一个独立存在的矢量对象，它在有需要的命令中出现。一旦构造了

一个矢量，在绘图区将显示一个临时的矢量符号。

矢量构造器如图2-13所示，它提供了14种定义矢量的方法，下面逐一介绍。

图2-13 矢量构造器对话框

1．自动判断的矢量：自动判断的矢量方法是指系统根据用户选择的对象的不同，自动

推测一种矢量方法来定义一个矢量。推测的方法是后面的方法中的一中。

2．两个点：两个点方法是指用指定的空间两点的连线来定义的一个矢量，矢量的方向

是从第1个指定的点指向第2个指定点。

3．与XC成一角度：成一角度方法是设定一个基本角的值，该值指在XC-YC平面内指

定与XC轴之间的夹角，定义的矢量就是以XC轴的夹角为基本角的方向。

4．边线/轴矢量：可以选择直线和其他各种曲线，当选择直线时，决定矢量的原点为最

靠近选择端的端点，方向为该直线的方向且远离另一端；当选持为圆、椭圆、二次曲线等时，

定义的矢量是通过这些曲线的中心且与曲线所在平面垂直的矢量。

5．曲线上的矢量：曲线切线矢量方法是指在指定的曲线上的任意位置的切线方向定义

一个矢量。

6．面/平面法向：面/平面法向矢量方法需要选择一个平面形表面或圆柱形表面，定义

的矢量为与选择的表面法线或轴线相平行的方向矢量。

7．XC轴、YC轴、ZC轴、-XC轴、-YC轴、-ZC轴坐标轴矢量：坐标轴矢量方法是

指定工作坐标系WCS的某一坐标轴相平行定义的矢量。

第2章 UG NX编程入门

2

．

1

初始设置

在UG NX中编程的核心部分是创建操作，在创建操作前，有必要进行初始设置，从而

可以更方便地进行操作的创建。初始设置主要是一些组参数的设置，包括程序组、刀具、几

何体、方法等，设置完成这些参数后，在创建操作时就可以直接调用。创建组参数可以在如

图2-1所示的创建工具条上单击相应的图标进行。

创建程序 创建方法

创建刀具 创建几何体

图2-1 创建工具条

2.1.1

操作导航器

操作导航器是各加工模块的入口位置，是让用户管理当前零件的操作及加工参数的一个

树形界面。在UG NX CAM中，操作导航器是一个非常重要的功能。使用该导航器可以完

成加工的多半的工作。本节介绍程序、刀具、几何体和方法视图切换，来定义相关参数及进

行参数共享设置。

在加工模块中，操作导航器提供4种视图，分别通过“导航器”工具栏进行视图切换。

1．程序顺序视图

该视图模式管理操作决定操作输出的顺序，即按照刀具路径的执行顺序列出当前零件中

的所有操作，显示每个操作所属的程序组和每个操作在机床上执行的顺序。每个操作的排列

顺序决定了后处理的顺序和生成刀具位置源文件（CLSF）的顺序。

图2-2 程序顺序视图

在该视图模式下包含多个参数栏目，例如名称、路径、刀具等，用于显示每个操作的名

称以及操作的相关信息。其中在“换刀”列表中显示该操作相对于前一个操作是否更换刀具，

而“路径”列中显示该操作对应的刀具路径是否生成，此外在其他列中显示其他类型名称，

如图2-2所示。

提示：

视图中的参数栏目，可通过右击导航器空白处，然后在打开的菜单中选择“列”|“配置”

