UG應用于數控加工中技巧探討

摘 要：以一個復雜模型零件為例，論述UG的CAM加工過程。利用UG進行造型，并對該零件結構和工藝進行分析，使用UG的CAM進行參數設置，實現數控機床自動加工，從而提高編程質量，保證零件加工精度，縮短加工時間。

關鍵詞：造型；工藝分析；參數設置；自動加工

0 引言

UG NX是美國UGS公司開發的一個大型CAD/CAM/CAE軟件，其中CAM模塊在數控加工中更是得到了廣泛的應用，不僅保證了零件編程的質量，并且提高了數控加工的效率，本文以一個復雜零件為例，介紹UG在數控加工過程的應用。

1 零件結構與工藝分析

1.1 零件結構分析（如圖1）

1）首先測量零件模型尺寸為228×228的方形料，根據毛坯大小可以確定刀具尺寸。

2）模型型芯為兩個圓柱相交的曲面加工，可用球刀加工，最后用交線清角。

3）模型底面帶有R的圓弧，型芯底面邊界為直角，精加工可分兩次分別加工。

1.2 加工工藝分析

1）模型零件加工部位屬于型腔類零件加工，中間并加入型芯?？蛇x擇正方形毛坯，在數控加工中心上完成加工。

2）零件裝夾采用平口鉗一次性裝夾完成可完成加工。

3）加工工藝如表一

2 刀具選擇和切削參數

在數控加工中，合理選擇刀具和設置刀具參數十分重要，會直接影響加工的零件精度和刀具使用壽命。合理的選擇能夠提高加工效率降低加工成本。根據本人加工經驗和該零件特點，選取刀具和切削參數如表二。

3 創建加工操作

3.1 坐標系與加工幾何體的選擇

UG軟件的加工坐標系應該滿足實際加工環境，X＼Y＼Z三個坐標軸和實際的數控機床對應，在這里將工件坐標系設定在工件的上表面，便于實際的對刀。通過加工坐標系向上偏移10mm距離為安全平面，用來控制刀具的初始平面和結束平面，以完成工件的加工如圖2。

創建幾何體的目的在于規定需要加工的部位和零件在機床中的位置。對于數控加工必須定義加工坐標系、被加工工件、范圍和切除范圍等。在此創建幾何體，就是針對這些定義而設置。

3.2 刀具的創建

在數控加工中，針對所產生的零件類型和復雜程度，會使用不同類型的加工刀具，UG NX模塊數控加工模塊，可以根據參數定義不同形狀的刀具。本工件刀具參數如圖3。

3.3 加工方法的創建

創建加工方法將可以指定余量、公差、切削步距和進給率等設定。系統默認的加工方法包括粗加工（MILL-ROUGH）、半精加工（MILL-SEMI-FINISH）、精加工（MILL-FINISH）和鉆孔加工（DRILL-METHOD）.本例設定的加工方法如圖4。

3.3.1創建操作 （如圖5）

1）選擇CAVITY-MILL創建型腔銑操作，切削模式選擇跟隨部件，步距為刀具直徑50%，切削層為1mm生成加工操作。

2）選擇CORN-ROUGH 清除殘料，參考刀具為上一把刀具。方法為陡峭的，角度為65度，刀具步距為10%的刀具直徑，全局深度為1mm生成加工操作。

3）選擇FIX-COUTOUR創建固定軸曲面加工。驅動方法為區域銑削，切削模式為跟隨部件，刀路方向向內，部距為在部件上刀具直徑的10%。并設定切削、非切削和進給速度參數，生成加工操作。

4）選擇FIXED-CONTOUR-1清角，驅動方法為清根，并設定參數生成加工操作。

5）選擇FACE-MILLING-AREA選擇底面，切削模式選擇輪廓，并設定參數生成加工操作。

4.生成代碼與數控加工

加工刀具軌跡生成后，利用UG后置處理生成NC代碼，不同的機床數控系統用不同的代碼格式，因此針對不同的數控系統應編制不同的后處理程序。

UG系統里提供了一般性的后處理器程序----UG/POST，它有很強的用戶化能力，能適應從簡單到任意復雜的機床及其控制系統的后處理。在這里我們只需在UG軟件中選擇（Postproccss）按鈕，在出現的對話框中選擇“可用機床”為3-Axis Milling，從而生成需要的NC代碼。

將粗、精加工NC代碼分別輸入到數控機床，檢查完程序后，為了安全起見要進行試切加工，發現問題要調試和調整；確定無誤后，進行數控加工。

5. 結語

本文以一個復雜零件為例，利用UG軟件從建模到仿真，最后通過數控機床完成整個零件的加工。再此UG完成了手工編程所不能完成的。不僅降低了程序的出錯率，也提高了產品的精度，保證了加工效率。

參考文獻

[1]王衛兵主編.《UG NX5數控加工案例導航視頻教程》[M]. 北京：清華大學出版社，2007.

[2]楊文勇，謝龍漢主編.《UG NX5數控加工快速入門》[M ]. 北京：清華大學出版社，2007.

作者簡介

王洪艷，碩士，講師，研究方向：機械CAD/CAM。