基于UG電飯鍋上蓋凸模CAM仿真加工

李章國

(建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程系，江蘇 常州 213012)

UG是美國EDS公司推出的功能強(qiáng)大、聞名遐邇的CAD/ CAE/CAM一體化軟件;它的內(nèi)容博大精深，其加工模塊提供了強(qiáng)大的計算機(jī)輔助制造功能;如對刀具如對刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短、修改等;該模塊同時提供通用的點(diǎn)位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程;該模塊交互界面可按用戶需求進(jìn)行靈活的用戶化修改和剪裁，并可定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫、加工工藝參數(shù)樣板庫使粗加工、半精加工、精加工等操作常用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以減少時間并優(yōu)化加工工藝。

圖1 零件效果圖

圖2 定義零件，毛坯幾何體

1 制定零件的數(shù)控加工工藝方案

零件加工效果圖如圖1所示，零件毛坯尺寸選擇80×80 ×35mm HT150材料或鋼板。加工所使用的機(jī)床為大連機(jī)床廠生產(chǎn)的VDR三軸立式加工中心且剛性較好。數(shù)控加工時合理確定電飯煲上蓋凸模粗加工，半精加工，精加工三個加工階段的加工參數(shù)，熟練進(jìn)行自動編程，數(shù)控機(jī)床的對刀操作，確保零件的加工質(zhì)量。

1.1 采用油壓虎鉗裝夾工件毛坯，使工件伸出鉗口20mm以上，選用Φ80mm盤銑刀將上表面銑削平整。

1.2 粗加工外輪廓，選用ΦD20R4mm可轉(zhuǎn)位兩刃鑲片銑刀粗銑零件外形至10mm深度，側(cè)壁保留0.2mm精加工余量。

1.3 二次粗加工外輪廓選用ΦD12R1.5mm可轉(zhuǎn)位兩刃鑲片銑刀粗銑深度尺寸15+0.020 mm及邊角部突臺深尺寸為5+0.020 mm，各部位保留0.2mm加工余量。

1.4 半精加工，銑削兩側(cè)壁，選用ΦD8R4mm硬質(zhì)合金銑刀對以上粗銑部位進(jìn)行精加工達(dá)到精度要求。

1.5 創(chuàng)建底面平面銑加工，選用ΦD12R1.5mm可轉(zhuǎn)位兩刃鑲片銑刀凸臺夾持部位高度尺寸在5－5.5mm之間。保留0.2mm精加工余量。

1.6 選用ΦD8R1mm可轉(zhuǎn)位兩刃鑲片銑刀進(jìn)行曲面半精加工，曲面半精加工。

1.7 選用ΦD6R0.5mm硬質(zhì)合金銑刀進(jìn)行曲面精加工，凹槽精加工。

1.8 加工完畢后手動去除飛邊、毛刺并涂防銹油。

2 UG軟件仿真加工

2.1 啟動UG NX6.0，軟件，打開圖形，進(jìn)入NX環(huán)境并設(shè)定好加工環(huán)境。

2.2 創(chuàng)建加工坐標(biāo)系MCS，設(shè)第201層為可選，201層為毛坯幾何體，操作導(dǎo)航器的視圖為幾何體視圖;MCS中設(shè)置好相應(yīng)參數(shù)。

2.3 設(shè)置workpiece，定義電飯鍋下模為零件幾何體，Select中塊作為毛坯幾何體。如圖2所示

2.4 創(chuàng)建刀具，在父節(jié)點(diǎn)組中選擇GENRIC_MACHINE，定義 EM20－4為刀具名稱，分別選擇 D20R4，D12R1.5，D12R1，D8R4，D8R1，D6R0.5的刀具并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。

2.5 創(chuàng)建初加工刀軌，在子類型(Subtype)欄中選擇Cavity－mill并設(shè)置相應(yīng)參數(shù);切削方法設(shè)置為Follow Periphery，步距設(shè)置為刀具直徑的70%。Depth Per Cut為0.6，進(jìn)退刀欄Method中Horizontal輸入10，Cutting中切削次序選擇N層優(yōu)先，切削方向向內(nèi);在 Part Side Stock中輸入0.4，F(xiàn)eed Rates，Spindle Speed輸入1500;選擇Generate生成刀路軌跡，如圖3所示。

圖3 初加工刀軌

圖4 二次開粗

2.6 二次開粗，將剛剛生成的程序L1拷貝粘貼，將刀具改為 EM12_1.5，Stepover:Tool Diameter，Percnet設(shè)為70，Depth Per Cut(Range 1)輸入0.5;設(shè)置Cutting切削參數(shù)，Use Floor Same As Side選項(xiàng)設(shè)置為 On，在側(cè)邊余量(Part Side Stock)中輸入0.2，In Process Workpiece選擇 Use 3D，Spindle Speed設(shè)為2200，選擇Generate生成刀路軌跡，如圖4所示。