选项，然后在打开的“导航器属性”对话框自定义列类型。

2．机床视图

机床视图按照切削刀具来组织各个操作，其中列出了当前零件中存在的所有刀具，以及

使用这些刀具的操作名称，如图2-3所示。其中“描述”列中显示当前刀具和操作的相关信

息，并且每个刀具的所有操作显示在刀具的子节点下面。

图2-3 机床视图

提示：

在机床视图中，可使用同一把刀的所有操作一次性进行后处理，但需要注意的是操作在刀具

子节点下的排列顺序，并且后处理应当以排列顺序为基准。

3．几何视图

在加工几何视图中显示了当前零件中存在的几何组的坐标系，以及这些几何组和坐标系的操

作名称。并且这些操作位于几何组和坐标系的子节点下面。此外，相应的操作将继承该父节

点几何组和坐标系的所有参数，如图2-4所示。操作必须位于设定的加工坐标系子节点下方，

否则后处理的程序将会出错。

图2-4 几何视图

4．加工方法视图

在加工方法视图中显示了当前零件中存在的加工方法，例如粗加工、半精加工、孔等，以及

使用这些方法的操作名称等信息，如图2-5所示。

图2-5 加工方法视图

2.1.2 节点和操作

UG NX6.0加工提供了4种节点，程序节点、刀具节点、几何体节点和方法节点。在操作导

航器中表现为4种视图。在每个视图中，节点都是以树状结构按层次组织起来，构成父子关

系。每个节点之上可以有父节点，其下可以有子节点的操作。

要注意程序和操作是两个不同的概念，操作可以看做是最底层的程序节点，而刀具、几何体、

方法都是操作的主要参数。

使用节点有以下优点。

1．节点这间的结构类似Windows操作系统的档案管理器，可以方便地进行复制、移动、粘

贴等一般的操作。

2．便于数据的共享，多个操作可以共用相同的刀具、方法和几何体。

3．提供了灵活多样的节点管理形式，最终的目的还是对操作的管理。

2.1.3 创建父节点组

创建父节点组是执行数控编程的第一步，也是非常关键的一步。通过创建的父节点组，可存

储加工信息（如刀具数据、进给速率、公差等信息），凡是在父节点组中指定的信息都可以

被操作所继承。在UG NX CAM中，父节点组包含程序、刀具、方法和几休体这4部分数

据内容。

1．创建程序

程序组主要用来管理各加工操作和排列各操作的次序。在加工操作很多的情况下，使用程序

组来管理程序将更为方便。例如要对整个零件的所有操作（包括粗加工、半精加工笔精加工

等）进行后处理，直接选择这些操作所在的父节点程序组进行后处理即可。并且在程序视图

中合理地组织各操作，可在一次后处理时输出多个操作。

单击“导航器”工具栏中的“程序顺序视图” 按钮，可将当前操作导航器切换至程序视

图。然后单击“插入”工具栏中的“创建程序” 按钮，打开“创建程序”对话框。此时

按照如图2-9所示的步骤创建程序父节点，新创建的节点将位于导航器中。

1．选择

该类型

3．单击

确定

2．输入

新名称

显示新建程序组

图2-9 创建程序父节点组

2．创建刀具

在加工过程中，打开需要编程的模型并进入编程界面后，首要的工作就是创建加工过程所需

的全部刀具。刀具是从毛坯上切除材料的工具，在创建操作时必须创建刀具或从刀具库中选

取刀具，否则将无法进行后续的编程加工操作。

在“插入”工具栏中单击“创建刀具”按钮，打开“创建刀具”对话框。在“名称”文

本框中输入刀具类型、名称。接着单击“确定”按钮，打开刀具参数对话框，分别设置刀具

直径、底圆角半径以及其他参数，如图2-10所示。

在“刀具”选项卡可设置刀具的各个参数，其中包括刀具直径、下半径、顶角、刃数长度L

等参数；在“夹持器”选项卡中可创建一个刀柄，并且可设置刀柄圆柱或圆锥，并且可在屏

幕上以图形的方式显示出来，定义刀柄的目的是在刀具运行过程中检查刀柄是否与零件或夹

具碰撞。

1．选择

该类型

2．选择刀具

子类型

2．输入刀

具名称

4．输入刀具

各参数值

图2-10 创建刀具对话框

3．创建加工坐标系

加工坐标系是指定加工几何在数控 床的加工工位，即加工坐标系MCS，该坐标系的原点称

为对刀点。

建立数控加工坐标系是为了确定刀具或工件在机床中的位置，确定机床运动部件的位置及其

运动范围。统一规定数控加工坐标系各轴的含义及其正负方向，可以简化程序编编制，并使

所编写的程序具有互换性。并具可设置安全距离，该距离是刀具从一个刀位点快速运动到下

一个切削点的高度，可定义一个小三角作为当前零件的安全平面。

单击“导航器”工具栏中的“几何视图” 按钮，导航器中将显示坐标系按钮，然后双击

该按钮，可在打开的Mill Orient对话框中设置安全距离，如图2-12所示。

1．双击该选项

4．输入安全

距离值

图2-12 Mill Orient对话框

单击“CSYS”对话框按钮，将打开CSYS对话框，当打开该对话框后，绘图区中的加工

坐标系也将动态显示，可直接拖动坐标系控制点进行定义，也可以选择其中一种坐标系构造

方法来建立新的加工坐标系，如图2-13所示。

指定机床

坐标

图2-13 选择或设置坐标

提示

坐标系是加工的基准，将坐标系定位于适合机床操作人员确定的位置，同时保持坐标系的统

一。机床坐标一般在工件顶面的中心位置，所以创建机床坐标时，最好先设置好当前坐标，

然后在CSYS对话框中选择“参考CSYS”面板中WCS列表项。

3．创建几何体

创建加工几何主要是定义要加工的几何对象，其中包括毛坯结合体、零件几何体、检查几何

和修整几何等。加工几何可以在创建操作之前定义，也可以在创建操作过程中分别指定。

双击导航器中的WORKPIECE选项，将打开“铣削几何体”对话框，如图2-11所示。在该

对话框中的“几何体”面板中可单击指定按钮定义和检查几何体。

图2-11 铣削几何体对话框

（1）指定部件几何体

在平面铣和型腔铣中，部件几何表示零件加工后得到的形状；在固定轴铣和变轴铣中，部件

几休表示零件上要加工的轮廓表面，部件几何和边界共同定义切削区域，可以选择实体、片

体、面、表面区域等作为部件几何。

单击“铣削几何体”对话框中的“指定部件”按钮

指定部件几何体，如图2-12所示。

，然后打开“部件几何体”对话框中

1．单击

该按钮

4．选取该

实体模型

图2-12 部件几何体对话框

在“选择选项”选项组中指定选取对象的类型包括几何体、特征、小平面体3种类型。此外

可在“过滤方式”列表框中限限制与类型对应的可选几何对象类型。当选择类型为几何体时，

可选择视图、片体、曲线等对象作为加工几何，选择“更多”选项将打开“选择方法”对话

框，选择更多的类型作为加工几何；当选择类型为特征时，只能选择曲面区域，当选择类型

为小平面体时，只能选择小平面体作为加工几何。

提示

在操作之前定义的加工几何可以为多个操作使用，但在操作过程中指定的加工几何只能被该

操作使用。如果该加工几何要为多个操作使用，则必须在创建操作之前定义，并作为创建操

作的父节点。

（2）指定毛坯几何

毛坯几何是定义要加工成零件的原材料。定义毛坯的方法与定义零件几何的方法相同。

单击“指定毛坯”按钮，将打开“毛坯几何体”对话框，可在该对话框中指定毛坯几何

体，并选中“自动快”单选按钮，右侧将显示自动块箭头，如图2-13所示。

选中该单

选按钮

图2-15 指定毛坯几何体

毛坯几何体的定义方法和加工几何的定义方法一样，但“毛坯几何体”对话框有两个特有选

项，即“自动快”和“部件的偏置”选项。其中选中“自动快”选项，系统将自动以铣削几

何在加工坐标系（MCS）中的极值来确定一个方块几何作为毛坯几何；选中“部件的偏置”

选项，用于加工一些铸件，其特征是以铣削几何所有平面的均匀余量为毛坯几何。

（3）检查几何体

检查几何用于定义在加工过程中刀具要避开的几何对象，防止过切零件，可以定义检查几何

的对象有零件的侧壁、凸台、装夹零件的夹具等。它的定义方法与定义零件几何相同。

单击“检查几何”按钮，将打开“检查几何体”对话框，可指定几何对象为检查几休体，

该对话框中各个选项的使用方法同定义的铣削几何相同。

5．创建加工方法组

在零件加工过程中，为了保证加工的精度，需要进行粗加工、半精加工和精加工几个步骤。

创建加工方法就是为粗加工、半精加工和精加工指定统一的加工公差、加工余量、进给量等

参数。

通常情况下，在操作导航器中单击鼠标右键，然后在打开的快捷中选取择“加工方法视图”

