基于UG設(shè)計軟件在數(shù)控自動編程技術(shù)的應(yīng)用

潘躍才 牟世茂 趙波

摘要：自改革開放以來，制造業(yè)的快速發(fā)展為我國的經(jīng)濟騰飛奠定了堅實的基礎(chǔ)，并使我國逐漸成為制造業(yè)生產(chǎn)大國，世界各地都有我國生產(chǎn)的產(chǎn)品。但是傳統(tǒng)的加工技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在日益復(fù)雜的產(chǎn)品加工要求，以UG設(shè)計軟件所進(jìn)行的制造加工工藝愈發(fā)普及，本文將以典型的UG設(shè)計軟件作為分析核心，以UG軟件自動編程技巧和工藝優(yōu)化為方向進(jìn)行討論分析，以供業(yè)界人士參考。

關(guān)鍵詞：UG;數(shù)控機床;自動編程;數(shù)字化

進(jìn)入到二十一世紀(jì)以后，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝將逐漸向現(xiàn)代數(shù)控自動編程加工技術(shù)轉(zhuǎn)變，而UG作為曲面造型、極限框模型和實體造型于一身的，將逐漸實現(xiàn)參數(shù)化和高標(biāo)準(zhǔn)化高端的技術(shù)軟件于一身的高科技生產(chǎn)體系。最開始UG設(shè)計軟件是源于美國公司，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用在航天、汽車等高科技生產(chǎn)領(lǐng)域，UG設(shè)計軟件在數(shù)控自動編程技術(shù)的應(yīng)用十分出色，已經(jīng)處于同類設(shè)計軟件中的領(lǐng)先地位。

一、數(shù)控編程的具體措施

在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)中，通常需要依靠人工操作按照數(shù)控系統(tǒng)輸出工藝卡片，以人工生產(chǎn)的方式來進(jìn)行零件的生產(chǎn)加工。這種變成生產(chǎn)方式效率極低，而且往往需要設(shè)計人員具備較為先進(jìn)的專業(yè)知識能力，工作量也較大。但是現(xiàn)在的數(shù)控自動變成系統(tǒng)內(nèi)的輸出方式已經(jīng)不再以工藝卡片為主，二是介于CAM和CAPP之間的一種集成式的數(shù)控自動編程程序。根據(jù)編程的方式，可以將現(xiàn)代數(shù)控加工程序分成兩種方式：手工和自動編程。手工編程是指原有的人工操作方式來進(jìn)行各類階段數(shù)控編程的工作。現(xiàn)在一般常用于簡單的零件生產(chǎn)，加工工序簡單;自動編程則是指依靠計算機進(jìn)行編程工作，除了零件圖樣和制作方案制定需要人工操作外，其他階段的數(shù)控編程工作都可以依靠計算機自動完成。采用自動編程可以自動繪制出零件結(jié)構(gòu)，并按照該結(jié)構(gòu)將道具的運行軌跡進(jìn)行設(shè)計，整個操作方式是依靠數(shù)學(xué)處理、編程、檢驗程序等來進(jìn)行自動操作，操作人員僅需要及時檢查程序是否規(guī)范運行即可。由于計算機自動編程將替代人工完成各類復(fù)雜工序和計算，因此可以將工作效率提升至幾百倍，有效的解決了手工編程無法完成的復(fù)雜零件生產(chǎn)難題。

二、UG設(shè)計軟件在數(shù)控自動編程技術(shù)中的案例介紹

1、零件圖的基本情況分析介紹

某一零件可以利用型腔銑來進(jìn)行生產(chǎn)加工，案例中將利用UG設(shè)計軟件的CAM功能對數(shù)控銑床來完成該零件的編程并加工生產(chǎn)。由于該數(shù)控銑床使用的是平面銑來進(jìn)行輪廓側(cè)面的生產(chǎn)，是平面的生產(chǎn)方式而非曲面，所以該零件所要加工的大部分區(qū)域都是平面的，而且加工的側(cè)壁應(yīng)該與底面保持垂直，所以使用平面銑將可以帶來更好的生產(chǎn)效果。

