深入研究UG軟件在數控加工中的應用

劉兆良，楊贊波

（湖南有色金屬職業技術學院，湖南 株洲 412000）

眾所周知，數控加工設備是由數控編程控制的，因此計算機編程質量將影響企業生產效率及質量。目前，UG軟件是制造企業應用較多的數控加工軟件，其被廣泛應用在加工環節中，例如：數控車床、數控線路等編程中，可有效提升零件加工質量，這對企業發展具有重要作用[1]。

1 數控加工編程

數控機床是安裝有控制程序的自動化機床，其可完成復雜、精密、多品種零件加工任務，其生產效率較高。數控機床是由數控系統、床身、主軸箱、刀架進給系統、液壓系統等部分構成。而數控系統則是影響數控機床生產效率及質量的重要部分，因此企業需重視數控程序編制質量。數控編程技術主要經過手工編程、語言自動編程、圖形交互式自動編程這三個發展階段。由于點位加工、幾何形狀較為簡單的零件加工較為簡單，因此可采用手工編程方式編制加工數控程序；若零件形狀較為復雜、程序編制較為復雜，不能采用手工編程方式，這時可使用語言自動編程方式，如此才可保證數控編程質量。語言自動編程具有以下優勢：操作簡單、走刀控制靈活等；其缺點為：不能用語言詳細描述零件幾何圖形（這也將影響數控機床加工質量）；沒有檢驗方法（不能驗證刀具運行軌跡是否與要求相符、不能驗證零件形狀是否與要求相符等）；自動化程度不夠高等[2]。

早在20世紀80年代后期就形成了圖形交互式自動編程方式，此種方式可有效避免語言自動編程方式的缺點，提升企業生產效率及質量。用戶可通過UG軟件中的CAD模塊，設計出零件的幾何形狀，之后通過分析研究零件圖樣，并制定加工方案及計劃。之后利用CAM模塊，制定詳細加工方案、明確毛坯切削量、選擇刀具、確定參數，計算并編制刀具運動軌跡文件。最后，通過UG軟件的處理模塊形成數控加工程序?？傊?，與其他兩種編程方式相比，圖形交互式自動編程具有高效、可視化等優勢[3]。

2 UG軟件各個模塊的功能

（1）CAD模塊。第一，CAD模塊可為用戶提供零件產品實際形狀，并且可生成、編輯零件曲線?？傊?，用戶可通過此模塊建設零件產品模型；第二，CAD模塊擁有多種加工工具，用戶可通過此模塊形成零件的二維工程圖；第三，CAD模塊擁有鈑金零件的建模功能，可在生成鈑金零件時，編輯相關參數；第四，用戶用CAD模塊模擬機械裝配工作時，可采用自上而下或自下而上裝配方法，把所有零件圖形組裝為完整機械圖；第五，CAD模塊可為設計人員提供其需要的模具設計環境，同時還可引起用戶設計模具的興趣。

（2）CAM模塊。CAD模塊可對單個、多個零件型腔進行粗加工，同時可設計加工精度較低、具有曲面間隙、形狀重疊的容腔銑削零件模型。用戶在對零件模型進行后處理加工時，可通過CAM模塊設置加工后置處理程序。此外，CAD模塊還可采用多種切割方式加工零件（比如：2軸線切割加工、4軸線切割加工方式等）。

（3）CAE模塊。CAE模塊可分析標準模態、穩態熱傳遞，可在零件安裝前后進行處理，CAE模塊可用于評估模具仿真情況與其性能，以便設計人員判斷模具設計是否科學、合理。若模具設計不夠合理，則可明確其不合理位置，因此，設計人員可利用CAE模塊分析模型設計是否合理，并對其進行運動仿真。

相關工作人員在選擇加工刀具時，需堅持以下原則：

首先，依據零件型面形狀選擇合適刀具。若需精加工、半精加工零件的凹形面，需盡量使用球頭刀，此種刀具可保證加工質量符合要求；若需粗加工零件的凹形面，則可選擇平段立銑刀或圓角立銑刀；若需粗加工零件圖形表面，也可選擇在平段立銑刀或圓角立銑刀。

其次，嚴格依據從大到小的原則選擇合適刀具。模具型腔涉及多種曲面，因此在加工過程中，不能選擇一種刀具進行加工。此外，為保證零件加工質量，需選擇較大直徑的刀具加工各種零件。

最后，粗加工零件時需盡量選用圓角立銑刀。首先，圓角立銑刀可在與零件接觸時明確連續切削力的改變，如此可保證零件加工效率及質量。選用此類刀具，還可降低刀具磨損程度，從而實現延長刀具使用壽命、降低企業成本的目標；其次，圓角立銑刀的切削條件較好（與其他加工刀具不同，其可為精加工留有一定余量），可為之后的加工操作奠定基礎。

3 UG軟件在數控加工中的運用

（1）設置虛擬化加工制造環境。利用UG軟件，可依據零件加工實際情況，科學設置虛擬加工環境。在此虛擬環境中，用戶可選擇數控機床模型。同時可詳細規定刀具、工件毛坯模型等。為保證虛擬制造環境與實際加工環境相符，用戶可適當修改模型尺寸，并且調整期位置，用戶可通過UG軟件進行是客戶啊操作，如此可保證虛擬制造環境與實際制造環境相同。

（2）模擬整個加工過程。仿真模擬過程主要包含解讀NC代碼及模擬加工過程中的造型計算這兩個程序。解讀NC代碼就是利用語言解釋NC代碼，并將其轉變為可用于指導機床軸位移動的各種數控命令；模擬加工過程中的造型計算指的是仿真模擬數控加工程序，并且依據數控程序明確零件加工過程，三維計算整個將毛坯加工為完整零件的過程。

（3）檢查仿真過程。通過UG軟件建設的虛擬制造環境屬于三維立體模型，床模型、刀具模型、加工過程的動態演化等均屬于三維造型計算，而檢查則是為分析這些模型是否存在運動相交情況，以保證零件加工質量。若在檢查過程中，發現模型存在運動相交情況，相關工作人員需建設干涉產生的實體。

4 結語

總而言之，在機械生產過程中使用最多的就是UG軟件，其可有效提升數控機床加工效率及質量，如此可提高企業經濟效益及競爭力，推動企業穩定、健康發展。同時，使用UG軟件，可有效提升程序的準確性及安全性，縮短生產機床調試時間，降低企業生產成本，推動生產企業持續、健康發展。