2.7 半精加工，設(shè)置刀具，切削等參數(shù)銑削兩側(cè)壁，子類型(Subtype)欄中單擊ZLEVEL_CORNER圖標(biāo)。設(shè)置:Program:PROGRAM;Use Geometry:WORKPIECE;Use;Tool: EM16;UseMethod:MILL_SEMI_FINISH;Name:L2;選擇OK。出現(xiàn)ZLEVEL_CORNER對話框:Depth Per Cut設(shè)為0.5;Cut Order:Level First.選擇Cut Area，選擇如圖5紅色區(qū)域。選擇OK。選擇Cutting，Use Side Stock設(shè)為ON。Part Side Stock: 0.1。選擇OK，生成刀路軌跡，并接受刀軌。將L2拷貝并粘貼。點(diǎn)擊 Cutting，將 Use Floor Same As Side設(shè)為 OFF;Part Side Stock:0，Part Floor Stock:0.1;選擇Generate圖標(biāo)，生成刀路軌跡，并接受刀軌。

圖5 銑削兩側(cè)壁

圖6 底面平面銑加工

2.8 創(chuàng)建底面平面銑加工，在類型欄選擇Mill－planar，分別在子類型欄，Cut Area中設(shè)置相應(yīng)參數(shù);生成刀路軌跡，并接受導(dǎo)軌。如圖6。

2.9 半精加工，設(shè)置刀具，切削速度等參數(shù)進(jìn)行曲面半精加工，生成刀路軌跡，如圖7所示。

圖7 曲面半精加工

圖8 精加工凹槽

2.10 設(shè)置刀具，切削速度等參數(shù)進(jìn)行曲面精加工，生成刀路軌跡，并接受刀軌。

2.11 精加工凹槽，將曲線1偏移4mm，如曲線2，Drive Method選擇Curve/Point。選擇曲線2。設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，生成刀路軌跡。如圖8所示。

2.12 在操作導(dǎo)航器中，選擇全部程序進(jìn)行過切檢查。如果沒有發(fā)生過切，系統(tǒng)將給予沒有過切的進(jìn)示。

2.13 后置處理。在操作導(dǎo)航器下，選中程序，在加工操作菜單條中選擇UG/Postprocess圖標(biāo)。選擇相應(yīng)的機(jī)床文件并指定輸出文件的路徑和名稱;處理完成后，在信息窗口將列出相應(yīng)信息。同時產(chǎn)生一個數(shù)控程序(*.ptp)，該程序可以直接送去對應(yīng)的數(shù)控機(jī)床加工。

2.14 工藝清單

在操作導(dǎo)航器(ONT)中，選擇全部程序，點(diǎn)擊Shop Documentation圖標(biāo)，彈出Manufacturing Part Reports對話框，選擇Tool List(HTML)，點(diǎn)擊OK。

將產(chǎn)生一個網(wǎng)頁格式的刀具清單，如圖9所示。該清單可以指導(dǎo)現(xiàn)場操作人員加工該零件。該清單的格式可以自己定制。

圖9 刀具清單

通過以上的操作完成電飯煲上蓋凸模數(shù)控加工時刀位的生成，在UG Post利用圖形后處理模塊，由CAM生成刀軌路徑文件，從中提出取相關(guān)的加工信息，并根據(jù)指定數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及NC程序格式要求進(jìn)行分析、判斷和處理，生成可識別的NC程序;把代碼NC程序輸入機(jī)床中，實(shí)現(xiàn)零件的加工。在UG Post利CAM中通過后處理來實(shí)現(xiàn)整個過程加工。

3 結(jié)束語

基于UG的CAD/CAM，在模具設(shè)計與制造中實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息的流暢、解決數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化及數(shù)據(jù)共享;高速洗削不僅加工了復(fù)雜的曲面，而且提高了零件表面質(zhì)量與精度，縮短了制模周期，隨著計算機(jī)輔助制造的發(fā)展，制造模具將更加集成化，數(shù)字化。

［1］《UG銑制造過程實(shí)用指導(dǎo)》王慶林，等編著;清華大學(xué)出版社;2006.8

［2］《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》吳宗澤主編，化工工業(yè)出版社; 2004.6

［3］《UG NX8.0模具設(shè)計教程》展迪優(yōu)主編，機(jī)械工業(yè)出版社;2011.11