2、自動編程工序介紹

首先，由UG設(shè)計軟件的CAD系統(tǒng)生成該零件的三維立體模型;其次，用UG設(shè)計軟件的CAM功能對數(shù)控銑床的平面銑對整個零件進(jìn)行不同區(qū)域的編號和逐一的生產(chǎn)加工。具體編程和加工工藝如下：其一，該零件在生產(chǎn)時只需要涉及到銑床的平面銑功能;其二，選用的材料應(yīng)該為100毫米×146毫米×20毫米的長方形鋼質(zhì)材料;其三，工藝首先為粗加工的方式，先用粗銑大平面，當(dāng)高度達(dá)到16毫米厚，留下0.5毫米左右的備用量，然后用粗銑大平面將高度生產(chǎn)至13毫米，并留下0.5毫米左右的備用量;用粗銑中間和兩邊的型腔，同樣留下0.5毫米作用的備用量進(jìn)行生產(chǎn);其四，細(xì)加工需要使用到精銑大平面，將高度生產(chǎn)至16毫米直至目的尺寸規(guī)格，然后精銑平面達(dá)到高度13毫米，直至目的尺寸規(guī)格，最后用精銑中間和兩邊的型腔，細(xì)致化打磨，直至目的尺寸規(guī)格。

其次，進(jìn)行刀具的選擇。如果是加工大平面，UG設(shè)計下可以選擇直徑較大的平面銑刀小于50毫米，粗銑型腔時應(yīng)該選擇的刀具的直徑應(yīng)該在小于15毫米，最小的腔寬在20毫米。精加工型腔時，編程選擇刀具的直徑應(yīng)該在10毫米，腔圓角的半徑為6毫米。

3、UG設(shè)計軟件的加工模塊

根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)，先粗銑的高度值取為16毫米的大平面，粗銑高度值取為16毫米的大平面。在設(shè)置編程內(nèi)的工序參數(shù)時，應(yīng)該根據(jù)坐標(biāo)系、零件邊界、底面各數(shù)值參數(shù)、加工工藝、刀具、等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，然后生成生產(chǎn)刀具的運行生產(chǎn)軌跡。該過程屬于加工參數(shù)的設(shè)置過程，設(shè)置的過程中，會受到毛坯和部件不同界限的影響，應(yīng)該盡可能地設(shè)置在同一平面上，高度要保持一致。材料銑設(shè)置的參數(shù)受底面情況調(diào)整。加工部件的邊界參數(shù)設(shè)計選擇方式為應(yīng)該以邊界幾何體慣用模式來進(jìn)行選擇，包括曲線和邊等。零件的側(cè)面參數(shù)應(yīng)該設(shè)置為內(nèi)部參數(shù)名稱，方便操作。設(shè)置零件的毛坯便捷時，應(yīng)該將毛坯的邊界和零件的邊界都設(shè)置在一個水平面上，此時毛坯的邊界可能不好控制，所以建議使用邊界幾何體的方式來進(jìn)行點的位置設(shè)計，然后可以通過點選的方式進(jìn)行三維模型的頂點構(gòu)建。

4、編程后的處理完善

零件需要對部件的各個參數(shù)都進(jìn)行有效的控制，在UG設(shè)計軟件的加工界面，應(yīng)該將所有工序都選中，并保持各個刀的軌跡都已經(jīng)生成完成，進(jìn)而檢驗每個加工工序的合理性。檢查刀具軌跡無誤后，就可以將整個加工過程進(jìn)行自動生成，生成的過程會將編程內(nèi)容轉(zhuǎn)化為文檔格式，導(dǎo)入到機床內(nèi)指揮加工。

三、案例介紹

對手機上蓋進(jìn)行加工，由于該手機的上蓋模型為鋼件，硬度達(dá)到45以上，可以進(jìn)行直接加工。分析零件的三維模型，可以發(fā)現(xiàn)按鍵的部位是小孔等結(jié)構(gòu)，需要小刀等工具。工藝方案為形狀特征加工、功能特征加工、精度加工等。加工路線為粗精功、半精加工和精加工。具體如下：

通過運用UG設(shè)計軟件和CAM加工制作可以完成該手機的凸模的數(shù)控加工，也可以生成有效的刀具生產(chǎn)路徑，所以UG設(shè)計軟件可以為專業(yè)人士提供有力的幫助。

結(jié)束語：案例中UG設(shè)計軟件實現(xiàn)了一定程度的創(chuàng)新，比如，該技術(shù)可以不作出完整造型，部分圖形生成即可對刀具的路徑進(jìn)行有效設(shè)計;另外，所設(shè)計的刀具軸是垂直于二維平面的，可以使加工中的機床實現(xiàn)兩軸聯(lián)動，這樣普通的數(shù)控銑床就可以滿足加工，編程方式適應(yīng)性強。

參考文獻(xiàn)

[1]李斐. 基于UG設(shè)計軟件在數(shù)控自動編程技術(shù)的應(yīng)用[J]. 遼寧經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學(xué)院·遼寧經(jīng)濟管理干部學(xué)院學(xué)報， 2009， 42（002）：45-47+65.