基于NX CAD/CAM技術(shù)在復(fù)雜零件加工中的應(yīng)用

匡清++顧濤

摘要：以項(xiàng)目中的復(fù)雜零件為例，論述了NX CAD/CAM模塊在實(shí)際加工中的應(yīng)用過程和方法，通過UG CAD模塊對(duì)零件進(jìn)行實(shí)體建模設(shè)計(jì)；使用UG CAM模塊對(duì)零件進(jìn)行合理的加工參數(shù)設(shè)置，產(chǎn)生刀具軌跡，完成零件的數(shù)控加工。NX軟件能在復(fù)雜零件的數(shù)控加工發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，提高加工效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：NX CAD/CAM 復(fù)雜零件 數(shù)控加工

中圖分類號(hào)：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）07-0020-02

1 引言

現(xiàn)在的數(shù)控程序員認(rèn)證考試中，要求加工的零件往往很復(fù)雜，見圖1所示。通過原來的手工編程的方式，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，幾乎不可能完成零件的數(shù)控加工，更不要說保證零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。因此，只有運(yùn)用CAD/CAM一體化軟件，通過自動(dòng)編程的方式，來完成零件的數(shù)控加工。這里，我們選用UG NX6軟件，充分發(fā)揮NX CAD/CAM高度集成的優(yōu)勢(shì)來完成復(fù)雜零件的數(shù)控加工。

2 UG CAD建模

2.1 零件的特點(diǎn)及分析

UG NX6中的Modeling模塊，提供了Sketch（草圖）、Curve（曲線）、Form Feature（實(shí)體）等模塊。選擇何種建模方法，主要是依據(jù)加工零件的特點(diǎn)而定。我們需要設(shè)計(jì)的零件。結(jié)合相關(guān)資料，可知材料是YL12，加工性能良好。毛坯尺寸為120×80×30mm。零件表面由凸臺(tái)、型腔、曲面等構(gòu)成，內(nèi)部又包含一些通槽、內(nèi)孔、斜角等特征，零件結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。其主要尺寸公差為IT8級(jí)，表面粗糙度為1.6，精度要求比較高。手工編程沒有辦法完成，要用UG的復(fù)合建模法完成。

2.2 零件的實(shí)際建模過程

零件的UG CAD流程，如圖2所示。零件的UG設(shè)計(jì)過程，如圖3所示。在模型建立之前，先確定零件的主要特征及建立特征的先后順序。根據(jù)零件的主要特征建立創(chuàng)建Sketch（草圖），繪制相關(guān)曲線，并通過適當(dāng)?shù)睦欤‥xtruded Body）、旋轉(zhuǎn)（Recolved Body）以及布爾運(yùn)算（Unite、Subsection、Intersect）等操作建立零件的主要特征，再利用修剪、倒圓、倒角等操作形成零件的實(shí)體造型。

3 UG CAM數(shù)控加工

3.1 工藝分析及加工工藝路線設(shè)計(jì)

由零件圖紙分析外形結(jié)構(gòu)可知，第一次裝夾以毛坯底面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行定位，將零件的下表面銑削開槽。然后翻身以該下表面的兩條槽為精基準(zhǔn)進(jìn)行定位第二次裝夾。夾緊后，銑削上表面和其它項(xiàng)目。這樣加工，可以減少夾具難度，又能保證零件上下底面的平行度。按零件的加工工藝方案，如表1的所示。利用UG的CAM功能，創(chuàng)建相應(yīng)的加工操作，對(duì)應(yīng)生成一個(gè)刀具軌跡文件并最終轉(zhuǎn)換成NC程序，完成加工。

3.2 創(chuàng)建零件的加工操作

進(jìn)入U(xiǎn)G CAM模塊，選擇“cam_general”，設(shè)置“mill_contour”并確認(rèn)，初始化加工環(huán)境，然后依次創(chuàng)建程序、創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體及創(chuàng)建操作，其余選擇系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。

（1）零件的粗加工；選擇“CAVITY_MILL”操作，打開對(duì)話框，設(shè)置如下：指定切削區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)零件；刀具選擇“T03_D14”，補(bǔ)償號(hào)選擇“3”；方法選擇“MILL_ROUGH”；切削模式選擇“跟隨部件”；平面百分比選擇“75%”，全局每刀深度選擇“3mm”；進(jìn)給速度選擇“2000r/min”，進(jìn)給量選擇“200mm/min”；部件余量為“0.5mm”；其余設(shè)置采用默認(rèn)值，其粗加工效果如圖4所示。其他刀具的粗加工類似。