选项。接着在操作导航器中双击“公差”按钮，将打开“铣削方法”对话框。此时可分别设

置部件的余量、内公差和外公差，如图2-16所示。

粗加工 半精加工 精加工

图2-17 创建加工方法组

（1）余量

设置部件余量为当前所创建的加工方法指定加工余量，即零件加工后剩余的材料。这些材料

在后续加工操作中被切除。余量的大小应根据加工精度要求来确定。余量参数还可以单击“继

承”按钮，沿用其他数值，引用后，余量参数与原引用处数值保持相关性，并且引用该

加工方法所有操作都有相同的余量。

（2）公差

内外公差制定了在加工过程中刀具偏离零件表面的最大距离，其值越小则表示加工精度就越

高。其中内公差限制刀具在加工过程中越过零件表面的最大过切量；外公差显示刀具在加工

过程中没有切至零件表面的最大间隙量。

（3）刀轨设置

在该面板中可设置进给量和切削方式，其中单击“切削方法”按钮

中选择加工方式作为当前加工方法的切削方式；单击“进给”按钮

框中设置切削进给率、进刀和退刀等参数值。如图2-18所示。

，可在打开的对话框

，即可在打开的对话

2-18 刀轨设置

2

．

2

型腔铣的子类型

创建操作时，选择“类型”为mill_contour，可以选择多种子类型，如图2-2所示，第

一行6种操作子类型属于型腔铣的子类型。各种类型的说明如表2-1所示。不同的子类型的

加工对象选择、切削方法、加工区域判断将有所差别。

表2-1 型腔铣的子类型

图标

英文

CAVITY-MILL

PLUNGE-MILLING

中文含义

型腔铣

插铣

角落粗加工

残料铣削

等高轮廓铣

角落等高轮廓铣

说明

标准型腔铣

以钻削方法去除材料的铣削加工

清理角落残料的型腔铣

以残余材料为毛坯的型腔铣

切削方式为沿着轮廓的型腔铣

清理角落部位的等高轮廓铣

CORNER-POUGH

REST-MILLING

ZLEVEL-PROFILE

ZLEVEL-CORNER

图2-2 创建操作 图2-3 型腔铣对话框

2.2.1 型腔铣操作的创建步骤

创建一个型腔铣操作，通常需要以下几个步骤。

1．创建型腔铣操作

在“创建操作”对话框中选择“类型”为mill_contour，“操作子类型”为型腔铣 （Cavity

Mill）”,单击“确定”按钮打开“型腔铣”对话框，如图2-3所示。

图2-4 刀具组参数

2．选择几何体

选择几可体可以指定几何体组参数，也可以直接指定部件几何体，以及毛坯几何体、检

查几何体、切削区域几何体、修剪边界，如图2-3所示。

3．选择刀具

在刀具组中可以选择已有的刀具，也可以创建一个新的刀具作为当前操作使用的刀具。

如图2-4所示为刀具组参数。

4．设置型腔铣操作对话框

“型腔铣”对话框的刀轨参数设置界面如图2-5所示。在刀轨设置中直接指定一部分常

用的参数，这些参数都将对刀轨产生影响。如合适的切削方式选择、步进的指定、每一刀的

切削深度等。

图2-5 刀轨设置 图2-6 切削参数对话框

5．刀轨选项设置

如需要可以打开下级对话框进行切削层、切削参数、非切削移动、角控制、进给和速度

等参数的设置，如图2-6所示为切削参数中的余量设置。

提示：

在选项参数中，大部分参数可以按照默认值进行运算，但对于切削层、切削参数中的

余量参数、进给与速度参数等一般都需要进行设置

切削模式

在型腔铣与平面铣操作中，切削模式决定了用于加工切削区域的走刀方式。在型腔铣中

共有7种可用的切削方式。

●往复式切削

往复式切削的刀轨在切削区域内沿平行直线来回加工，往复式切削方法顺铣、逆铣交替

产生，去移除材料的效率较高。

●单向切削

创建平行且单向的刀位轨迹。

●单向带轮廓铣

与单向切削类似，但是在下刀时将下刀在前一行的起始点位置，然后沿轮廓切削到当前

行的起点进行当前行的切削，切削到端点时，沿轮廓切削到前一行的端点。使用该方式将在

轮廓周边不留残余。

●跟随周边

跟随周边通过对切削区域的轮廓进行偏置产生环绕切削的刀轨。跟随周边切削方式适用

于各种零件的粗加工。

●跟随工件

通过对所有指定的部件几何体进行偏置来产生刀轨。跟随工件相对于跟随周边而言，将

不考虑毛坯几何体的偏置。

●摆线

摆线加工通过产生一个小的回转圆圈，从而避免在切削过程中全刀切入时切削材料量的

过大。摆线加工适用于高速加工，可以减少刀具负荷。

●轮廓切削

轮廓切削用于创建一条或者指定数量的刀轨来完成零件侧壁或轮廓的切削。可以用于敞

开区域和封闭区域的加工。轮廓切削加工方式通常用于零件的侧壁或者外形轮廓的精加工或

者半精加工。

6．生成型腔铣操作并检验

在操作对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部的“生成”图标生成刀轨。

对于生成刀具路径，可以从不同角度进行回放，检视刀具路径是否正确合理。如果有明

显错误或者不合理存在，则必须进行参数的修改，再次生成操作并检验。

确认正确后，单击“确定”按钮关闭对话框，完成型腔铣操作的创建。

2.2.2 等高轮廓铣

等高轮廓铣（ZLEVEL-PROFILE）是一种特殊的型腔铣操作，只加工零件实体轮廓与

表面轮廓，与型腔铣中指定为轮廓铣削的方式加工类似。等高轮廓铣通常用于陡峭侧壁的精

加工。

创建等高轮廓铣操作，打开的操作对话框如图2-7所示。从操作对话框来看，等高轮廓

铣的大部分参数与型腔铣是相同的。

1．陡峭空间范围

等高轮廓铣与型腔铣中指定为轮廓铣削的最大差别在于等高轮廓可以区别陡峭程度，只

加工陡峭的壁面，如图2-8所示为陡峭空间范围设置选项。

陡峭空间范围设置为“无”，整个零件轮廓将被加工。

陡峭空间范围设置为“仅陡峭的”，只有陡峭度大于指定陡峭角度的区域被加工，非陡

峭区域才不加工。

图2-7 等高轮廓铣的操作对话框 图2-8 陡峭空间范围

2．切削层

在等高轮廓的切削层选项中，可以选择“最优化”选项，如图2-9所示。使用这一选项，

系统将根据不同的陡峭程序来设置切削层，使加工后的表面残余相对一致。

图2-9 切削层对话框 图2-10 等高轮廓铣的切削策略参数

3．在边上延伸

等高轮廓铣的切削参数与型腔铣的切削参数基本相同，有部分选项是型腔铣所没有的，

另外某些选项在等高轮廓铣时更常用。如图2-10所示为等高轮廓铣的切削策略参数。

选中“在边上延伸”复选框，刀具路径在切削区域上延伸出一段长度，可以确保加工完

整。可以用刀具直径的百分比或者直接指定值来指定刀具路径在边上的延伸长度。

4．在边缘滚动刀具

打开或关闭在边缘滚动刀具可以控制边缘刀具轨迹的出现。

5．层到层

在切削参数中选择“连接”选项卡，如图2-11所示，它与型腔铣有较大的差别。需要

设置层到层的连接方式和层之间的剖切的相关选项。

图2-11 连接参数

层到层用于设置上一层向下一层转移时的移动方式，包括以下4个选项。

（1）使用转换方法：使用非切削运动中设置的传递方法，使用转换方法通常要抬刀。

（2）直接对部件：直接沿着加工表面下插到下一切削层。

（3）沿部件斜进刀：沿着加工表面按一定角度倾斜到下一切削层。

（4）对部件交叉斜进刀：沿着加工表面倾斜下插，但起点在前一切削层的终点。

6．在层之间切削

在层之间切削功能可以在一个等高轮廓铣操作中同时对陡峭区域和非陡峭区域加工。

2

．

3

平面铣的子类型

创建操作时，选择“类型”为mill_planar，可以选择多种操作子类型，如图2-12所示。

不同的子类型的切削方法、加工区域判断将有所差别。各种子类型的说明如表2-2所示。

图2-12 平面铣的子类型

表2-2 平面铣各子类型说明

图标

英 文

FACE-MILLING-AR

EA

PLANAR-MILL

中文含义

表面区域铣

平面铣

面铣削

表面手动铣

平面轮廓铣

跟随零件粗铣

往复式粗铣

单向粗铣

清理拐角

精铣侧壁

精铣底面

螺纹铣

文本铣削

机床控制

自定义方式

说 明

以面定义切削区域的面铣削

基本的面切削操作，用于切削实体上的

平面

切削方法默认设置为手动的面铣削

用平面边界定义切削区域，切削到底平

面

默认切削方法为轮廓铣削的平面铣

默认切削方法为跟随零件铣削的平面

铣

默认切削方法为往复式切削的平面铣

默认切削方法为单向切削的平面铣

使用来自于前一操作的二维IPW，以

跟随部件切削类型时行平面铣

默认切削方法为轮廓铣削，默认深度

为只有底面的平面铣

默认切削方法为跟随零件铣削，默认

深度为只有底面的平面铣

建立加工螺纹的操作

对文字曲线进行雕刻加工

建立机床控制操作，添加相关后置处

理命令

自定义参数建立操作

FACE-MILLING

FACE-MILLING-MA

NUAL

PLANAR-PROFILE

ROUGH-FOLLOW

ROUGH-ZIGZAG

ROUGH-ZIG

FINISH-FLOOR

THEARD-MILLING

PLANAR-TEXT

MILL-CONTROL

MILL-USER

CLEARNUP-CORNE

RS

FINISH-WALLS

平面铣的特点与应用

平面铣是一种2.5轴的加工方式，它在加工过程中产生在水平方向的XY两轴联动，而

Z轴方向只在完成一层加工后进入下一层时才做单独的动作。

平面铣的加工对象是边界，是以曲线/边界来限制切削区域的。它生成的刀轨上下一致。

通过设置不同的切削方法，平面铣可以完成挖槽或者是轮廓外形的加工。平面铣用于直壁的，

并且岛屿顶面和槽腔底面为平面的零件的加工。对于直壁的、水平底面为平面的零件，常选

用平面铣操作做粗加工和精加工，如加工产品的基准面、内腔的底面、敞开的外形轮廓等。

使用平面铣操作进行数控加工程序的编制，可以取代手工编程

2.3.1 轮廓铣

轮廓铣是应用侧壁精加工的一种平面铣，产生的刀轨也与平面铣中选择沿着轮廓方式的

平面铣操作刀轨类似。选择子类型为轮廓铣时，打开的操作对话框如图2-13所示。

图2-13 轮廓铣的操作对话框 图2-14 轮廓铣的切削参数

2.3.2 面铣削

面铣削是一种特殊的平面铣加工，它以面为加工对象。“面铣铣”最适合于切削实体上

的平面，如进行毛坯顶面的加工。

1．毛坯距离与切削深度

毛坯距离定义了要去除的材料总厚度；最终底部面余量定义在面几何体的上方剩余未切

削材料的厚度。

毛坯距离与最终底部面余量的差值为加工的总厚度，当两者的差值为0或者每一刀的深

度为0时，将只生成一层的刀轨。

而毛坯距离与最终底部面余量的差值大于0时，将进行分层加工，从零件表面向上偏置

