本书第1篇主要介绍如何使用UG NX加工模块来建立4轴和5轴的铣削加工刀轨，学习多轴加工的定位加工、变轴曲面轮廓铣和顺序铣，同时学习变轴曲面轮廓铣和顺序铣中刀具轴变化的各种控制方式，以及多轴机床的后置处理器创建。第2篇在CAM定制方面将学习处理中的工件、刀具和加工数据库、加工向导、加工向导构造器、模板、孔加工和集成仿真和验证等。

本书结合了很多经典实例来讲解NX CAM各种高级功能，使用户能够快速地将NX的功能应用到实际工作当中，同时尽量做到通俗易懂，图文并茂。

本书可作为UG CAM的教材，适合制造工程师，工艺规划人员，NC/CNC程序员以及相关CAD/CAM系统管理人员学习，也可供具有一定UG基础知识和数控加工经验的编程人员或工艺人员自学参考。

UGS PLM应用指导系列丛书序

UGS PLM Solutions公司是产品生命周期管理（PLM）软件及相关服务领域的市场领先者，拥有46000家客户，全球装机量超过400万套。公司倡导软件的开发性与标准化，并与客户密切协作，提供产品数据管理，工程协同和产品设计、分析与加工的完整解决方案，帮助客户实现管理流程的改革与创新，以期真正获得PLM所带来的价值。

计算机辅助技术发展与应用极为迅速，软件的技术含量和功能更新极快。为了帮助UGS的客户正确与高效地应用MCAD/CAE/CAM技术于产品开发过程和满足广大UG爱好者了解和学习的要求，优集系统（中国）有限公司与清华大学出版社北京清大金地科技有限公司从2000年起，联合组织出版了中文版“Unigraphics应用指导系列丛书”。该系列丛书的出版深受广大用户与读者的欢迎。为了帮助UGS客户正确与高效地应用UGS PLM 产品生命周期管理解决方案于产品开发过程和满足广大读者进一步学习的要求，双方决定将原有的中文版“Unigraphics应用指导系列丛书”扩展为中文版“UGS PLM应用指导系列丛书”。

新扩展的系列丛书由两部分组成：

（1）NX MCAD/CAE/CAM培训教程与应用指导

（2）Teamcenter培训教程与应用指导

培训教程均采用全球通用的、最优秀的学员指导（UG Student Guide）教材为基础，组织国内优秀的UG培训教员与UG应用工程师编译，最后由UGS 公司（中国）指定的专家审校。

应用指导汇集有关专家的使用经验，以简洁清晰的形式写成应用指导，帮助广大用户快速掌握和正确应用相应的UGS PLM产品模块功能与技巧。

系列丛书的读者对象为：

（1）已购UGS PLM Solutions软件的广大用户

培训教程可作为CAD、CAE、CAM与PDM 离线培训与现场培训的教材，或自学参考书。

应用指导可作为快速入门或进一步自学提高的参考书。

（2）选型中的UGS的潜在用户

培训教程可作为预培训的教材，或深入了解UGS PLM Solutions软件产品、模块与功能的参考书。

应用指导可作为快速入门或进一步自学提高的参考书。

（3）在校机械、机电专业本科生与研究生

培训教程可作为CAD、CAE、CAM与PDM专业课教材，研究生做课题中的自学参    考书。

（4）机械类工程技术人员

培训教程可作为再教育的教材或自学参考书。

应用指导可作为快速入门或进一步自学提高的参考书。

系列丛书的编译、编著、审校工作得到优集系统（中国）有限公司与各授权UG培训中心的大力支持，特别是得到UGS公司中国区总裁袁超明先生、技术总监宣志华先生的直接指导与支持，在此表示衷心的感谢。

参与系列丛书的编译、编著、审校的全体人员认真细致地写稿、审稿、改稿，正是他们付出的辛勤劳动，系列丛书才得以在短时间内完成，在此也表示衷心的感谢。

最后要感谢清华大学出版社北京清大金地科技有限公司，在系列丛书的策划、出版过程中给予的特别关注、指导与支持。

UGS PLM 软件在继续发展与升级，随着新版本、新模块与新功能的推出，PLM系列丛书也将定时更新和不断增册。

由于时间仓促，书中难免有疏漏与不足之处，敬请广大读者批评指正。

  UGS PLM 应用指导系列丛书工作组

前    言

众所周知，NX是美国UGS公司的核心软件产品，即UG NX。NX拥有许多世界顶级的大用户，如通用、波音等，全球18000多个公司使用它，财富杂志列出的全球500家公司中40%的公司选择NX。

NX软件在CAM领域处于世界领先地位，它最早诞生于美国麦道飞机公司，从一开始就是飞机零配件数控加工的最佳编程工具。NX同样是中国CAM用户的首选软件。

如今，掌握NX CAM的多轴（4轴、5轴）加工高级编程方法和技巧，已成为得到高薪工作的必要条件之一。

本书第1篇（第1章～第6章）主要讲述如何使用NX软件的加工模块来建立多轴（4轴、5轴）加工高级编程方法、技巧；第2篇（第7章～第13章）为CAM定制方面的         内容。

