基于UG的五軸加工中心的后處理研究

摘 要：社會經濟的發展讓我國機械制造行業獲得更為廣闊的發展空間，數字化機械制造作為時代發展的必然趨勢，如今已經成為了機械制造的重中之重。本文通過對以UG為核心的五軸加工中心進行分析，并結合實際對五軸加工中心后處理提出個人看法，希望為關注五軸加工中心后處理的人群帶來參考。

關鍵詞：五軸機床;機械加工;后處理

引言：數控機構在加工機械零件時，需要結合機械零件的各項參數來完成加工程序的編寫，合理利用CAM軟件來進行加工編程不僅能夠提高編程效率，還能夠在一定程度上提高零部件的加工質量。因此，有必要對基于UG的五軸加工中心后處理進行研究。

一、五軸加工中心類型

隨著機械領域的不斷發展，各種機械零部件將會逐漸變得越來越復雜，諸如三軸加工中心等一系列加工模式的缺陷也逐漸凸顯了出來，因為在面對復雜性較高的機械零件時，一次裝夾加工精度很難得到保障。而五軸加工中心便可以有效保證加工精度，在保證加工質量的同時減少對刀具、夾具的損耗。由于五軸加工中心其結構相對比較復雜，在傳統X、Y、Z軸的基礎上額外添加了兩組旋轉運動，所以五軸加工中心的使用難度相對偏高。五軸機床通常會由擺動的頭部以及轉動的工作臺組成，所以五軸機床的細分種類有很多，通過結合機床的結構特點進行劃分，機床結構大致可以分為三類。

1.雙轉臺機床

雙轉臺機床的兩個轉臺分別會按照繞X、Z軸進行設置，刀軸則會沿著Z軸來開展切削運動。雙轉臺機床的剛性相對較強，而且旋轉坐標形成范圍較大，所以很多五軸加工中心都會選擇使用雙轉臺機床機構。在利用雙轉臺機床進行UG/CAM編程時，部分零部件可以利用UG的通用后處理代碼來進行加工，稍微復雜的零部件可以通過略微改動NC代碼來進行切削處理。雙轉臺機床作為標準機床，能夠直接利用UGPB菜單來完成后處理制作[1]。

2.擺頭轉臺機床

擺頭轉臺機床的兩個工作臺需要繞Z軸以及Y（X）軸組成，刀軸將會順著Z軸開展切削運動。雙轉臺機床的零件加工相對比較靈活多變，其剛性處于雙轉臺、擺頭中間，屬于一種相對較為常見的機床結構。在開展五軸加工編程時，同樣可以直接采用UG/CAM通用代碼來實現對部分零部件的加工。而且作為標準機床，雙轉臺機床也可以利用菜單完成對后處理的制作。

3.雙擺頭機床

雙擺頭機床作為常見加工中心，其兩個轉動軸全部都作用于刀具，此類機床的運行非常靈活，但是因為擺動結構極為復雜，所以鋼性相對較弱。作為標準機床，雙擺頭機床同樣能夠直接利用UG/CAM軟件中的通用代碼進行加工，并直接制作專用后處理。絕大多數的五軸加工中心均可歸納為此三類，而部分特殊五軸加工中心則無法直接利用UG/CAM軟件。

二、以UG為核心的五軸加工中心后處理研究

1.UG/CAM軟件分析

UG/CAM軟件的應用就是為了保證加工作業的順利進行。通過軟件加工模塊所生成的刀軌，在未修改時往往無法直接進行切削作業。因為五軸機床種類有很多，每一種機床都需要結合硬件性能要求來完成對后處理文件的制作。多數五軸機床的專業后處理程序都可以利用UGPB來完成制作，而部分加工中心作為非標準特殊加工中心，則為了開展五軸加工，就需要在UGPB后處理完成后，采用TCL語言來進行完善[2]。