（2）零件的精加工；選擇“REST_MILLING”操作，打開對(duì)話框，設(shè)置如下：刀具選擇“T04_D6”，補(bǔ)償號(hào)選擇“4”；方法選擇“MILL_FINISH”；切削模式選擇“跟隨部件”；平面百分比選擇“50%”，全局每刀深度選擇“1mm”；進(jìn)給速度選擇“3000r/min”，進(jìn)給量選擇“280mm/min”；其余設(shè)置采用默認(rèn)值。其他刀具的精加工類似，零件的最終的精加工效果如圖5所示。

3.3 UG POST后處理

所有UG NX6生成的刀軌都需經(jīng)過UG POST后處理。后處理設(shè)置時(shí)，需要選擇加工中心機(jī)床系統(tǒng)，然后生成對(duì)應(yīng)的NC代碼，才能在對(duì)應(yīng)的加工中心中識(shí)別，自動(dòng)加工零件。

4 結(jié)語

NX軟件強(qiáng)大的CAD/CAM功能，能在復(fù)雜零件的數(shù)控加工中發(fā)揮強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，能夠大大的降低編程難度，提高數(shù)控編程效率，保證數(shù)控加工質(zhì)量。同時(shí)，也對(duì)其它復(fù)雜零件的數(shù)控加工起到借鑒作用。當(dāng)然，實(shí)際的加工中，還要考慮到零件的形狀、工裝方式以及加工環(huán)境的復(fù)雜性，才能加工出滿足質(zhì)量要求的合格零件。

參考文獻(xiàn)

[1]王衛(wèi)兵，田秀紅.UG NX6數(shù)控編程實(shí)用教程（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[2]石皋蓮，吳少華.UG NX CAD應(yīng)用案例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3]馬俊，成立.加工中心編程與操作項(xiàng)目教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

摘要：以項(xiàng)目中的復(fù)雜零件為例，論述了NX CAD/CAM模塊在實(shí)際加工中的應(yīng)用過程和方法，通過UG CAD模塊對(duì)零件進(jìn)行實(shí)體建模設(shè)計(jì)；使用UG CAM模塊對(duì)零件進(jìn)行合理的加工參數(shù)設(shè)置，產(chǎn)生刀具軌跡，完成零件的數(shù)控加工。NX軟件能在復(fù)雜零件的數(shù)控加工發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，提高加工效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：NX CAD/CAM 復(fù)雜零件 數(shù)控加工

中圖分類號(hào)：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）07-0020-02

1 引言

現(xiàn)在的數(shù)控程序員認(rèn)證考試中，要求加工的零件往往很復(fù)雜，見圖1所示。通過原來的手工編程的方式，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，幾乎不可能完成零件的數(shù)控加工，更不要說保證零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。因此，只有運(yùn)用CAD/CAM一體化軟件，通過自動(dòng)編程的方式，來完成零件的數(shù)控加工。這里，我們選用UG NX6軟件，充分發(fā)揮NX CAD/CAM高度集成的優(yōu)勢(shì)來完成復(fù)雜零件的數(shù)控加工。

2 UG CAD建模

2.1 零件的特點(diǎn)及分析

UG NX6中的Modeling模塊，提供了Sketch（草圖）、Curve（曲線）、Form Feature（實(shí)體）等模塊。選擇何種建模方法，主要是依據(jù)加工零件的特點(diǎn)而定。我們需要設(shè)計(jì)的零件。結(jié)合相關(guān)資料，可知材料是YL12，加工性能良好。毛坯尺寸為120×80×30mm。零件表面由凸臺(tái)、型腔、曲面等構(gòu)成，內(nèi)部又包含一些通槽、內(nèi)孔、斜角等特征，零件結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。其主要尺寸公差為IT8級(jí)，表面粗糙度為1.6，精度要求比較高。手工編程沒有辦法完成，要用UG的復(fù)合建模法完成。

2.2 零件的實(shí)際建模過程

零件的UG CAD流程，如圖2所示。零件的UG設(shè)計(jì)過程，如圖3所示。在模型建立之前，先確定零件的主要特征及建立特征的先后順序。根據(jù)零件的主要特征建立創(chuàng)建Sketch（草圖），繪制相關(guān)曲線，并通過適當(dāng)?shù)睦欤‥xtruded Body）、旋轉(zhuǎn)（Recolved Body）以及布爾運(yùn)算（Unite、Subsection、Intersect）等操作建立零件的主要特征，再利用修剪、倒圓、倒角等操作形成零件的實(shí)體造型。

3 UG CAM數(shù)控加工

3.1 工藝分析及加工工藝路線設(shè)計(jì)