产生多层多轨。

提示：

设置“切削模式”为“往复切削”，步进使用刀具直径的百分比进行定义，设置“每

一刀的深度”为0，进行单层加工

2．毛坯

在“面铣削”对话框中单击“切削参数”图标，在弹出的“切削参数”对话框中有毛坯

参数组，指定毛坯延展的距离将使刀具在铣削边界上进行延展。

简化形状可以选择凸包或都最小包围盒，通过设置可以将小的角落忽略，成为规则形状，

从而减少抬刀。

图2-15 面铣削对话框 图2-16 切削参数对话框

提示：

切削角选择最长的线。

毛坯使用简化形状，避免可能产生的抬刀。

2

．

4

钻孔加工的子类型

创建操作时，选择“类型”为drill，则显示各种钻孔加工的子类型，如图2-17所示。

钻孔加工操作模板中共有13个模板图标，分别定制各钻孔加工操作的参数对话框。

钻孔加工的子类型中有些是标准的固定循环方式加工；还有一些是按固定循环方式加

工，但是设定了一定的加工范围等限制条件；而另外一些则不是以固定循环方式进行切削加

工的。大部分的子类型只是默认选择了特定的循环类型。

图2-17 创建钻孔操作对话框

表2-3 钻孔加工各子类型说明

图标

英 文

SPOT-FACING

SPOT-DRILLING

中文含义

锪钻

中心钻

钻孔

啄钻

断屑钻

镗孔

铰孔

平底扩孔

埋头钻

攻螺纹孔

螺纹铣

切削控制

自定义切削

说 明

以锪钻方式进行锪孔

主要用来定位，可以钻出精度较高的孔

是通用的钻孔模板

刀具以循环进给率移动至第一个中间

增量处

刀具以循环进给率移动至第一个中间

增量处

利用镗孔方式进行加工

利用铰孔方式进行加工

利用平底扩孔方式进行加工

主要用于加工埋头孔

利用数控机床攻螺纹

用得较少，可用普通机床代替

它只包含机床控制事件

刀轨由自已定制的NX Open程序生成

DRILLING

PECK-DRILLING

REAMING

COUNTERBORING

COUNTERSINKING

TAPPING

THREAD-MILL

MILL-CONTROL

MILL-USER

BREAKCHIP-DRILL

ING

BORING

2.4.1 循环参数设置

选择循环类型后，或者直接单击后边的“编辑”图标，如图2-18所示，将弹出相应的

循环参数设置对话框，如图2-19所示，先设定Number of Sets（参数组数量），然后为每个

参数组设置相关的循环参数。指定循环参数组的个数后，单击“确定”按钮，弹出如图2-20

所示的“Cycle参数“对话框。在该对话框中设置第一个循环参数组中的各参数，单击“确

定”按钮。

图2-18 循环类型 图2-19 指定参数组 图2-20 Cycle参数

1．深度（Depth）

在“Cycle参数”对话框中单击“Depth-模型深度”按钮，弹出如图2-24所示的对话框。系

统提供了6种确定钻削深度的方法。

（1）模型深度：该方法指定钻削深度为实体上的孔的深度。选择模型深度选项系统会自动

算出实体上的孔的深度，作为钻削深度。

提示：

模型深度一般只适用于实体孔的加工，对于非实体孔的钻孔点（如点、圆弧和面上的

孔等），深度将作为零处理。

（2）刀尖深度：沿刀轴方向，按加工表面到刀尖的距离确定钻削深度。选择该深度确定方

法，则弹出“深度”对话框，可在对话框的文本框中输入一个正数作为钻削深度。

（3）刀肩深度：沿着刀轴方向，按刀肩到达位置确定切削深度。使用该方式加工的深度将

是完成直径的深度。

提示：

使用刀尖深度或者刀肩深度时，所输入的深度值为正值，表示沿刀轴方向向下。如输

入负值则会向上。

（4）到底面：该方法沿刀轴方向，按刀尖正好到达零件的加工底面来确定钻削深度。

（5）穿过底面：如果要使刀肩穿透零件加工底面，可在定义加工底面时，用Depth Offset

选项定义相对于加工底面的通孔穿透量。

（6）到所选的点：该方法沿刀轴方向，按零件加工表面到指定点的ZC坐标之差确定钻削

深度。

2．进给率

进给率设置刀具钻削时的进给速度，对应于钻孔循环中的F-。

3．暂停（Dwell）

暂停时间是指刀具在钻削到孔的最深处时的停留时间，对应于钻削循环指令中的P-。

（1）关：该选项指定刀具钻到孔的最深处时不暂停。

（2）开：该选项指定刀具到孔的最深处时停留指定的时间，它仅用于各类标准循环。

（3）秒：该选项指定暂停时间的秒数。

（4）旋转：该选项指定暂停的转数。

4．退刀至（Rtrcto）

退刀至（Rtrcto）表示刀具钻削到指定深度后，刀具回退的高度。有3个选项。

（1）距离：可以将退刀距离指定为固定距离。

（2）自动：可以退刀到当前循环之前的上一位置。

（3）设置为空：退刀到安全间隙位置。

5．步进值（STEP）

STEP值仅用于钻孔循环为标准断屑钻或标准钻，深度方式。表示每次工进的深度值，对应

于钻孔循环中的Q。

2

．

5

固定轴曲面轮廓铣

固定轴曲面轮廓是UG NX中用于曲面精加工的主要加工方式。其刀具路径是由投影驱

动点到零件表面而产生。

固定轴曲面轮廓的主要控制要素为驱动图形，系统在图形及边界上建立一系列的驱动

点，并将点沿着指定向量的方向投影到零件表面，产生刀轨。

固定轴曲面轮廓通常用于半精加工或者精加工程序，选择不同的驱动方式，并设置不同

的驱动参数，将可以获得不同的刀轨形式。

表2-4 固定轴曲面铣说明

图标

英 文

FIXED-CONTOUR

中文含义

固定轴曲面轮廓

铣

说 明

通用的固定轴曲面轮廓铣操作，允许选

择不同的驱动方法和切削方法。经常与

ZLEVEL-PROFILE-STEEP一起使用，

以便在精加工切削区域时控制残余波

峰，刀具轴是+ZM

采用区域驱动方法加工指定的区域，常

用于半精加工和精加工

采用曲面区域驱动，它使用单一驱动曲

面的U-V方向，或者是曲面的直角坐标

网格

流线

与CONTOUR-AREA相同，但只切削

非陡峭区域

采用区域铣削驱动，用于以切削方向为

基础，只切削陡峭区域

CONTOUR-AREA

区域铣削驱动曲

面铣

CONTOUR-SURFAC

E-AREA

STREAMLINE

CONTOUR-AREA-N

ON-STEEP

CONTOUR-AREA-DI

R-STEEP

FLOWCUT-SINGLE 单刀路清根驱动方式，用于精加工

多刀路清根驱动方式，用于精加工

参考前一刀具直径多刀路清根驱动方

式

与FLOWCUT-REF-TOOL类似，用于

高速加工

FLOWCUT-MULTIP

LE

FLOWCUT-REF-TO

OL

FLOWCUT-SMOOT

H

PROFILE-3D

CONTOUR-TEXT

特殊的三维轮廓铣切削类型，其深度

取决于边界中的边或曲线，常用于修

边

文本刻字，用于三维雕刻

2.5.1 边界驱动曲面铣

边界驱动是以边界为驱动几何体生成沿轮廓或者在整个切削区域内加工的曲面铣操作。

可以选择多种切削模式生成不同形状的刀轨。

1．指定驱动几何体

如图2-21所示为“边界驱动方式”对话框。

单击【指定驱动几何体】图标，将打开“边界几何体”对话框，如图2-22所示。边界

选择的方法与平面铣中的边界选择方法相同。通常最常用的选择模式为“曲线/边”。

图2-21 边界驱动方式对话框 图2-22 边界几何体对话框

提示：

在边界选择时，需要特别注意材料侧

驱动几何体的边界选择时，可以选择开放或者封闭的边界；驱动几何体的平面位置将

不影响刀轨的生成。

2．公差

边界几何体选择后，可以设置边界的内外公差。

3．偏置

边界偏置可以设置余量，可以对边界进行偏移。

4．空间范围

空间范围是利用沿着所选择的零件表面的外部边缘生成的边界线来定义切削区域，环与

边界同样定义切削区域。

空间范围可选择“关”（不使用），也可以选择“所有环”或者“最大的环”。选择的部

件空间范围还可以进行编辑，以选择是否使用和刀具位置。

5．驱动设置

边界驱动方式的驱动选项如图2-23所示。

（1） 图样

图样指定走刀方式，它与型腔铣中的切削方式类似，如图2-24所示为图样选项。

图2-23 驱动设置视窗 2-24 图样选项

● 跟随周边：跟随周边产生环绕切削的刀轨。需要指定加工方向——向内或者向外。

● 配置文件：轮廓切削是沿着切削区域的周边生成轨迹的一种切削模式。可以用附加

轨迹选项使刀具逐渐逼近切削边界。

● 平行线：平行线切削生成一系列平行轨迹的切削模式。此选项要求将切削模式指定

为“往复”、“单向”、“单向带轮廓”或“单向步进”，并允许指定一个“切削角”。

● 径向线：径向线切削也可称为放射状切削，由一个用户指定的或者系统计算出来的

优化中心点向外放射扩展而成。

在径向模式下，步距长度是沿着离中心最远的边界点上的弧长进行测量的。另外，在步

进选项中，可以指定角度进给，这是径向线切削路径模式独有的设置参数。

● 同心圆弧：同心圆切削从用户指定的或系统计算出来的优化中心点生成逐渐增大或

逐渐缩小的圆周切削模式。

● 标准驱动：与轮廓方式类似，但允许自相交。

（2） 切削类型

切削类型用于定义行间的转换方式。该选项只能与平行、放射、同心圆方式配合使用，

它包括4个选项。

（3） 图样中心

图样中心用于径向线与同心圆弧主式，通常使用“自动”，系统自动确定最有效的位置

作为路径的中心点。

2.5.2 区域铣削驱动曲面铣

区域铣削驱动曲面铣是最常用的一种精加工操作方式。区域铣削驱动曲面铣充许指定一

个切削区域来生成刀位轨迹。

区域铣削与边界驱动生成的刀轨类似，但是其创建的刀轨可靠性更好，并且可以有陡峭

区域判断及步距应用于部件上功能，建议优先选用区域铣削。通过选择不同的图样方式与驱

动设置，区域铣削可以适应绝大部分的曲面精加工要求。

一．区域铣削驱动参数设置

1．陡峭空间范围

陡峭空间范围可以指定的陡角把切削区域分隔为陡峭区域与非陡峭区域。在陡峭空间范

围中共有3种方法。如图2-26所示。

图2-25 区域铣削驱动方式 图2-26 方法下拉列表

● 无：切削整个区域。不使用陡峭约束，允许加工整个工件表面。

● 非陡峭：切削平缓的区域，而不切削陡峭区域。

● 定向陡峭：切削大于指定陡角的区域。定义切削陡峭区域与切削角有关。

2．图样与切削类型

图样与切削类型和边界驱动方式有相同的选项。

3．步距已应用

可以选择“在平面上”或“在部件上”来应用步距。

● 在平面上：步进是在垂直于刀具轴的平面上即水平面内测量的2D步距，“在平面上”