UGPB是用來創建后處理的專用工具，通過拖動鼠標便可以直接定義輸出內容與相關文件格式，并開展針對程序頭、尾等動作事件的處理。UGPB工具的操作大致會涉及以下三個文件：第一，定義文件。定義文件能夠用于對機床/控制系統功能程序的定義。第二，事件處理文件。該文件能夠針對動作事件處理模式來開展定義。第二，參數文件。UGPB所有的數據信息都可以歸納在參數文件中，這部分數據信息可以通過UGPB來進行修改。

2.五軸加工中心加工步驟

加工主要步驟如下：第一，在零件加工之前，操作人員需要針對工藝資料來進行閱讀，以此來掌握需要進行的后續工作的準確操作步驟。第二，掌握工藝資料之后便要進行準備工作，機械加工時所需的毛坯、刀具準備出來。第三，在進行零部件裝夾時，需要針對零部件裝夾原點以及回轉中心點進行測量時，此時需要明確X、Y、Z三個方向的所有距離參數。第四，裝夾完成后需要結合UG3D圖來對原點進行調整，保證裝夾原點與圖中原點的一致性。第五，編程人員應該結合五軸機床型號來選擇對應的CAM加工程序，加工程序需要輸入到數據庫中。第六，操作人員將程序添加到機床時，如果程序過大，則可以利用在線加工的方式來完成零部件的處理。第七，在正式加工之前，需要利用五軸機床的模擬功能來開展加工模擬，若有問題需要由編程人員及時進行處理。第八，程序未發現問題可以進行零部件試加工，加工檢驗合格后方能開展正式加工作業。

3.加工注意事項

UG編程在實際使用中應該注意以下幾點：第一，五軸機床即便型號相同，其內部結構參數同樣會有所差異，所以在開展加工作業之前應該結合機床說明書來進行尺寸測量，只有這樣才能夠制作出合理的后處理程序。需要注意的是，同型號五軸機床后處理程序可以在技術處理完成后共同使用。第二，在利用五軸機床開展零部件加工時，應該優先進行零部件裝夾，然后在測量位置后對零部件的原點坐標進行微調。第三，五軸加工中心雖然性能參數、加工效果強于三軸機床，但是其整體剛性卻弱于三軸機床，所以在利用五軸加工中心時，需要優先進行零部件的精加工，零部件的粗加工應該避免通過五軸加工中心進行處理。為了提高五軸機床的加工效率，可以選擇利用圓弧進刀等方式來進行作業。第四，五軸機床的精度會在長期加工中逐漸喪失，所以為了保證五軸機床的加工質量，應該針對機床加工精度開展定期檢測，若在檢測中發現加工精度出現變化，則應該結合實際需求來進行機床精度調整。第五，五軸機床的精度較高且強度性能較三軸機床偏低，所以為了保證五軸機床的長期使用，應該注意針對五軸機床開展養護處理，通過養護的方式對刀具、工作臺等零部件進行處理，能夠有效延長五軸機床的使用壽命，并讓五軸機床得以更好的運行。由此可見，在未來的加工過程中，需要對上述事項進行注意，從而保證加工效果能夠達到更加良好、規范的標準。

三、結語

總而言之，機械加工領域的發展速度非常快，為了保證五軸加工中心能夠達到應有的加工精度，就需要針對UP后處理進行研究，以UP為核心的五軸加工中心后處理能夠有效提高加工質量。相信隨著更多人了解到UP后處理的重要性，基于UP的五軸加工中心后處理一定會變得更好。

參考文獻：

[1]陸建軍，徐國權.基于NX的五軸加工中心后處理程序開發[J].金屬加工（冷加工），2021（09）：70-73.

[2]佛新崗.基于PowerMILL的五軸加工中心集成后處理研究[J].工業加熱，2021，50（03）：16-19+23.

張帆（1988.0228）;性別：男，民族：漢，籍貫：河北省保定人，學歷：本科;現有職稱：中級工程師;研究方向：機械加工、熱處理、增材制造。