由零件圖紙分析外形結(jié)構(gòu)可知，第一次裝夾以毛坯底面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行定位，將零件的下表面銑削開槽。然后翻身以該下表面的兩條槽為精基準(zhǔn)進(jìn)行定位第二次裝夾。夾緊后，銑削上表面和其它項(xiàng)目。這樣加工，可以減少夾具難度，又能保證零件上下底面的平行度。按零件的加工工藝方案，如表1的所示。利用UG的CAM功能，創(chuàng)建相應(yīng)的加工操作，對(duì)應(yīng)生成一個(gè)刀具軌跡文件并最終轉(zhuǎn)換成NC程序，完成加工。

3.2 創(chuàng)建零件的加工操作

進(jìn)入U(xiǎn)G CAM模塊，選擇“cam_general”，設(shè)置“mill_contour”并確認(rèn)，初始化加工環(huán)境，然后依次創(chuàng)建程序、創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體及創(chuàng)建操作，其余選擇系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。

（1）零件的粗加工；選擇“CAVITY_MILL”操作，打開對(duì)話框，設(shè)置如下：指定切削區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)零件；刀具選擇“T03_D14”，補(bǔ)償號(hào)選擇“3”；方法選擇“MILL_ROUGH”；切削模式選擇“跟隨部件”；平面百分比選擇“75%”，全局每刀深度選擇“3mm”；進(jìn)給速度選擇“2000r/min”，進(jìn)給量選擇“200mm/min”；部件余量為“0.5mm”；其余設(shè)置采用默認(rèn)值，其粗加工效果如圖4所示。其他刀具的粗加工類似。

（2）零件的精加工；選擇“REST_MILLING”操作，打開對(duì)話框，設(shè)置如下：刀具選擇“T04_D6”，補(bǔ)償號(hào)選擇“4”；方法選擇“MILL_FINISH”；切削模式選擇“跟隨部件”；平面百分比選擇“50%”，全局每刀深度選擇“1mm”；進(jìn)給速度選擇“3000r/min”，進(jìn)給量選擇“280mm/min”；其余設(shè)置采用默認(rèn)值。其他刀具的精加工類似，零件的最終的精加工效果如圖5所示。

3.3 UG POST后處理

所有UG NX6生成的刀軌都需經(jīng)過UG POST后處理。后處理設(shè)置時(shí)，需要選擇加工中心機(jī)床系統(tǒng)，然后生成對(duì)應(yīng)的NC代碼，才能在對(duì)應(yīng)的加工中心中識(shí)別，自動(dòng)加工零件。

4 結(jié)語

NX軟件強(qiáng)大的CAD/CAM功能，能在復(fù)雜零件的數(shù)控加工中發(fā)揮強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，能夠大大的降低編程難度，提高數(shù)控編程效率，保證數(shù)控加工質(zhì)量。同時(shí)，也對(duì)其它復(fù)雜零件的數(shù)控加工起到借鑒作用。當(dāng)然，實(shí)際的加工中，還要考慮到零件的形狀、工裝方式以及加工環(huán)境的復(fù)雜性，才能加工出滿足質(zhì)量要求的合格零件。

參考文獻(xiàn)

[1]王衛(wèi)兵，田秀紅.UG NX6數(shù)控編程實(shí)用教程（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[2]石皋蓮，吳少華.UG NX CAD應(yīng)用案例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3]馬俊，成立.加工中心編程與操作項(xiàng)目教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

摘要：以項(xiàng)目中的復(fù)雜零件為例，論述了NX CAD/CAM模塊在實(shí)際加工中的應(yīng)用過程和方法，通過UG CAD模塊對(duì)零件進(jìn)行實(shí)體建模設(shè)計(jì)；使用UG CAM模塊對(duì)零件進(jìn)行合理的加工參數(shù)設(shè)置，產(chǎn)生刀具軌跡，完成零件的數(shù)控加工。NX軟件能在復(fù)雜零件的數(shù)控加工發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，提高加工效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：NX CAD/CAM 復(fù)雜零件 數(shù)控加工

中圖分類號(hào)：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）07-0020-02

1 引言

現(xiàn)在的數(shù)控程序員認(rèn)證考試中，要求加工的零件往往很復(fù)雜，見圖1所示。通過原來的手工編程的方式，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，幾乎不可能完成零件的數(shù)控加工，更不要說保證零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。因此，只有運(yùn)用CAD/CAM一體化軟件，通過自動(dòng)編程的方式，來完成零件的數(shù)控加工。這里，我們選用UG NX6軟件，充分發(fā)揮NX CAD/CAM高度集成的優(yōu)勢(shì)來完成復(fù)雜零件的數(shù)控加工。

