基于零件編程教學(xué)方法的探索研究

高沙沙 水志祥

摘 ?要：傳統(tǒng)的UG編程教學(xué)方法與實(shí)際應(yīng)用有所脫節(jié)，本文提出基于零件編程的教學(xué)方法是依據(jù)零件特征選擇合適的編程策略，讓學(xué)生體會(huì)到各個(gè)編程策略的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：UG編程;教學(xué)方法;零件

一、引言

UG作為SIEMENS下屬的一款優(yōu)秀的綜合性軟件在企業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在工業(yè)4.0迅速發(fā)展的今天，設(shè)計(jì)制造一體化成為一種趨勢(shì)。編程模塊是UG的一個(gè)重要模塊，在航空航天、模具制造等各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，UG編程在教學(xué)中占用一半以上的課時(shí)，幾十種編程策略既獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)，怎么把這些編程策略講明白是困擾教學(xué)的一個(gè)難題。在和已參加工作的畢業(yè)生交流時(shí)，他們提起剛?cè)肼殨r(shí)的迷茫讓我們很困惑，單獨(dú)的一個(gè)編程策略大家都很熟悉，為什么遇到零件加工時(shí)反而不知所措呢，是不是我們的教學(xué)方法和實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)呢？帶著這種疑問(wèn)我們對(duì)UG編程教學(xué)方法進(jìn)行了探索研究。

二、傳統(tǒng)教學(xué)方法

市面常見(jiàn)的UG編程教材一般以編程策略為主體，按照編程策略的參數(shù)條目進(jìn)行講解，學(xué)生接受快，但不同的加工策略之間的區(qū)別和練習(xí)學(xué)生不能有清晰的了解。而實(shí)際應(yīng)用中對(duì)編程策略的應(yīng)用比較多面，同一個(gè)特征可以用不同的策略進(jìn)行編程，如果拘泥于教材會(huì)和實(shí)際有所脫節(jié)。

三、改革后的教學(xué)方法

我們采用以零件為主體，基于零件特征采用不同的編程策略達(dá)到相同的結(jié)果，使學(xué)生對(duì)各個(gè)編程策略有了清晰的認(rèn)識(shí)，達(dá)到了很好的教學(xué)效果，我們?cè)谕惶卣魃鲜褂貌煌木幊滩呗裕寣W(xué)生真正體會(huì)到編程的樂(lè)趣。

1.零件分析。該零件由兩個(gè)圓錐體及底板組合而成，零件正面共有三個(gè)平面，兩處曲面及四周側(cè)壁組成。

2.編程策略分析

（1）平面加工策略

①平面銑。該編程策略可以定義毛坯的延展距離，當(dāng)毛坯設(shè)計(jì)尺寸和實(shí)際毛坯尺寸有誤差時(shí)用這個(gè)參數(shù)可以避免加工不到位的情況，但此加工策略在步距定義上要注意避免殘留情況的發(fā)生[1]。該編程策略主要用于平面加工程序的編制，用此種策略生成的刀具路徑如下圖2所示。

圖1平面銑編程策略生成的刀軌 ? ?圖2輪廓銑編程策略生成的刀軌

②輪廓銑。該編程策略是根據(jù)所選的邊界生成刀具路徑，內(nèi)外邊界圍成的區(qū)域即為加工區(qū)域，此編程策略在實(shí)際中也經(jīng)常用來(lái)生成平面加工程序，可以選擇“跟隨周邊”或“跟隨部件”生成區(qū)域程序，選擇“輪廓”生成單條刀軌，刀軌生成方式靈活多變，生成速度快，不用實(shí)體即可生成平面加工程序，通過(guò)設(shè)置刀具與邊界之間的位置關(guān)系（相切或?qū)χ校﹣?lái)控制加工的范圍[2]。

③其他編程策略。UG很多策略都可以用于平面加工，比如型腔銑，固定輪廓銑等方式，型腔銑一般用于粗加工，采用等高的方式加工。固定輪廓銑常用于精加工，根據(jù)平面特點(diǎn)定義刀軌與X軸的夾角來(lái)生成程序。

（2）曲面編程策略。曲面特征粗加工常用的加工策略為型腔銑，即等高銑，特點(diǎn)是刀具一層層從高向低加工，可以根據(jù)實(shí)際毛坯狀態(tài)定義是方塊毛坯還是隨型毛坯，型腔銑生成的刀軌（按隨型毛坯計(jì)算）所示。曲面精加工常用的編程策略為固定輪廓銑或等高銑。固定輪廓銑加工方式加工范圍廣，刀軌生成方式多樣;等高銑用于陡峭面加工，等高銑在非陡峭面步距會(huì)加工，在實(shí)際中要特別注意這一點(diǎn)。

（3）側(cè)壁編程策略。側(cè)壁加工常用的策略有兩種，等高銑和輪廓銑。側(cè)壁精加工采用立銑刀時(shí)可用這種方法只在底層生成單條刀軌，加工出的效果垂直度光潔度均較好。當(dāng)我們把所用零件稍作調(diào)整，用這種方式生成的刀軌對(duì)比如下圖3和圖4所示。

圖3輪廓銑編程策略生成的刀軌 ? 圖4等高銑編程策略生成的刀軌

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，輪廓銑是按照所選邊界從某一高度層層加工至所選底面，而等高銑是基于實(shí)體高度加工，層層加工至底層。

四、結(jié)論

零件是貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程的主線，所以在學(xué)期開(kāi)始就要根據(jù)教學(xué)安排選擇好合適的零件，該零件盡可能的包括更多的特征，避免教學(xué)過(guò)程中零件切換，讓學(xué)生體會(huì)到各個(gè)編程策略的特點(diǎn)，能根據(jù)特征選擇合適的加工策略完成程序的編制，將來(lái)他們走上工作崗位時(shí)才不至于手忙腳亂。

參考文獻(xiàn)：

[1]王衛(wèi)兵.UGNX數(shù)控編程實(shí)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

（作者單位：高沙沙/河南鄭州城市職業(yè)學(xué)院;水志祥/河南鄭州宇通客車(chē)股份有限公司）