通过学习本书，学员将学习到专用于多轴加工的定位加工、变轴曲面轮廓铣和顺序铣，同时学习变轴曲面轮廓铣和顺序铣中刀具轴变化的各种控制方式，以及创建多轴机床后置处理器。

本书把每个练习都录制成电影文件形式，使读者更容易学习。

本书为NX CAM的高级课程，要学习好本书，要求读者有数控铣加工知识和有一定的NX相关基础知识，例如建模、装配、主模型、3轴铣机床的加工编程、4个加工父节点的创建等。 

本书共13章。

第1章  课程综述

第2章  多轴铣加工概述  

本章讲述多轴铣加工的基础知识，包括多轴铣加工的优点、多轴铣机床的结构类型、多轴铣加工机床的使用方式以及在NX软件中进行多轴铣加工数控编程的功能。

第3章  多轴铣定位加工

本章介绍在多轴铣加工中采用定位加工的应用，以及针对该加工方式的数控加工程序的编制。

第4章  顺序铣

本章讲述NX软件顺序铣加工功能。顺序铣操作通过从一个表面到下一个表面的一系列刀具运动完成零件轮廓的铣削，允许对刀具的运动进行灵活的控制。

第5章  可变轴曲面轮廓铣

本章介绍可变轴曲面轮廓铣的概念和编程技巧，以及在可变轴曲面轮廓铣中采用的一些特殊刀轴控制方式和驱动方法。

第6章  后置处理

本章讲述多轴铣机床的后置处理器创建、后置处理的原理、双旋转工作台铣床的后置处理器创建以及双旋转主轴头铣床的后置处理器创建等。

第7章  处理中的工件

本章讲述通过自动块（Auto Block）为粗加工建立初始的毛坯几何，打开Use 3D IPW选项，使用上一个工序所创建的IPW几何作为当前操作的毛坯几何，使用Previous IPW选项来显示正在被使用的IPW，使用Display Resulting IPW选项来显示当前操作所创建     的IPW。

第8章  刀具和加工数据库

本章讲述加工环境中能够使用到的各种库的概念和用法。通过刀具和刀柄数据库可以获得刀具和刀柄的信息并定义刀具；加工数据库则包含了零件材料信息、刀具材料信息、加工方法信息和机床信息等。

第9章  加工向导

本章讲述如何使用加工向导功能。通过加工向导，可以将很多操作过程模块化，从而减少重复劳动带来的问题。

第10章  加工向导构造器

本章讲述使用Process Studio Author创建并编辑自己的加工向导。Process Studio Author是一个单独的产品模块，需要在安装NX时选择安装对应的文件之后才可以使用。

第11章  模板

本章讲述模板中预先设定好的各种参数，用户可以根据模板中提供的默认参数和设置，快速地定义各种加工操作和Object。通过使用模板，避免了对具有标准默认值的参数进行重复性定义工作，同时NX也允许用户按照自己的标准和程序定制工作环境。

第12章  孔加工

本章讲述如何创建和优化一个孔加工（Hole Making）程序。

第13章  集成仿真和验证

本章讲述如何使用集成仿真和验证功能通过机床仿真来验证刀轨。

本书第1篇由黄毓荣编写，UGS公司高级工程师刘其荣审校；本书第2篇共有7章，其中第7～11章由陈大治编译，陈德虎审校，第12和13章由陈德虎编译，陈大治审校。审校者对本书做了非常仔细和认真的审阅和修改，并且提供了大量的修改建议，在此表示衷心的感谢！

