基于UG的溝槽車削編程

吳一帆

摘 要：該文以帶有非圓曲線溝槽的零件為例，介紹了如何利用UG CAM車削加工功能，編制切槽加工程序的設(shè)置方法。該文從如何快速建立加工模型開(kāi)始，論述了坐標(biāo)系、毛坯、部件、刀具及切削類型選擇，最后生成加工刀軌的全部設(shè)置過(guò)程，重點(diǎn)講述了切槽時(shí)刀軌參數(shù)設(shè)置的要點(diǎn)，并在文中最后論述了UG編程與手工編程各自的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了從提高編程效率出發(fā)，在實(shí)際工作中各自的適用范圍。

關(guān)鍵詞：數(shù)控編程 車削建模 UG 編程設(shè)置 溝槽加工

中圖分類號(hào)：TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）02（a）-0038-02

數(shù)控車削是在平面內(nèi)的加工，一般車削程序用手工編程。隨著技術(shù)進(jìn)步，非圓曲線被設(shè)計(jì)應(yīng)用于產(chǎn)品之中，雖可以用宏程序來(lái)解決，但宏程序?qū)幊倘藛T技術(shù)要求高，程序需調(diào)試，效率低。軟件技術(shù)發(fā)展迅猛，輔助制造軟件如UG、PorE、CAXA等因其操作便捷，編程方便，已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。現(xiàn)大多數(shù)模具加工企業(yè)用UG軟件編程，但UG教材大都針對(duì)加工中心編程進(jìn)行論述，數(shù)控車編程教材很少，筆者結(jié)合軸類零件中各類溝槽應(yīng)用實(shí)例來(lái)介紹一下UG中數(shù)控車的編程方法。

1 典型零件分析

如圖1所示，該零件左端是一V形槽，右端是拋物線與橢圓相切的溝槽，用UG軟件可以很方便地生成刀軌，經(jīng)過(guò)后處理就可生成加工程序。

2 輪廓模型建立

（1）采用草圖繪制輪廓：進(jìn)入草圖（XY平面為草圖平面），坐標(biāo)原點(diǎn)在工件右端與軸線相交點(diǎn)上。草圖中無(wú)法直接繪拋物線，故繪除拋物線外的其余輪廓。

（2）完成草圖后，利用曲線-拋物線命令生成拋物線。該拋物線工件坐標(biāo)系方程X=0.14Z2，換成直角坐標(biāo)方程：Y=7.142 86X2，計(jì)算焦距P=1.785 7。在拋物線命令中選擇拋物線頂點(diǎn)，進(jìn)入拋物線參數(shù)界面，依次填入焦距長(zhǎng)度：1.785 6；最小DF：-10；旋轉(zhuǎn)角度：90°。按“確定”生成拋物線。也可在UG表達(dá)式中創(chuàng)建拋物線表達(dá)式，并利用規(guī)律曲線命令生成拋物線，完成輪廓如圖2所示。

3 刀軌設(shè)置

UG編程是經(jīng)過(guò)設(shè)定坐標(biāo)系、工件幾何體、刀具，最后創(chuàng)建操作生成刀軌這樣的過(guò)程。進(jìn)入CAM模塊后首先要求選擇加工類型，選“TURNING”。

3.1 加工區(qū)域的設(shè)定

在操作導(dǎo)航器-幾何視圖中：（1）加工坐標(biāo)系設(shè)定（雙擊MCS_SPINDLE）：指定平面ZM-XM，建立加工坐標(biāo)系，原點(diǎn)不變。（2）部件邊界（雙擊子級(jí)項(xiàng)TURNING_WORKPIECE）：選工件外輪廓為部件邊界，選擇曲線先后順序應(yīng)為加工方向，刀具側(cè)為右。（3）毛坯邊界：以左端中心點(diǎn)為毛坯安裝位置點(diǎn)，設(shè)長(zhǎng)度72，直徑50。

3.2 刀具創(chuàng)建

在操作導(dǎo)航器-機(jī)床視圖中建立：外圓刀：OD_55_L，方向角度32，刀尖半徑0.4；切槽刀：刀片寬3；R槽刀（同切槽刀）：刀片寬2.5，R1.25；端面槽刀：刀片寬2.5。

3.3 創(chuàng)建操作

先建立數(shù)個(gè)程序組，根據(jù)加工順序把使不同刀具的操作放入不同程序組中。

3.3.1 外形刀軌設(shè)置

用“創(chuàng)建操作”工具進(jìn)入對(duì)話框，選操作子類型“ROUGH_TURNING_OD”；刀具””O(jiān)D_55_L””；幾何體：TURNING_WORKPIEC，“確定”后進(jìn)入“外徑粗車”對(duì)話框。設(shè)定切削深度；通過(guò)“進(jìn)給率和速度”工具設(shè)定切削速度和進(jìn)給速度；在“切削參數(shù)”工具中可設(shè)定粗加工余量。為不讓外圓刀具切入槽，設(shè)定“變換模式”為“省略”。然后可生成外形加工刀軌。

3.3.2 V形槽刀軌設(shè)置

進(jìn)入“創(chuàng)建操作對(duì)話框”，選操作子類型“GROOVE_OD”；刀具：“切槽刀”。進(jìn)入“槽加工”對(duì)話框，編輯“切削區(qū)域-軸向修剪平面”選V形槽左右兩點(diǎn)為邊界；設(shè)定切削策略“交替插削”；步距75%。如要進(jìn)行精加工，進(jìn)入“切削參數(shù)”對(duì)話框：在“余量”框中設(shè)定精加工留量；在“輪廓加工”中選上“附加輪廓加工”，可進(jìn)一步選擇精加工刀軌策略，一般用“僅向下”。生成刀軌如圖3所示。注：槽刀有左右兩個(gè)刀尖點(diǎn)，加工時(shí)常用左刀尖對(duì)刀，但UG中會(huì)把左右兩刀尖都作為編程點(diǎn)來(lái)生成刀軌，將會(huì)使槽加寬一個(gè)刀寬，故應(yīng)在刀具跟蹤點(diǎn)設(shè)置中去除右刀尖選擇。

3.3.3 曲線槽刀軌設(shè)置

基本設(shè)置同上。其中刀具設(shè)置“R槽刀”。切深槽時(shí)需斷屑，可在“切削參數(shù)-切屑控制”對(duì)話框中設(shè)定每次切深，設(shè)置粗加工余量0.05，在此對(duì)話框中的公差設(shè)置為刀軌擬合形狀公差，減小該值可提高曲線精度。在“附加輪廓加工”，用“全部”，從右向左精加工曲線槽。刀軌如圖4所示。

刀軌生成后，用”后處理”工具，選擇相應(yīng)的機(jī)床配置文件（需根據(jù)機(jī)床類型定制）即可生成G代碼。

4 結(jié)語(yǔ)

切槽刀要計(jì)算刀寬，手工編程需進(jìn)行更多數(shù)據(jù)計(jì)算；非圓曲線手工編程用宏程序，計(jì)算量大，且有刀尖半徑誤差，形狀精度差。采用UG編程，刀軌實(shí)時(shí)生成，無(wú)需再在機(jī)床上驗(yàn)證，且無(wú)論槽形，編程類似。筆者認(rèn)為，也不應(yīng)放棄手工編程，手工編程無(wú)需建模，對(duì)于簡(jiǎn)單形狀而言，編程快、可讀性強(qiáng)、修改方便。如該零件，最高效的編程方式是兩者結(jié)合：用G71指令完成外形加工，用UG完成槽的程序（建模只需在相應(yīng)位置繪制兩個(gè)槽形）。

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