UG軟件中基于IPW的數(shù)控加工初探

隨著現(xiàn)代制造業(yè)高精密產(chǎn)品向著數(shù)控自動編程加工技術(shù)的發(fā)展，UG軟件在中國得到了廣泛的應(yīng)用，它集線框模型、曲面造型和實體造型于一體，是參數(shù)化和特征化的CAD／CAM高端軟件，其中的CAM數(shù)控自動編程模塊在眾多同類軟件中尤其出色，不需要使用數(shù)控語言編制源程序，只需要輸入圖形，進行人機對話，就可以直接生成可用于數(shù)控加工的程序，形象直觀、效率高、容量高，得到了用戶的好評。

在大型企業(yè)中為了提高生產(chǎn)效率，復(fù)雜零件的UG 造型和編程一般由設(shè)計人員和編程工藝人員分開進行。編程工藝師可以直接調(diào)用CAD模塊中的三維實體造型，根據(jù)制圖模塊中零件的標注的尺寸精度和形位誤差，進入CAM模塊生成刀具切削路線，進而形成數(shù)控加工程序。在傳統(tǒng)的數(shù)控加工編程中，由于數(shù)控編程員對每一步加工工序后還有哪些地方是沒有被加工掉的不是很清楚，在進行粗加工、半精加工、精加工或者換刀加工的工藝編程時候，切削加工都是從零件毛坯開始，這樣會導(dǎo)致數(shù)控加工過程中出現(xiàn)許多空切刀路，浪費大量工時。在實際加工中，每一個加工工序完成后都有一個毛坯的中間過程，稱為IPW（InProcessWorkpiece ），編程設(shè)計可以將前個工序加工完成后的IPW作為后續(xù)加工工序的毛坯，進而達到減少空切、提高生產(chǎn)效率的目的。這就是筆者要討論的基于IPW的數(shù)控加工工藝，也是UG CAM模塊中提供的一項獨特的功能。

下面以實例進行說明，模具模型如圖1所示，根據(jù)模型縱深相差較大，還有大圓角的特點，采用粗加工、半精加工、精加工三道工序來完成。粗加工一般采用型腔銑，用大直徑刀具（此例取20平刀）快速去除大量毛坯余量。采用長方形的毛坯進行粗加工，由于型腔銑是沿著深度方向分層加工，所以加工完后，零件上會存在很多臺階，加工后實體如圖2所示。特別是在大圓弧處，直接進行等高銑精加工，切削條件不均勻，所以要增加一道半精加工

工序。

圖1模具模型 圖2粗加工后的模型

傳統(tǒng)的半精加工工藝主要是逐步減小刀具直徑，以達到逐步減小加工余量的目的。此例依然采用型腔銑，取較小直徑的平刀（14）。若還是采用方形毛坯，則生成的刀路跟粗加工一樣多，如圖3（a）所示，空切時間太長。若能采用IPW，則半精加工可以利用型腔銑粗加工后生成的IPW作為編程與定位對刀的依據(jù)，從而減少很多空刀路，大大地減少了數(shù)控加工時間，而且加工圓角更小，為后續(xù)的精加工留下了更小的圓角加工余量，生成的刀路如圖3（b）所示。二者比較，可以明顯看出基于IPW半精加工的優(yōu)勢。那么如何利用IPW生成加工程序呢？操作者只要在半精加工型腔銑對話框中，選擇“切削”參數(shù)中的“包容”選項，處理中的工件“使用3D”，確定即可，此時生成的刀路就是以粗加工后生成的IPW作為毛坯生成的。這時的型腔銑對話框“主界面”會發(fā)生變化，上方增加了一個“前一個IPW”圖標“”，點擊下方“顯示”按鈕，會把上次粗加工形成的IPW作為毛坯顯示出來。

（a）傳統(tǒng)方式下的刀路(b) 基于IPW的刀路

圖3半精加工方式下生成的刀路

最后，精加工采用等高銑，采用球頭刀（此例取

10），獲得較好的表面粗糙度，模型加工完畢，如圖4

所示。

圖4精加工后的模型

當然在大批量加工時，毛坯最好采用與模型形狀相似的余量均勻的鑄造件，一方面可以節(jié)省材料，另一方面也能節(jié)省數(shù)控加工時間。這就需要在粗加工的時候，“毛坯幾何體”設(shè)置的時候不能采用“自動塊”生成方形毛坯，而應(yīng)該采用“部件的偏置”生成具有一定偏置余量的毛坯來進行。但是，單體試制模型需要大量去除毛坯余量的時候，半精加工利用IPW進行編程，優(yōu)勢還是很明顯的。

（作者單位：青島市技師學(xué)院）