适用于坡度改变不大的零件加工。

● 在部件上：步进是沿着部件测量的3D步距。可以实现对部件几何体较陡峭的部分

维持理紧密的步进，以实现整个切削区域的切削残余量相对均匀。

2.5.3 清根驱动曲面铣

清根铣削直接在零件的凹角上产生一行或数行刀轨。常用于曲面零件的角落补加工。

清根切削沿着零件面的凹角和凹谷生成驱动路径。清根加工常用来在前面加工中使用了

较大直径的刀具而在凹角处留下较多残料的加工。另外，清根切削也常用于半精加工，以减

速缓精加工时转角部位余量偏大带来的不利影响。

在“固定轴轮廓”对话框中选择驱动方式为“清根”，打开如图2-27所示的对话框，设

置驱动方式对话框中的各个选项后返回操作对话框进行设置并生成刀轨。

图2-27 清根切削驱动方式 图2-28 驱动设置

1．清根类型

在清根驱动方式的驱动设置中，可以选择的清根类型有以下3种方式，如图2-28所示。

（1）单刀路：沿着凹角与沟槽产生一条单一的刀具路径，使用单刀路形式时，没有附

加参数项补激活。

（2）多个偏置：通过指定偏置数目以及相邻偏置间的横向距离，在清根中心的两侧产

生多道切削刀具路径。

（3）参考刀具偏置：参考刀具驱动方法通过指定一个参考刀具直径来定义加工区域的

总宽度，并且指定该加工区中的步距，在以凹槽为中心的任意两边产生多条切削轨迹。可以

用重叠距离选项，沿着相切曲面扩展由参考刀具直径定义的区域宽度。

提示：

在创建操作时，可以选择

作子类型。

自定义模板

根据前面几章的学习可以知道，在创建操作、程序、刀具、几何体、加工方法的对话框中总

是通过选择一种子类型来开始工作，这些子类型就是操作模板和节点模板。其实这些模板可

中的一个，直接指定清根类型的操

以由用户自已创建，可以根据自已的工作特点，建立最符合工作需要的模板。使用自定义模

板可以大提高工作的效率和正确性。

6．1 模板的概念

模板是工件文件中许多操作和节点对象的集合，它包含了了预先定义的参数值，在特定的加

工任务中，能很快并且很容易地定义新的操作和节点。当需要生成一个新的操作和节点时，

由于系统已经建立了标准默认值，因而消除了重复定义参数的烦琐工作。

模板常用子类型图标来表示，它们用于各种“创建”对话框中，模板定义的操作参数包括数

值，如工件的内公差和外公差、进给速度、切削深度等，还可以显示客户化的对象编辑对话

框

第3章 常用刀具

一、分类：

电脑锣用刀种类很多，下面分别作介绍：

（一）A公制：（MM）直径（中）0.5；1.5；2；2.5；3；4；5；6；8；10；12；16；20；

25；30；32；40。

B英制：（1寸=8分25.4mm 1分=3.175mm）直径1/4；1/2；；1/8；3/16；3/8；5/8；

3/4。

（二）材质区分：

A、高速钢刀，有公制和英制，这种刀具最常用，特别是加工铜公，加工模料也常用，这

种刀具也是电脑锣最常用之刀具，价格便宜，易购买，但易磨损，易损耗。进口的高速钢刀

因含有CO，MN等合金，较耐用精度也高，如LBK，YG等。

B、合金刀，亦称CAB刀，刀具是用合金材料制成，耐高温，耐磨损，能加工硬度材料

（如烘焊过的模）这种刀比较贵重，一般都不会大量使用，这种刀因耐高温，所以转速通常

会较高，加工效率及质量都比高速钢要好，但低速时容易崩刀，刀速通常要快。

C、舍弃式刀粒是可以更换的，而刀粒是合金材料做成的，刀粒通常又有涂层，而耐用价

格也便宜，加工钢材最好使用这种刀，刀粒有方、菱形、圆形。方形菱形刀粒只能用二个角，

而圆形刀粒一圈都可以用，当能更耐用一些，常用的有：Φ25*R5；Φ30*R5；Φ32*R5；Φ

32*R6；Φ16*R0.6；Φ20*R0.6；Φ25*R0.8；Φ30*0.8等。还有一种半圆形刀粒，即球形粒。

用于曲面光刀很好用，常用的有R5，R6，R8，R10，R12等。

（三）刀具形状分类：

A、平头锣刀：公制、英制、刀把都有，各种尺寸大小的刀都有。

B、球头锣刀：即R刀，公制、英制、刀把及各种尺寸大小的刀都有，因电脑锣经常要加

工曲面，所以这种刀很常用到。

C、斜度刀：公制、英制都有，这种刀用于加工斜度，有：0.5度；1度；1.5度；2度；

2.5度；3度；4度；5度；8度；10度；15度等。斜度刀的大小以小头大小表示，如Φ10*1

度表示，小头为10的1度刀，这种刀磨过就准再用了。

D、T形刀：因形状似T形命名，用于加工行位槽等。

E、螺纹刀(也称粗皮刀),这种刀专用于开粗,刀侧锋上有波浪纹,易排屑,粗皮刀一般都比较

标准尺寸大,直径3/4的刀,要注意其刀锋直径通常直径有19.3mm.。

二、刀具的选用，上面按各种材料分别叙述

（一）铜、铝：这两种材料比较软，是比较好加工的材料，一般各种刀具都能加工。铜比

较软但韧性大，如果刀不锋利会起毛刺，另外如果不方便螺旋进刀时可以垂直下刀（进刀量

深度小于0.5毫米），一般不会断刀，加工铜料时刀具的转速要高一些，这样走刀速度可以

快，从而提高加工效率。

（二）钢材：钢的种类比较多，下面分三种：

A、如进口王牌，国产45#钢，50#钢，这些材料算比较好加工，用国产的高速钢刀如ATA，

进口的如LBK；STK；YG等都可以方便地加工。

B、硬：如738；P20等，用AIA刀较难加工，用进口的YG刀可以加工，最好用合金刀

或刀把加工。

C、很硬：如718；S136；油钢，及五金模用的合金钢很硬，用AIA刀较难加工，用YG

刀类可以加工，最好用合金刀或刀把加工。

（三）淬火烧焊模料

一般不允许用高速钢刀加工，改用合金刀或刀把加工。

（四）上面是根据加工材料选择刀具种类，但每一种刀具都有大小各种类型的刀，怎

么选用刀的大小与种类呢？

A、尽可能选择大刀，因为大刀刚性好，不易断，加工质量有保证。

B、根据加工深度选刀，深度越身刀要越大，简单地讲深度大于50mm，刀具要大于直

径的1/2，深度大于30mm刀具要大于直径1/4。

C、根据工件大小选刀，工件大的选大刀，则反之。

D、加工钢料尽量选用刀把加工，这种刀刚性好，耐磨，吃刀量大，加工效率高，也

比较经济，是加工刚才的第一选择。

E、根据加工种类选择刀具，开粗用平头锣刀或圆鼻刀（即刀把）；不允许用R刀，光

曲面则尽量用球头刀，用平刀光曲面效率不是很好。

F、根据加工效率选择刀具，如光平面当然要用平刀或圆鼻刀效率高一些，光斜度面

用斜度刀好一些。

三、切削加工参数的选择：

下面所述只是一般情况下的选择，具体加工时情况千变万化，一定要根据材料的硬度，

精度要求及刀具情况调整。

A、外形加工

外形加工是一种常用的，实用又简单的加工方式，一般用平刀、圆鼻刀、斜刀，不

用球刀，开粗时平面进给量可以进到刀具直径的三分之二至四分之三左右深度。

深度H/直

径

直径

0.1

＜1.0

0.1-0.3

1.0-2.0

0.1-0.4

2.0-3.0

0.2-0.5

3.0-5.0

0.3-0.8

5.0-8.0

0.5-1 1.0-2.0

8.0-12.0 ＞12.0

加工铜料H可以取大一些，加工钢料H可以取小一些，上表只是一个大概的范围，实

际加工时应适当变通。

B、挖槽、（POCEET）

挖槽的进刀量和外形差不多，但外形可以在料外边进刀，而挖槽则只能在料上面进

刀。有个下刀的问题，一般情况下是螺旋下刀，或斜线下刀，不允许直接下刀。

C、曲面加工的开粗

所有加工刀具同挖槽一样，平刀或圆鼻刀，不用球刀，平面进刀量同挖槽一样，常

用公差取0.5-0.2。

D、曲面加工的光刀

曲面精加工一般都用平行铣光刀，用刀具为球刀，平刀很少用，如用平刀，一定要

记住不能用负加工余量，变通的办法是将刀的直径设小点，设小加工负余量的2

倍。

E、直纹加工

直纹加工是一种不用做面的加工方法，简单实用是低版本的MASTRCAM的功能，

进刀范围0.1-0.5，可以用球刀或平刀，而平刀亦可以设负加工余量。

F、2D、3D扫描加工。扫描加工是一种简单实用的方法，进刀量范围0.1-0.5。

G、曲面加工放射状加工。进刀量是以角度计算的，角度的大小要换算成平面进刀量

0.1-0.5mm。

H、曲面等高外形加工。应根据工件或图形是否可以用，以为它在X、Y方向不能分

层加工，一般用来锣骨位铜公等。H进刀量0.05-1mm（根据刀具大小而定）。

I、以上八种常用加工刀路的公差及进刀量的选择。下面再从不同刀具大小的公差。

