基于UG的零件建模與數(shù)控仿真加工應(yīng)用研究

摘 要：在應(yīng)用手工方法加工復(fù)雜零件時(shí)，通常比較煩瑣，錯(cuò)誤較多，對(duì)于加工工藝問題也需要進(jìn)行考慮。而應(yīng)用UG軟件自動(dòng)加工技術(shù)，不但能夠有效的完成零件的設(shè)計(jì)，而且，加工程序還會(huì)自動(dòng)生成，令設(shè)計(jì)程序和加工工藝實(shí)現(xiàn)一體化，極大地提升了加工質(zhì)量和加工效率，滿足了相關(guān)行業(yè)發(fā)展的需要。

關(guān)鍵詞：UG零件建模；數(shù)控仿真；加工應(yīng)用

在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中，離不開零件的支撐，但是，加工零件卻是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要專門的軟件，才能夠提升零件建模和加工的質(zhì)量及效率。文章通過下文對(duì)UG零件建模與數(shù)控仿真加工應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析與闡述。

1 UG軟件的闡述

UG由美國(guó)UGS公司研發(fā)，廣泛的應(yīng)用于機(jī)械、模具加工、汽車和航天航空等領(lǐng)域中。它有著非常強(qiáng)大的功能，對(duì)于復(fù)雜三維體的造型構(gòu)造都能夠輕松的予以實(shí)現(xiàn)。因此，UG軟件在國(guó)內(nèi)外很多的科研院所和廠家都得到了有效的應(yīng)用。

2 基于UG的零件建模與仿真加工應(yīng)用

文章以一螺紋零件為例進(jìn)行了闡述，其編制如下圖所示，工件材料是毛坯為46的棒料，45號(hào)鋼。

圖1 螺紋軸

2.1 基于UG的零件建模 設(shè)計(jì)與建模專用工裝。通過工藝分析，能夠得出零件的基本構(gòu)造。例如，一些零件有著扭曲的表面，應(yīng)用普通的加工方法，振動(dòng)過大，因此，很難保證加工的精度，所以，一定要將一個(gè)與零件一面相對(duì)的專用工裝先制作出來，之后，在加工出零件上所對(duì)應(yīng)的面。在工裝上放置零件，用夾板將其夾好，然后，再加工剩下的一個(gè)面。應(yīng)用此種方法，對(duì)于裝夾問題必須要注意，為了裝夾的順利完成，我們需要將一段實(shí)體在實(shí)體的兩端分別延伸出來。此外，在生產(chǎn)加工的時(shí)候，同壓板必須要避開。

2.2 仿真加工零件與后置處理 ①創(chuàng)建毛胚。在對(duì)刀具路徑進(jìn)行模擬時(shí)，對(duì)零件的形成過程，用毛胚來觀察。所以，在向加工模進(jìn)入前，將用于成形零件的毛胚在UG中建立起來。應(yīng)該根據(jù)零件的形狀和結(jié)構(gòu)創(chuàng)建毛胚，將單獨(dú)的塊體和圓柱體創(chuàng)建起來當(dāng)作毛胚，或者將零件的某條邊拉長(zhǎng)作為毛胚。②比例縮放。對(duì)加工的具體操作進(jìn)行考慮，最大平口鉗的長(zhǎng)度在銑床上為250毫米左右，但是，往往所加工零件的長(zhǎng)度要比這個(gè)長(zhǎng)度大很多或者小很多，這樣在加工時(shí)就會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)的情況，對(duì)加工的精度就很難給予保證，比如，按照0.7設(shè)置比例值，把零件的長(zhǎng)度就應(yīng)該縮小到300毫米左右。

2.3 仿真加工 利用下拉菜單，向著加工模塊中進(jìn)入，因?yàn)橐恍┝慵募庸け砻姹容^復(fù)雜、扭曲，并且其加工工藝要求較高。所以，在加工的時(shí)候，一般都需要按照一定的步驟去做：粗面的加工——半精致加工——精細(xì)的加工。然后，在具體的加工過程中完成以下的操作：將幾何模型創(chuàng)建起來——刀具創(chuàng)建——加工方法創(chuàng)建——程序組創(chuàng)建——操作程序創(chuàng)建。本文所闡述的零件加工，在進(jìn)行具體加工時(shí)應(yīng)用了三種刀：端銑刀（在粗部加工時(shí)，應(yīng)用這種刀具）、圓柱銑刀，這種刀具是帶圓柱的（在半精加工時(shí)，一般應(yīng)用此種方法）、錐銑刀，這種刀具是球頭型的，主要是用于根部的清理。在制造UG的時(shí)候，將用戶自己的刀具庫(kù)在其中建立起來，可以根據(jù)零件構(gòu)造情況，將直徑不同的刀具選擇出來進(jìn)行應(yīng)用。將其中的參數(shù)設(shè)定好，這樣加工程序和刀具路徑在其中就能夠被生成出來，并且，能夠?qū)⒘慵?dòng)態(tài)的仿真加工出來。

2.4 后置處理分析 在UG中，對(duì)模塊加工的主要功能是將零件加工的刀具路徑創(chuàng)建出來。仿真加工之后，向著刀位原件中輸入所加工的信息。刀位原件中主要涵蓋：加工坐標(biāo)信息、刀具位置、姿態(tài)信息、刀具信息及其一些輔助命令信息等。然而，一旦沒有通過后置處理，對(duì)于這些生成的文件，就很難向著數(shù)控機(jī)床中運(yùn)送完成零件的加工。這是由于零件生產(chǎn)廠商的不同，就會(huì)存在不同的機(jī)床硬件條件。所以，進(jìn)行后置處理，是應(yīng)用UG進(jìn)行零件建模和加工時(shí)不能缺少的重要環(huán)節(jié)。

在UG中，會(huì)將UG/POST兩種后置處理器提供出來，對(duì)刀具軌跡數(shù)據(jù)可直接的進(jìn)行讀取，然后再處理，將機(jī)床可以接受的數(shù)控程序生成出來。事件性驅(qū)動(dòng)是這兩種處理器的主要特征，它涵蓋定義文件、事件生成器和事件解釋器等。刀具軌跡的信息一般都由事件生成器進(jìn)行讀取，用“事件”將其解釋出來，并且完成對(duì)此事件的觸發(fā)。這兩個(gè)器具按照事件解釋時(shí)的函數(shù)指令，對(duì)這個(gè)事件進(jìn)行解釋。有數(shù)據(jù)代碼的輸出格式和特定機(jī)床的信息存在于定義的文件中。這兩個(gè)后置處理器依據(jù)定義文件所要求的格式，輸出后置處理的結(jié)果，進(jìn)而將與機(jī)床相適應(yīng)的數(shù)據(jù)程序構(gòu)建起來。

實(shí)際的操作步驟如下：將刀具工件的路徑生成出來，利用這兩個(gè)數(shù)據(jù)處理器將定義文件和事件管理文件生成出來，并且，向著后置處理器模板中添加所生成的定義文件和事件管理文件。向著后置處理器的相關(guān)處理環(huán)境中進(jìn)入之后，完成后置處理工作。

3 結(jié)語

零件的種類不同，它的生產(chǎn)工藝也會(huì)存在一定的差異。UG被廣泛的應(yīng)用于零件的設(shè)計(jì)和加工制作中，展現(xiàn)出了極強(qiáng)的應(yīng)用效果，加深對(duì)UG三維實(shí)體建模與數(shù)控仿真加工的研究，努力使零件加工工藝水平得到進(jìn)一步提升。

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作者簡(jiǎn)介：葛君超（1988-），女，漢族，河南安陽人，鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院教師，研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)。