基于UG的圖形化編程技術(shù)及應(yīng)用

一、UG圖形化數(shù)控編程的特點(diǎn)和步驟

以圖1所示的型腔零件為例，對UG／CAM的圖形化數(shù)控編程技術(shù)進(jìn)行簡單介紹講解。

圖1型腔模型

1.刀具節(jié)點(diǎn)設(shè)置

與普通數(shù)控編程一樣，在進(jìn)行圖形化數(shù)控編程時，首先應(yīng)確定該種加工所采用的刀具類型和相關(guān)尺寸。加工中根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和尺寸要求，結(jié)合車間刀具的實(shí)際情況，完成型腔零件數(shù)控加工共選用了8把刀具，分別是： 16精加工銑刀、16的粗加工銑刀、8銑刀、4銑刀、2銑刀、80盤銑刀、2鉆頭、R3球頭刀。仿真加工用刀具參數(shù)與車間現(xiàn)場基本一致，能比較準(zhǔn)確地驗(yàn)證后置處理程序的正確性。

2.設(shè)置避讓參數(shù)

根據(jù)系統(tǒng)提供的菜單輸入加工過程的控制信息，如允許規(guī)定開始加工的起始點(diǎn)，加工結(jié)束的返回點(diǎn)、回零點(diǎn)。可以規(guī)定加工過程中刀具移動的安全平面和刀具運(yùn)動的底限制平面。由于數(shù)控機(jī)床運(yùn)動速度較快，為了保證加工安全，對刀具移動的安全平面設(shè)置為零件上表面10mm處。

3.選擇切削方法

銑削方式的選擇決定了銑削的質(zhì)量和效率。UG／CAM中提供了多種切削方法可供選擇：往復(fù)型切削、單向切削、單向帶輪廓、仿形外輪廓、仿形零件、輪廓銑、標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動。這些切削方法都可以分別決定不同的刀軌樣式。加工型腔零件時多采用仿形外輪廓方法，它的刀軌是連續(xù)切削的刀軌，既有較高的切削效率，也能維持切削穩(wěn)定和加工質(zhì)量。

4.選擇切削余量

根據(jù)操作加工（如粗加工、半精加工或精加工）的不同特點(diǎn)，確定零件的底面、側(cè)面和干涉檢查面的不同的余量數(shù)值，確保零件加工質(zhì)量并充分考慮加工效率。

5.確定步距和跨距

控制加工過程中刀具相鄰刀次的間距，是決定零件加工表面質(zhì)量和加工效率的重要因素，必須合理搭配，步距寬加工速度相對較快但表面質(zhì)量差，反之則加工速度慢而切削表面質(zhì)量較高，進(jìn)行工藝設(shè)計時應(yīng)根據(jù)加工的不同特點(diǎn)合理選取。可以用恒定、刀具直徑的百分比、殘余波峰高度、可變等不同的方法來指定步距的方式和參數(shù)。

6.確定進(jìn)刀和退刀

根據(jù)擬定的工藝流程確定型腔零件的加工方法和操作如下：

(1)精銑上表面，加工方法采用MILL_FINISH，操作采用FACING_MILLING；

(2)粗加工外形，加工方法采用MILL_ROUGH，操作采用PLANAR_PROFILE；

(3)粗加工內(nèi)腔，加工方法采用MILL_ROUGH，操作采用PLANAR_PROFILE，側(cè)面余量留1㎜；

(4)精加工內(nèi)腔，加工方法采用MILL_FINISH，操作采用FINSH_FLOOR，側(cè)面余量留0；

(5)精加工內(nèi)腔底平面，加工方法采用MILL_FINSH，操作采用PLANAR_MILL；

(6)加工止口，加工方法采用MILL_FINISH，操作采用FINISH_WALLS；

(7)加工內(nèi)腔拐角，加工方法采用MILL_FINSH，操作采用CLEANUP_CORNERS；

(8)預(yù)鉆孔，加工方法采用DRILL_METHOD，操作采用SPOT_DRILLING；

(9)精加工外形，加工方法采用MILL_FINISH，操作采用PLANAR_PROFILE；

(10)加工外凸臺圓角，加工方法采用MILL_FINSH，操作采用FINISH_WALLS（翻面后，裝夾完成后開始另一面的加工）；

(11)去除工藝夾頭，加工上表面，加工方法采用MILL_FINISH，操作采用FACING_MILLING_AREA；

(12)加工內(nèi)腔，加工方法采用MILL_FINISH，操作采用PLANAR_MILL。

在創(chuàng)建操作的同時也對前述的各項(xiàng)切削參數(shù)和其他選項(xiàng)進(jìn)行定義，如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率、切削深度等，這樣就由UG根據(jù)加工方式的設(shè)置自動計算出走刀次數(shù)和路徑。

二、數(shù)控程序的仿真加工

UG加工仿真功能可以交互式地模擬演示材料按數(shù)控刀軌數(shù)據(jù)被去除的過程，在加工前對完成的加工操作進(jìn)行

驗(yàn)證。

圖2～圖4為通過UG的仿真加工生成零件仿真圖，其中圖2為完成外形粗加工后的仿真，圖3為完成內(nèi)腔精加工后的仿真，圖4為完成上表面加工后的仿真。

圖2 外形粗加工仿真 圖3 內(nèi)腔精加工仿真 圖4 上表面加工仿真

三、數(shù)控加工NC代碼的生成

UG／CAM提供了兩種后置處理方法，分別是圖形后處理模塊GPM（Graphics Postprocessor Module）和UGPOST后置處理方法。UGPOST后置處理不需要CLSF和MDFG，可以直接利用操作導(dǎo)航工具中的操作生成NC文件，基于UGPOST后置處理方法的上述優(yōu)勢，在生產(chǎn)實(shí)際中將逐步取代GPM后置處理方法。我們將生成的刀軌通過由UGPOST完成的Conquest VMC700數(shù)控機(jī)床后置處理進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成Conquest VMC700控制器能夠接受的NC程序，通過計算機(jī)RS232串行口和機(jī)床專用數(shù)據(jù)接口連接，NC程序被傳輸至

機(jī)床。

（作者單位：青島市技師學(xué)院）