配书光盘中配有例子文件，记录了书中所要使用的所有实例的部件文件，读者可以在本书的指导下，使用例子文件进行练习。

在本书的编写和修改过程中还得到了UGS公司高级顾问洪如瑾女士的大力帮助和指导，并且她为本书的最后定稿做了大量细致认真的审阅和修改工作，在此表示特别的感谢！

限于作者水平，书中的缺点和错误在所难免，恳请读者批评指正。

作  者  

2007年1月

目    录

第1篇  多轴铣加工

第1章  课程综述 1

第2章  多轴铣加工概述 3

2.1  多轴铣加工简介 3

2.2  多轴铣机床结构 6

2.2.1  双旋转工作台机床 6

2.2.2  一个旋转工作台和一个旋转主轴头的机床 7

2.2.3  双转主轴头机床 7

2.2.4  非正交结构 8

2.2.5  附加旋转工作台 9

2.2.6  车铣复合加工中心 10

2.3  多轴铣加工机床的使用方式及加工零件分类 10

2.4  影响多轴铣加工的关键因素 12

2.5  NX软件中实现多轴铣加工的功能 13

2.6  多轴加工实例 14

第3章  多轴铣定位加工 19

3.1  多轴铣定位加工概述 19

3.2  利用平面铣功能完成多轴定位加工 20

3.3  利用点位加工功能完成多轴定位加工 29

3.4  利用固定轴曲面轮廓铣功能完成多轴定位加工 30

3.5  利用机床控制系统功能设定工作平面 30

3.6  定义旋转轴的旋转中心 31

第4章  顺序铣 41

4.1  顺序铣概论 41

4.2  顺序铣术语 42

4.3  “顺序铣”对话框 43

4.3.1  “进刀运动”对话框 44

4.3.2  “连续刀轨运动”对话框 45

4.3.3  “点到点的运动”对话框 45

4.3.4  “退刀运动”对话框 45

4.4  定义检查面 46

4.5  多个检查面 47

4.6  关于检查面的其他说明 58

4.7  用线框几何体创建顺序铣 67

4.8  循环和嵌套循环 75

4.9  刀轴控制 79

4.10  其他顺序铣选项 96

4.10.1  刀轨生成和多轴输出 96

4.10.2  全程替换几何体 96

4.10.3  其他选项 97

4.11  顺序铣的技巧 98

4.11.1  进刀运动 98

4.11.2  连续刀轨运动 99

4.11.3  循环 99

第5章  可变轴曲面轮廓铣 100

5.1  可变轴曲面轮廓铣概述 100

5.2  可变轴曲面轮廓铣刀轨的精确性 101

5.3  可变轴曲面轮廓铣术语 102

5.4  “可变轴曲面轮廓铣”对话框 102

5.5  可变轴曲面轮廓铣的驱动方式 103

5.5.1  曲线/点驱动方式 103

5.5.2  边界驱动方式 104

5.5.3  螺旋驱动方式 108

5.5.4  曲面区域驱动方式 110

5.5.5  刀轨驱动方式 113

5.5.6  径向切削驱动方式 113

5.5.7  外形轮廓铣驱动方式 115

5.5.8  用户功能驱动方式 115

5.6  刀具轴控制 118

5.6.1  点和线刀具轴 119

5.6.2  垂直刀具轴 121

5.6.3  相对刀具轴 122

5.6.4  在部件上的双4轴 123

5.6.5  侧刃驱动刀具轴 125

5.6.6  插补刀具轴 139

5.6.7  可变轴曲面轮廓铣的使用技巧 142

5.6.8  可变轴曲面轮廓铣高级功能 145

5.7  变轴轮廓加工 150

5.7.1  几何选取 152

5.7.2  自动识别侧壁 153

5.7.3  跟随底边侧壁 155

5.7.4  自动选取辅助底面 157

5.7.5  辅助底面 160

5.7.6  辅助底面和自动识别辅助底面 162

第6章  后置处理 165

6.1  后置处理概述 165

6.1.1  后置处理简介 165

6.1.2  NX后置处理 166

6.1.3  后置处理构建器 167

6.2  后置处理的原理 167

6.2.1  后置处理原理 167

6.2.2  5轴加工后置处理数据转换的原理 168

6.3  5轴加工机床后置处理器的设置 169

6.3.1  Post Builder中机床旋转轴的定义 169

6.3.2  加工坐标系与旋转中心之间的关系 170

6.3.3  旋转轴极限的处理 177

6.3.4  局部加工坐标的处理 190

第2篇  NX CAM定制

第7章  处理中的工件 192

7.1  In-Process Workpiece（IPW）概述 192

7.2  IPW和执行效率 198

第8章  刀具和加工数据库 200

8.1  刀具和刀柄库概述 201

8.2  零件材料库 205

8.3  切削刀具材料库 207

8.4  切削方法库 210

8.5  进给速度和主轴转速库 212

8.6  为刀具库中的刀具指定工艺参数 219

 

第9章  加工向导 221

9.1  使用系统提供的加工向导 221

第10章  加工向导构造器 225

10.1  向导构造器介绍 225

10.2  从NX中输出模板 226

10.3  定制加工向导的显示界面 233

10.4  在图标上链接一个html文件来显示帮助信息 234

第11章  模板 236

11.1  模板概述 236

11.2  模板零件 237

11.3  模板集 238

11.4  创建模板 240

11.5  模板复习 243

11.6  过程回顾 248

11.7  有关模板的更多信息 251

11.8  客户化对话框 255

第12章  孔加工 263

12.1  孔加工概述 263

12.2  孔加工模板 264

12.3  特征组 265

12.4  知识融合导航器 265

12.5  标记 280

12.6  优化 282

12.7  更多关于孔加工的主题 284

12.8  最大切削深度和伸出长度 293

12.9  多选 297

第13章  集成仿真和验证 299

13.1  集成仿真和验证概述 299

13.2  创建配置器 303

13.3  创建一个运动模型 309

13.4  添加机床到库 313

13.5  在Post Builder中创建VNC控制器 314

13.6  添加后处理器到机床数据文件 315

13.7  测试新的IS&V机床 315