进刀量和直径的关系不是很大：

进刀量

刀径

S

F

0.05-0.2

1.0-2.0

2000-40000

100-300

0.1-0.35

3.0-5.0

1000-2500

500-1000

0.1-0.5

5.0以上

1000-2000

1000-1200

开粗时S可小一些，F可大一些。

以上讲述了刀具的分类，选用及进刀量的选择，下面再简要概述一下仅做参考；

（1） 在适当的情况下，选用大一点的到；

（2） 加工钢料尽量用刀把；

（3） 工件表面要求高则公差进刀量就要下些，走刀速度也要慢一些，反之亦然；

要合理地应用刀具学问是很大的。

第4章 实加工所遇问题分析

一、铜电极与石墨电极加工参数的区别：

操作工加工时不知道铜电极与石墨电极加工参数的区别，如果用错电极程序或者编程

员编程时编错电极材料也看不出来，存在质量隐患。识别铜电极与石墨电极加工参数的区

别主要看脉宽ON的数值， 铜电极加工参数的脉宽要比石墨电极加工参数的脉宽大很多，

不同电流的脉宽数值如下：

1 LN系列：

铜电极电流和脉宽ON对应的数值

当IP = 2 A 时 ON值≥ 40

当IP = 4 A 时 ON值≥ 120

当IP = 6 A 时 ON值≥160

当IP = 9 A 时 ON值≥ 230

石墨电极电流和脉宽ON对应的数值

当IP = 2 A 时 ON值15 ---30

当IP = 4 A 时 ON值 25---50

当IP = 6 A 时 ON值 40---70

当IP = 9 A 时 ON值 45---100

2 MARK系列

铜电极电流和脉宽ON对应的数值

当IP = 2 A 时 ON值≥ 10

当IP = 4 A 时 ON值≥ 14

当IP = 6 A 时 ON值≥16

当IP = 9 A 时 ON值≥ 18

石墨电极电流和脉宽ON对应的数值

当IP = 2 A 时 ON值≥ 8

当IP = 4 A 时 ON值 13

当IP = 6 A 时 ON值 13或30 、32

当IP = 9 A 时 ON值 14 或 30 、32

二、影响加工速度、加工光洁度、加工损耗加工精度的因素

1.影响加工速度的因素

1.1加工条件选择不恰当，用弱加工条件进行粗加工对调；对应底那机火花纹、放电面积选

择合适加工条件。

1.2粗加工工时所留余量过多，粗加工时由于追加量过多而引起与表面精度无关的加工。

1.3加工过程中产生电弧，使加工状态UP、SV、S、JS等加工条件参数改变放电环境。

1.4NC加工后所留余量过大会影响加工速度。

对策：NC加工时，尽量不留很大的余量，技师及时监督对能用NC加工、铣床开粗或能用线

切割加工要合理安排。

1.5电极极性接错而使电极损耗，加工速度缓慢。

对策：设定正确的PL值。

1.6加工液过于陈旧。劣质加工油会使加工速度极其缓慢。

对策：更新加工液，更换周期1次/3年

更换过滤器，更换周期1次/3月。

1.7工作液的液压不适当

喷留压过强回引起放电困难，电极振动而变成不稳定加工，使加工速度缓慢；当抽吸油过强

时，也会引起气中放电，使加工速度缓慢。

对策：加工时，调节油压，使加工达到稳定状态。

2.影响加工光洁度因素

2.1追加量不足，粗加工表面会留有残量；精加工时，加工不出来。

对策：设定适当的追加量，有时会因电极损耗而引起追加量不足，这时可将深度适当加深。

2.2电极表面粗糙在精加工条件下，电极的粗糙二会复制到工件上。

对策：精公电极抛光时，按工件光洁度要求抛光，应跟工件光洁度相同。

2.3电极材料不同得到光洁度与不同，通常铜电极比石墨电极极能加工出好光洁度。

对策：可分类开电极粗公电极用石墨、精公电极用铜；对于光洁度要求较亮的工件，必须用

铜电极加工。

2.4工件表面有碎屑进行放电加工，会使工件表面粗糙。

对策：用液处理，抬刀等方法，使碎屑排出。

2.5加工参数的影响：①精加工是认为求得光洁度，电流不变，减小脉宽加工；②可进行损

耗加工，即进行电极端负极加工，以求得较高的光洁度。

3.影响电极损耗的因素

3.1脉宽设定过短，使电极损耗增加。

对策：设定适当的脉宽值。

3.2极性设定不正确。当极性设定反，便会引起较大的损耗。

对策：设定正确的极性。

3.3液压设定过强。用铜电极时，液压过强会引起局部损耗变大。

对策：降低液压，实施均匀的喷液。

3.4电极材料不恰当，因加工工件电极材料的不同，组合损耗也不同。

对策：使用适当的电极材料。

注意：①加工时，石墨电极ON选值300—450US；铜电极ON选值250—450US时，损耗小于

1%。

②对于有尖角的电极开始加工时，用大电流加工也会损公，要求以内感弱电流加工，慢慢加

到选定值。

4.影响加工精度的因素

4.1加工深度浅，当电极和加工工件中有凸起或有垃圾物时，就会产生定位误差，使加工变

浅。

对策：去除电极的凸起和垃圾物。建议使用基准球进行定位。

4.2尺寸过大：①极间滞留有碎屑就会产生二次放电，从而使尺寸过大。②当液温上升过高

时，电极就会产生膨胀，而使尺寸过大。

对策：用液处理或抬刀动作，清除碎屑。检查加工液冷却装置是否正常。

4.3成为锥形状加工方法不适当所致，用自由摇动时，加工件上方尺寸下方尺寸。

对策：选择与加工深度相对应的摇动方式（加工方法），尽量选择用思考摇动。

4.4电极校的不垂直使加工尺寸过大，深腔加工时，局部二次放电使尺寸过大。

对策：一定将电极校垂直，深腔加工时，注意冲油及调节UP、DN、JS、V等参数使其排碳良

好。

三、非主要参数对加工的影响：

1.“抬刀”。抬刀有利于排屑，防止电极和工件拉弧烧伤，提高生产效率。加工稳定时，原

则上不用定时抬刀（沙迪克机床除外），因为过分的使用定时抬刀，如加大抬刀高度和加快

抬刀频率都会使加工效率降低。

2.冲抽油。冲抽油过小，排屑不利，产生二次放电的机会多，冲抽油过大，产生干扰，破坏

加工稳定性，都会使加工效率下降。一般深加工或者大面积加工时，冲抽油压力相应加大。

3.工作液。电加工过程中，工作液能保持间隙中有适当的绝缘强度，使脉冲放电后能迅速消

电离，而且工作液的流动能带走蚀出物和电蚀产生的热量，因此，工作液的种类﹑黏度﹑清

洁度都对加工速度有影响，特别是当工作液很脏时，会严重影响加工速度且容易积碳。

4.电极材料：相同的电参数下，不同的电极材料加工速度不同，一般情况下，在中脉宽段，

正极性加工，石墨电极加工速度优于铜电极；在宽脉冲和窄脉冲段，铜电极加工速度优于石

墨电极。因此，中粗加工时，尽量选择石墨电极，提高加工速度，精加工时选用铜电极。

5.工件材料。一般讲，材料熔点﹑沸点越高，加工速度越低。

6.加工稳定性。不稳定的加工无加工效率可言。需要注意以下几个问题：

①. 加工较深的型腔应加大冲油并增开排气孔，防止放炮。

②. 经过平磨的工件有剩磁，应进行强力退磁。

③. 电极和工件应牢固装夹，防止加工中松动。

④. 刚开始加工时，因表面接触不均匀，应降低加工参数，等均匀放电后在增大至正常放

电参数。

加工中出现拉弧短路现象，应立即停机，清理拉弧部分并调整电参数后才能继续加工。

第5章 UG加工参数预设置

功能选择：下拉菜单PREFERENCES→Manufacturing

★常规设置（General）

常规设置

选项

重新显示刀轨

（Path Replay）

功能

√Refresh before each path：选取这个复选项，在显示每一刀轨之前，、

刷新图形窗口

刀位源文件（CLSF） Decimals：在此处指定刀位源文件中保留的位数

使用定制对话框 √Use customized Dialogs：选取这个复选项，系统因内容太多导致太长

（Use Customized 的对话框分解为多个选项卡，同时可以定制操作对话框；反之，对话框

Dialogs） 只有一个选项卡，不能定制操作对话框

Scrollable Items：在此处指定选项卡中被定制的滚动表可见条目的数量

信息的参考（Base BASE Info On：指定信息窗口显示的坐标是基于WCS还是MCS

Info On）

★视觉设置（Visualiae）

·颜色（COLORS），设置见表

视觉颜色设置

选项

刀具显示（Tool Display）

过切(Gouges)