2 UG CAD建模

2.1 零件的特點(diǎn)及分析

UG NX6中的Modeling模塊，提供了Sketch（草圖）、Curve（曲線）、Form Feature（實(shí)體）等模塊。選擇何種建模方法，主要是依據(jù)加工零件的特點(diǎn)而定。我們需要設(shè)計(jì)的零件。結(jié)合相關(guān)資料，可知材料是YL12，加工性能良好。毛坯尺寸為120×80×30mm。零件表面由凸臺(tái)、型腔、曲面等構(gòu)成，內(nèi)部又包含一些通槽、內(nèi)孔、斜角等特征，零件結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。其主要尺寸公差為IT8級(jí)，表面粗糙度為1.6，精度要求比較高。手工編程沒有辦法完成，要用UG的復(fù)合建模法完成。

2.2 零件的實(shí)際建模過程

零件的UG CAD流程，如圖2所示。零件的UG設(shè)計(jì)過程，如圖3所示。在模型建立之前，先確定零件的主要特征及建立特征的先后順序。根據(jù)零件的主要特征建立創(chuàng)建Sketch（草圖），繪制相關(guān)曲線，并通過適當(dāng)?shù)睦欤‥xtruded Body）、旋轉(zhuǎn)（Recolved Body）以及布爾運(yùn)算（Unite、Subsection、Intersect）等操作建立零件的主要特征，再利用修剪、倒圓、倒角等操作形成零件的實(shí)體造型。

3 UG CAM數(shù)控加工

3.1 工藝分析及加工工藝路線設(shè)計(jì)

由零件圖紙分析外形結(jié)構(gòu)可知，第一次裝夾以毛坯底面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行定位，將零件的下表面銑削開槽。然后翻身以該下表面的兩條槽為精基準(zhǔn)進(jìn)行定位第二次裝夾。夾緊后，銑削上表面和其它項(xiàng)目。這樣加工，可以減少夾具難度，又能保證零件上下底面的平行度。按零件的加工工藝方案，如表1的所示。利用UG的CAM功能，創(chuàng)建相應(yīng)的加工操作，對(duì)應(yīng)生成一個(gè)刀具軌跡文件并最終轉(zhuǎn)換成NC程序，完成加工。

3.2 創(chuàng)建零件的加工操作

進(jìn)入U(xiǎn)G CAM模塊，選擇“cam_general”，設(shè)置“mill_contour”并確認(rèn)，初始化加工環(huán)境，然后依次創(chuàng)建程序、創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體及創(chuàng)建操作，其余選擇系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。

（1）零件的粗加工；選擇“CAVITY_MILL”操作，打開對(duì)話框，設(shè)置如下：指定切削區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)零件；刀具選擇“T03_D14”，補(bǔ)償號(hào)選擇“3”；方法選擇“MILL_ROUGH”；切削模式選擇“跟隨部件”；平面百分比選擇“75%”，全局每刀深度選擇“3mm”；進(jìn)給速度選擇“2000r/min”，進(jìn)給量選擇“200mm/min”；部件余量為“0.5mm”；其余設(shè)置采用默認(rèn)值，其粗加工效果如圖4所示。其他刀具的粗加工類似。

（2）零件的精加工；選擇“REST_MILLING”操作，打開對(duì)話框，設(shè)置如下：刀具選擇“T04_D6”，補(bǔ)償號(hào)選擇“4”；方法選擇“MILL_FINISH”；切削模式選擇“跟隨部件”；平面百分比選擇“50%”，全局每刀深度選擇“1mm”；進(jìn)給速度選擇“3000r/min”，進(jìn)給量選擇“280mm/min”；其余設(shè)置采用默認(rèn)值。其他刀具的精加工類似，零件的最終的精加工效果如圖5所示。

3.3 UG POST后處理

所有UG NX6生成的刀軌都需經(jīng)過UG POST后處理。后處理設(shè)置時(shí)，需要選擇加工中心機(jī)床系統(tǒng)，然后生成對(duì)應(yīng)的NC代碼，才能在對(duì)應(yīng)的加工中心中識(shí)別，自動(dòng)加工零件。

4 結(jié)語

NX軟件強(qiáng)大的CAD/CAM功能，能在復(fù)雜零件的數(shù)控加工中發(fā)揮強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，能夠大大的降低編程難度，提高數(shù)控編程效率，保證數(shù)控加工質(zhì)量。同時(shí)，也對(duì)其它復(fù)雜零件的數(shù)控加工起到借鑒作用。當(dāng)然，實(shí)際的加工中，還要考慮到零件的形狀、工裝方式以及加工環(huán)境的復(fù)雜性，才能加工出滿足質(zhì)量要求的合格零件。

參考文獻(xiàn)

[1]王衛(wèi)兵，田秀紅.UG NX6數(shù)控編程實(shí)用教程（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[2]石皋蓮，吳少華.UG NX CAD應(yīng)用案例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3]馬俊，成立.加工中心編程與操作項(xiàng)目教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.