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UG軟件在數(shù)控加工中的應(yīng)用

2016-10-24 來源：德州亞太集團(tuán)有限公司作者：程雪連　王肖英

摘　要:　數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用汽車、醫(yī)療、輕工等重要行業(yè)，如數(shù)控車、銑、線切割、電火花等加工。為了使數(shù)控設(shè)備加工出合格的零件，正確的編制數(shù)控加工程序是很重要的。能夠利用UG 軟件的造型功能，構(gòu)建出零件的幾何形狀，并可以圖形交互式地模擬演示材料按數(shù)控刀軌數(shù)據(jù)被去除的過程，自動(dòng)生成需要加工程序，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:　UG 軟件；數(shù)控加工；編程

數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)療、輕工等重要行業(yè)，如數(shù)控車、銑、線切割、電火花等加工。數(shù)控設(shè)備為精密復(fù)雜零件的加工提供了基本條件，但要加工出合格的零件，正確的編制數(shù)控加工程序是很重要的，其中數(shù)控加工程序包括了零件的工藝過程，刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。若為簡(jiǎn)單的零件，一般采用手工編程的方法；但對(duì)于復(fù)雜的零件，往往借助于UG軟件的CAM 模塊編制加工程序，以縮短編程時(shí)間，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點(diǎn)。

1.　數(shù)控加工編程

數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控程序的優(yōu)劣直接影響了數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量和使用效率。

隨著數(shù)控機(jī)床的誕生，數(shù)控編程技術(shù)也隨著發(fā)展起來了，至今已有三個(gè)過程：分別為手工編程、語言自動(dòng)編程與圖形交互式自動(dòng)編程。對(duì)于幾何形狀簡(jiǎn)單而且加工程序不長(zhǎng)，計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單的零件，比如點(diǎn)位加工或著是幾何形狀簡(jiǎn)單的輪廓加工，一般會(huì)采用手工編程。如果零件形狀復(fù)雜或著是程序量比較大，那么用手工編程比較難，這時(shí)可以采用語言自動(dòng)編程。語言自動(dòng)編程優(yōu)點(diǎn)很多：比如程序簡(jiǎn)練，走刀控制靈活等，但它也有自身的缺點(diǎn)：很難運(yùn)用語言的形式，精確的描述零件復(fù)雜的幾何形狀，從而沒有幾何直觀性；也沒有一些驗(yàn)證手段：比如對(duì)零件形狀的顯示、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡等；高度的自動(dòng)化，集成化有待提高。面對(duì)語言自動(dòng)編程的這些缺點(diǎn)，從而在20 世紀(jì)80 年代后期提出了基于圖形的圖形交互式自動(dòng)編程。首先用戶利用UG 軟件中的CAD 功能，造型出零件的幾何形狀，然后工藝分析出它的零件圖樣，確立出加工方案，其后需要利用UG 軟件的CAM 功能，制定出工藝方案、選擇正確的切削用量、設(shè)定出合適的刀具和參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算并且對(duì)應(yīng)的生成刀位軌跡文件，最后利用后處理功能生成特定數(shù)控系統(tǒng)需要的加工程序。我們把這種方法定為圖形交互式的自動(dòng)編程。它的這種自動(dòng)編程系統(tǒng)使CAD 與CAM 功能相結(jié)合，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點(diǎn)。

2.　UG 軟件介紹

UG 是集CAD/CAE/CAM 于一體的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，也是現(xiàn)在運(yùn)用廣泛的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析與制造軟件之一，應(yīng)用于汽車、航空航天、交通、通用機(jī)械、日用消費(fèi)品與電子工業(yè)等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。UG 軟件的加工制造模塊功能強(qiáng)大，我們可以通過圖形很清晰的看到刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且能對(duì)它的圖形化進(jìn)行修改。還能通過點(diǎn)位的加工編程功能，可用于鏜孔、鉆孔、攻螺紋等加工編程。得到的數(shù)控程序編輯調(diào)試后輸入到數(shù)控機(jī)床即可進(jìn)行數(shù)控加工。

3　數(shù)控加工模擬

數(shù)控加工模擬流程：零件圖紙分析→ UG 對(duì)零件3D 建模→確定加工部分→選擇工藝參數(shù)、產(chǎn)生加工軌跡→后置處理→生成NC程序→由通訊口輸入數(shù)控機(jī)床。通過這個(gè)流程處理，在UG 軟件中就很容易得到數(shù)控加工程序。利用UG 軟件中的建模功能對(duì)零件進(jìn)行三維造型，如圖1 所示。進(jìn)入加工模塊，對(duì)零件的工藝路線、走刀路線進(jìn)行分析，確定好機(jī)床、刀具和工藝參數(shù)后，利用UG 軟件提供的CAM 功能，可以圖形交互式地模擬演示材料按數(shù)控刀軌數(shù)據(jù)被去除的過程。檢測(cè)工藝參數(shù)的設(shè)置是否合理，零件在數(shù)控實(shí)際加工中是否存在干涉，設(shè)備的運(yùn)行動(dòng)作是否正確等，對(duì)零件實(shí)際加工操作前起到較好的檢驗(yàn)功能。

圖1　通過UG 的建模功能創(chuàng)建零件三維圖

模擬加工出的零件是否合格，系統(tǒng)會(huì)給出相關(guān)加工過程的報(bào)告。這樣可以在實(shí)際生產(chǎn)中省去試切的過程，減少材料的消耗，提高生產(chǎn)效率，如圖2 所示。

圖2　刀具與刀軌路徑圖

4.　數(shù)控加工程序生成

通過UG 軟件模擬數(shù)控加工，確認(rèn)零件合格后，就可以利用UG 軟件的后處理程序來生成數(shù)控代碼，如G 代碼、M 代碼等。有一點(diǎn)需要說明，對(duì)于不同的數(shù)控設(shè)備，應(yīng)采用相對(duì)應(yīng)的后處理程序，從而生成的數(shù)控代碼需要適當(dāng)修改后，才可以輸出到數(shù)控設(shè)備中，提供給數(shù)控加工的應(yīng)用。

5.　數(shù)控加工程序的輸入

把加工程序輸入到數(shù)控機(jī)床中方法挺多，比如存儲(chǔ)卡、鍵盤、磁盤、光電閱讀機(jī)、磁帶、連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC 接口及網(wǎng)絡(luò)等。利用計(jì)算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的通信接口，把自動(dòng)編制的加工程序傳輸至數(shù)控機(jī)床的程序存儲(chǔ)器中，然后操作機(jī)床的師傅把需要的零件加工程序調(diào)出來應(yīng)用。目前一些新型數(shù)控機(jī)床已經(jīng)有了大容量存儲(chǔ)卡，數(shù)控程序可以事先存入存儲(chǔ)卡中。

6.　結(jié)論

運(yùn)用UG 軟件自動(dòng)生成零件的數(shù)控代碼，編程人員的時(shí)間大大縮短了，并且提高了程序的正確性和安全性，機(jī)床調(diào)整時(shí)間和機(jī)床試切時(shí)間也隨著減少很多，生產(chǎn)成本有所降低，工作效率相對(duì)應(yīng)的提高了。

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