干涉(Collisions)

剩余材料(Excess Material)

自动块（Auto Block)

功能

在动态检验刀轨的时候，刀具的显示颜色

在动态检验刀轨的时候，过切部位的显示颜色

在动态检验刀轨的时候，发生干涉部位的显示颜色

在动态检验刀轨的时候，欠切材料的显示颜色

在动态检验刀轨的时候，自动生成的临时毛坯的显示颜色

●动态材料切除颜色（Dynamic Material Removal Colors）

分别指定5种颜色。在动态检验刀轨的时候，经过各刀轨依次切削后的表面依次显示成这

些颜色。如果刀轨的数量超过5种，系统重复使用这些颜色。

★几何（Geometry）

·颜色(Colors),设置见表

几何颜色设置

选项

零件几何（Part）

毛坯几何(Blans)

检查几何(Check)

驱动几何(Drive)

修剪几何(Trim)

未切削区(Uncut Region)

间隙几何(Clearance)

指定零件几何的显示颜色

指定毛坯几何的显示颜色

指定检查几何的显示颜色

指定驱动几何的显示颜色

指定修剪几何的显示颜色

指定平面铣的未切削区显示颜色

指定间隙几何（比如安全平面、安全柱面、安全球面）的

显示颜色

功能

切削区域(Cut Area)

推测的边界盒

(Suspect Bounding Box)

指定曲面轮廓铣的区域铣的切削区显示颜色

指定可能的边界盒的颜色

·选择类型（Selection Types）

指定在选取零件几何、毛坯几何、检查几何、切削区域的时候，过滤选项的默认几何类型。

★操作（Operation）

·编辑(Edit)，见表所示

编辑选项

选项

链接MCS/RCS

（Link MCS/RCS）

重新定位参数

(Relocate Parameters

不链接引用特征

(Unlink Instances)

由刀具参数更新后处理命令

(Update Post From Tool)

功能

选择这一项使参考坐标（RCS）定位在与加工坐标系（MCS）

重合的位置。RCS用于重定位操作中的非模型几何，比如

刀具轴矢量、安全平面等。由于关于RCS知识不是必需的。

选择这一项，与操作相关的参数被映射到新的参考坐标系。

如果参考坐标系的使用状态被指定为Stored,这个选择无效

选择这一项，编辑一个操作的时候，从它引用的操作不被

编辑；反之，引用的操作同时被编辑。

选择这一项，将由刀具参数决定相应的后处理命令。比如，

刀具参数指定刀具旋转方向是CLW，而操作中的后处理事

件定义的主轴旋转方向是CCLW，实际输出的将是CLW。

不选择这一项，将使用操作中的后处理事件定义的方向，

而不受刀具参数的影响。比如，刀具参数指定刀具旋转方

向是CLW，面操作中定义的主轴旋转方向是CCLW，则实

际输出的是CCLW。

与刀具参数有关的铣加工后处理命令有下列几个：

主轴旋转方向SPINDL/、、、，CCLW

主轴旋转方向SPINDL/、、、，CLW

Z偏置LOAD/、、、，ZOFF，n

刀具长度补偿号LOAD/、、、，ADJUST，n

刀具直径补偿号CUTCOM/、、、，n

刀具号LOAD/TOOL，n

变换选项

选项

收集引用特征（Collect Instance）

生成刀轨(Generate Tool Paths)

·生成（Generation）,见表所示

生成选项

选项

更新所有引用特征

（Update All Instances）

每一刀轨后暂停

功能

选择这一项，台果同一组引用的操作中的一个操作被编辑，其余的

操作都被更新；反之不更新其余的操作

选择这一项，在操作导航工具中选择多个操作来生成它们的刀轨的

功能

选择这一基，变换一个操作时，从它引用的操作也被变换

选择这一项，操作被变换之后，自动生成其刀轨；反之形成

空操作，过后可由用户为它生成刀轨

·变换（Transform）见表所示：

（Pause After Each Path）

在每一刀轨前刷新

(Refresh Before Each Path)

过程中，每生成一个刀轨后暂停；反之，连续生成所有刀轨

选择这一项，在操作导航工具中选择多个操作来生成它们的刀轨的

过程中，每生成一个刀轨系统就刷新一次图形区；反之，不刷新

★配置（Configuration）

·配置文件（Configuration File）

(1) 浏览（Browse）：单击Browse按钮，从磁盘上另选一个加工环境配置文件（.dat），从

而改变部件的加工环境（UG CAM的加工环境被定义在.dat文件中。

(2) 重新设置（Reset）：单击Reset按钮，回到默认的加工环境（默认的加工环境是

）.

运转过程助手（Run Process Assistant）

选取Run Process Assistanthuz复选框，激活过程助手功能，如果决定当前加工环境的加工

环境配置文件中指定了关键词WIZARD,系统将引导用户按步骤进行编程作业。

·模板集（Template Set）

(1) 浏览（Browse）：单击Browse按钮，从磁盘上另选一个操作模板集（.opt文件），改

变部件加工环境中可用的操作模板类型，加工环境的其余内容不变。

(2) 重新设置（Reset）：单击Reset按钮，回到默认的操作模板集（默认的操作模板集是

）。

CAM默认文件

UG的默认文件用于设定UG软件的选项和参数的默认值。UG的默认文件可以直接用文本

编辑软件（比如微软的写字板和记事本）编辑，给用户提供了一个根据自己的需要改变这些

默认值的手段。

UG有三个主要的默认文件。其中两个的内容一样，区别是一个用于公制单位，一个用英制

单位，它们包含UG的大多数默认设置，分别是和,还有一个是

专门用于制造模块的默认文件。这些默认文件的位置如下：

UG安装目录.

UG安装目录.

UG安装目录.

三个默认文件都有原始备份文件。在默认文件被修改后，如果想恢复其原始状态，将备份文

件的扩展名改为.def替换排泄来的默认文件就可以了，不过必须重新启动UG才能发挥作用，

默认文件的备份文件名称和位置如下：

UG安装目录-defult.

UG安装目录- defult.

UG安装目录- defult.

是专门用于制造模块的默认文件，用于设定制造模块的选项和参数的默认值。

可以通过修改这个文件中的变量的值来改变制造模块的选项和参数的默认值，使之符合需

要。对每一个就是及其值都有简要的解释，帮助用户正确理解和攸变量的值。

第6章UG后处理（UG POST）

UG后处理（UG POST）：

UG后处理是指将软体中编写好的刀轨输到机床中,使它的

数据来驱动机床运动,生成的格式多数为.NC，但扩展名可以自己给，

如果UG自带的后处理，则是Ptp，因为这个在我们做后处理的时候

没有改过来，如图：

图6-1 输出格式

１、 创建自己公司机床的UG后处理

（1）、在创建自己的后处理，必须根据车间的机床，在UG/Post Builder创建，

起动UG/Post Builder如下图所示：

图6-2 选择后处理构造器

利用UG/Post Builder，可以生成3种格式文件（tcl、def、pui），其中可用的只

是tcl、def文件，pui是在自己创建UG/Post Builder时可以用来打开的文件。

（2）、UG后处理文件放置位置：

找到安装UG的盘--------EDS-----Unigraphicse NX----MACH----Resource

UGS-----NX5.0

Postprocessor 里面。

放置后还要在Postprocessor里面找到Template_文件，并用记事

本打开此文件，在里面还要按如下方法加自己的机床名字：

图6-3 打开后处理文件

(3)、UG 后处理对话框：

图6-4 后处理对话框

此表中有3、4、5轴数控铣机床加工，还有线切割、车床。这些是UG软件自

带的后处理文件，与自己公司所用的机床会有所出入，但也可以用来生成NC

程序,只是这些语言不能驱动自己机床,原因如下:

