UG軟件中基于IPW的數(shù)控加工初探

隨著現(xiàn)代制造業(yè)高精密產(chǎn)品向著數(shù)控自動(dòng)編程加工技術(shù)的發(fā)展，UG軟件在中國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，它集線框模型、曲面造型和實(shí)體造型于一體，是參數(shù)化和特征化的CAD／CAM高端軟件，其中的CAM數(shù)控自動(dòng)編程模塊在眾多同類軟件中尤其出色，不需要使用數(shù)控語言編制源程序，只需要輸入圖形，進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，就可以直接生成可用于數(shù)控加工的程序，形象直觀、效率高、容量高，得到了用戶的好評(píng)。

在大型企業(yè)中為了提高生產(chǎn)效率，復(fù)雜零件的UG 造型和編程一般由設(shè)計(jì)人員和編程工藝人員分開進(jìn)行。編程工藝師可以直接調(diào)用CAD模塊中的三維實(shí)體造型，根據(jù)制圖模塊中零件的標(biāo)注的尺寸精度和形位誤差，進(jìn)入CAM模塊生成刀具切削路線，進(jìn)而形成數(shù)控加工程序。在傳統(tǒng)的數(shù)控加工編程中，由于數(shù)控編程員對(duì)每一步加工工序后還有哪些地方是沒有被加工掉的不是很清楚，在進(jìn)行粗加工、半精加工、精加工或者換刀加工的工藝編程時(shí)候，切削加工都是從零件毛坯開始，這樣會(huì)導(dǎo)致數(shù)控加工過程中出現(xiàn)許多空切刀路，浪費(fèi)大量工時(shí)。在實(shí)際加工中，每一個(gè)加工工序完成后都有一個(gè)毛坯的中間過程，稱為IPW（InProcessWorkpiece ），編程設(shè)計(jì)可以將前個(gè)工序加工完成后的IPW作為后續(xù)加工工序的毛坯，進(jìn)而達(dá)到減少空切、提高生產(chǎn)效率的目的。這就是筆者要討論的基于IPW的數(shù)控加工工藝，也是UG CAM模塊中提供的一項(xiàng)獨(dú)特的功能。

下面以實(shí)例進(jìn)行說明，模具模型如圖1所示，根據(jù)模型縱深相差較大，還有大圓角的特點(diǎn)，采用粗加工、半精加工、精加工三道工序來完成。粗加工一般采用型腔銑，用大直徑刀具（此例取20平刀）快速去除大量毛坯余量。采用長(zhǎng)方形的毛坯進(jìn)行粗加工，由于型腔銑是沿著深度方向分層加工，所以加工完后，零件上會(huì)存在很多臺(tái)階，加工后實(shí)體如圖2所示。特別是在大圓弧處，直接進(jìn)行等高銑精加工，切削條件不均勻，所以要增加一道半精加工

工序。

圖1模具模型 圖2粗加工后的模型

傳統(tǒng)的半精加工工藝主要是逐步減小刀具直徑，以達(dá)到逐步減小加工余量的目的。此例依然采用型腔銑，取較小直徑的平刀（14）。若還是采用方形毛坯，則生成的刀路跟粗加工一樣多，如圖3（a）所示，空切時(shí)間太長(zhǎng)。若能采用IPW，則半精加工可以利用型腔銑粗加工后生成的IPW作為編程與定位對(duì)刀的依據(jù)，從而減少很多空刀路，大大地減少了數(shù)控加工時(shí)間，而且加工圓角更小，為后續(xù)的精加工留下了更小的圓角加工余量，生成的刀路如圖3（b）所示。二者比較，可以明顯看出基于IPW半精加工的優(yōu)勢(shì)。那么如何利用IPW生成加工程序呢？操作者只要在半精加工型腔銑對(duì)話框中，選擇“切削”參數(shù)中的“包容”選項(xiàng)，處理中的工件“使用3D”，確定即可，此時(shí)生成的刀路就是以粗加工后生成的IPW作為毛坯生成的。這時(shí)的型腔銑對(duì)話框“主界面”會(huì)發(fā)生變化，上方增加了一個(gè)“前一個(gè)IPW”圖標(biāo)“”，點(diǎn)擊下方“顯示”按鈕，會(huì)把上次粗加工形成的IPW作為毛坯顯示出來。

（a）傳統(tǒng)方式下的刀路(b) 基于IPW的刀路

圖3半精加工方式下生成的刀路

最后，精加工采用等高銑，采用球頭刀（此例取

10），獲得較好的表面粗糙度，模型加工完畢，如圖4

所示。

圖4精加工后的模型

當(dāng)然在大批量加工時(shí)，毛坯最好采用與模型形狀相似的余量均勻的鑄造件，一方面可以節(jié)省材料，另一方面也能節(jié)省數(shù)控加工時(shí)間。這就需要在粗加工的時(shí)候，“毛坯幾何體”設(shè)置的時(shí)候不能采用“自動(dòng)塊”生成方形毛坯，而應(yīng)該采用“部件的偏置”生成具有一定偏置余量的毛坯來進(jìn)行。但是，單體試制模型需要大量去除毛坯余量的時(shí)候，半精加工利用IPW進(jìn)行編程，優(yōu)勢(shì)還是很明顯的。

（作者單位：青島市技師學(xué)院）