A、 一个可能是自己机床精度没达到那个自带后处理的精度。

B、 自带后处理的程序头可能与自己机床的程序头不同，不能接受，就算把程

序头改了也不一定能传送到机床。

自己机床的移动方式与自带后处理方式不同。

6-1 UG NX

的后处理器配置及后处理示例

零件加工，完成操作的创建，要求进行后置处理生成数控加工程序。加工该工件使用一

个3轴铣床，不带刀库，使用的控制器为FANUC。本讲将先创建一个后置处理器再进行后

置处理。

步骤1 启动Post Builder

在操作系统中选择【开始】→【程序】→【UGS NX5】→【Post Tools】→【Post Builder】

命令，等待片刻后进入UG/Post Builder的起始对话框，如图6-5所示。

图6-5 UG/ Post Builder的起始对话框

提示：启动UG/Post Builder，同时将打开一个DOS命令窗口，注意窗口不可关闭，否则将

同时关闭UG/Post Builder。

步骤2 新建后置处理文件

单击【新建文件】图标，弹出如图6-6所示的对话框。

首先需要在对话框的Post Name文本框中输入后置处理文件名称为new_post。指定后置

处理输出的单位（Post Output Unit）为Millimeters。选择机床（Machine Tool）为Mill，并

指定为3-Axis。最后单击OK按钮。

图6-6 新建后置处理文件

步骤3 设置机床参数

进入设置，首先进行机床参数(Machine Tool)的设置，如图6-7所示进行设置。

图6-7设置机床参数

提示：按照实际设置机床是否输出圆弧（Output Circular Record）、X、Y、Z行程极限（Linear

Axis Travel Limits）、起始点坐标（Home Postion）、设置最小移动量（Linear Motion

Resolution）、设置最高进给（Traversal Feed Rate）等选项。

步骤4 选择起始格式

选择Program&Tool Path选项卡，进行程序与刀轨相关选项设置。首先定制程序起始格

式。

确认选择Program子选项卡，并在左侧窗口中选择Program Start Sequence节点，在右

侧将显示当前节点的程序格式，如图6-8所示。

图6-8 起始语句

步骤5 删除序列号选项

在右侧窗口中选择Mom_set_seq_on选项，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择

“Delete(删除)”命令删除该选项，如图6-9所示。

图6-9 删除选项

提示：删除该选项将不生成程序段的序列号。

步骤6 删除固定字段

在右侧窗口选择G40 G17 G90 G71选项，单击鼠标左键，如图6-10所示。

打开新的对话框，选择G71块，拖动到回收站，如图6-11所示，删除这一块。

图6-10 选择选项

图6-11 删除块

提示：删除G71，机床不支持这一指令。

步骤7 增加固定字段

在窗口上方选择G_adjust→G49-Cancel Tool Len Adjust选项，如图6-12所示。选择Add

Word选项，并将其拖动到下方的行列中，如图6-13所示。

图6-12 选择指令

图6-13 增加字段

同样方法增加G_motion→G80-Cycle Off与G→G-MCS Fixture offset(G54～G59)两个字

段。

步骤8 固定字段格式

右击G49，在弹同的快捷菜单中选择Force Output命令；在右击G80，在弹出的快捷菜

单中选择Force Output命令，如图6-14所示。

右击G，在弹出的快捷菜单中选择Optional命令。

图6-14 字段格式

步骤9 定制操作起始处的格式

在左侧窗口中选择Operation Start Sequence节点，在右侧将显示当前节点的程序格式，

如图6-15所示。

图6-15 操作起始处的格式

选择右侧窗口中的PB_CMD_start_of_operation_force_addresses选项，显示如图6-16所

示的窗口，在Custom Command中的文本中选取fourth_axis fifth_axis，单击鼠标右键，在弹

出的快捷捷菜单中选择Cut命令将其剪切。

图6-16 修改操作起始行

步骤10 删除换刀

选择右侧窗口中的Auto Tool Change组，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Cut

命令将其剪切，如图6-17所示，则该组将不保留程序行。同样再剪切Manual Tool Change

组的程序行。结果如图6-18所示。

图6-17 删除换刀

图6-18 组

步骤11 增加注释

在右侧窗口中选择Operator Message，再选择Add Blok选项，并将其拖动到Start of path

下，如图6-19所示。

在弹出的Operator Message对话框中输入“$mom_path_name TOOL：

$mom_tool_name”，如图6-20所示，单击OK按钮返回。

提示：“$mom_path_name TOOL：$mom_tool_name”分别表示操作名称与刀具名称。

图6-19 增加行

图6-20 注释语句

步骤12 定制NC程序结束处的格式

在左侧窗口中选择Program End Sequence节点，在右侧窗口显示End of Program组，如

图6-21所示。

图6-21 End of Program选项

在窗口的选项中选择M05 M09行，再选择Add Block命令，并将其拖动到

PB_CMD_nurbs_end_program下。选择行PB_CMD_nurbs_end_of_program拖动到回收站将

其删除，再选择MOM_set_seq_off拖动到回收站删除。最后的选项如图6-22所示。

图6-22 程序结束处的格式

步骤13 保存后处理文件

单击【保存】图标，指定保存的路径为C:Program FilesUGSNX

5.0MACHresourcepostprocessor，文件名为3AX。

步骤14 在模版中加入新建的后处理文件

在Post Builder主菜单上选择【Utilities】→【Edit Template Posts Data File】命令，打开

Install Posts对话框，选择#后的第一行使其高亮，，单击New按钮，在打开的对话框中选择

刚创建的。则在Install Posts对话框将增加一行，单击OK按钮并确定保存文件覆盖

原文件。

6-2 Post Builder

Post Builder是为特定机床和数控系统定制后置处理器的一种工具。应用Post Builder可

以建立两个特定机床相关的后置处理文件，即事件管理器文件和定义文件。

使用Post Builder新建后轩处理器时，首先选择机床类型，然后进入如图6-23所示的机

床后置处理参数设置对话框。

图6-23 后置处理文件配置

1

．机床参数设置

如图6-23所示的对话框，可进行所选机床后置处理参数设置。机床各参数的设置方法

说明如下。

（1）Display Machine Tool。显示所选机床类型的结构示意图。

（2）一般参数设置对话框。用于设置机床各坐标轴的最大行程、机床原点的坐标位置、机

床直线移动的最小步距、机床的最大进给速度等参数。

2

．程序与刀具路径

在对话框顶部选项卡中选取程序与刀具路径（Program & Tool Path）选项，对话框切换

为如图6-24所示形式。这里可设置程序与刀具路径的相关参数，这一部分是后置文件配置

的关键。

（1）Program。在图6-24所示对话框中可设置与程序相关的参数。如程序的起始格式、操

作的起始格式、刀具路径（机床控制、刀具运动等）、操作结束格式、程序结束格式等。在

左侧窗口选择节点后，再在右侧窗口设置相关程序行及格式。

图6-24 程序与刀具路径参数

如在对话框的程序起始命令（Start of Program）中可以定义程序起始符号，默认为%，

还可以定义程序起始指令，如G40 G90 G17 G80 G54。

（2）G Codes。选择图6-25中的子选项卡“G Codes”，对话框切换到G代码设置对话框，

如图1-21所示，可以根据机床控制器，为各种机床运动或加工操作设置G代码。如直线插

补运动设置为G01，顺时针圆弧插补运动设置为G02，快速运动设置G代码。

（3）M Codes。选择M Codes选项卡，对话框切换到M代码设置对话框，可以设置各种辅

助功能代码，如主轴的起停、冷却液的开关、主轴的顺时针旋转或逆时针旋转、刀具的换刀

等。对于M代码的分配需根据具体机床的辅助功能进行设置。

（4）Word Summary。该选项用于综合设置数控程序中可能出现的各种代码。如代码的数据

类型（文本类型或数值型）、代码符号、整数的位数、是否带小数及小数位数等。

（5）Word Sequencing。该选项设置程序段中各代码的顺序。如设置每一程序语句中的G代

码、辅助代码、各坐标轴的坐标值等参数的顺序。

（6）Custom Command。该选项用于自定义后置处理命令。

3

．

N/C

代码定义

在顶部的选项卡中，选择N/C Data Definitions选项卡，系统弹出如图6-26所示的对话

框，可定义相关N/C数据。各参数设置说明如下。

图1-25 G代码设置

图1-26 BLOCK参数设置

（1）BLOCK。该选项定义各种代码和操作的程序块。例如，辅助功能应包括哪些字符，循

环钻孔应包括哪些代码和字符等。

（2）WORD。该选项定义数控程序中可能出现的各种代码及其格式，如图1-27所示。例如，

坐标轴代码、准备功能代码、辅助功能代码、进给量代码、刀具代码等分别采用哪个字符表

示，以及它们的格式，是否为模态（Model）参数，数值的大小限制等。

（3）FORMAT。该选项定义数控程序中可能出现的各种数据格式，如坐标值、准备功能代

码、进给量、主轴转速等参数的数据格式。

（4）Other Data Elements。该选项定义其他数据，如程序序号的起始值、增量以及跳过程序

段的首字符等。

图1-27 WORD参数设置

提示：大部分的机床控制器采用标准码，因而可以直接采用默认值。

本文标签： 加工刀具切削