基于UG的数控加工的研究与应用2

基于UG的数控加工的研究与应用2

湖南农机2 0 . 0 89 HUN AN AGRI CULTURAL M ACHI NERY

基于 U G的数控加工的研究与应用、

’罗珊

(常州工程职业技术学院江苏常州 2 3 6 ) 1 14

摘

要：数控加工是机械制造领域中新兴的综合性技术，它较好地解决了复杂、密、精小批、

多变的零件加工问题。为了达到预期的加工效果，必须编制高质量的数控程序。利用 uG 软件的 C AM模块，根据建立起的 3 D模型生成数控代码，于产品的加工，用其后处理程序支持多种类型的数控机床。从而大大提高实际加工的效率，缩短了生产周期。关键词： UG数控加工数控编程

中图分类号： H1 1 T 7. 6

文献标识码： A

文章编号：0 78 2 (0 8 0 -0 30 10 -3 02 0 )90 1-3

Re e r h a d A p i a in i C a hi i gBa e n U G s a c n pl t n N M c n n s d o c o

Ab t c: sr t NC c i i g i a n w t g a e e h o o y i a u a t rn . e a u a t r n r b e f o a ma h n n e i e r t d t c n l g m n f c u i g Th m n f c u i g p o l mso mp e n s n n c l xa d s p i ia e, ma lc a g a l a sc n b o v s I r e c iv ed sr d e f c, i h q a i r g a s o h s c t d s l h n e b ep r a es le . n o d r oa h e et e i fe t h g - u l y NC p o r m s b r— t, t t h e t mu t ep e

p rd Usn h ae . igteCAM d lso mo ue f UG ot r, o ec n b uo aial e eae c o d n ewi h sa l h d3 sf wae NC c d a ea tm tc l g n rtdi a c r a c t t eetbi e D y n h s

mo e o epo u t n fcu ig a dtep s r c sigt u p r v ro stp so NC c iet os T u ral r— d l r h r d c u at r, n o t o e sn os p o aiu e fC f t ma n h p t y

ma hn l. h sge t i o o y mpv n e e c e c f h cu l n f cu i g a ds o t n t ep o u t n c ce ig t f in y o t ea t a h i ma u a t rn n h re r d c i y l. h o Ke o d: y W r s UG; NC ma h n n; c i ig NC r g a p o r mm i g n

数控加工是机械制造领域中新兴的综合性技术，它较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题。数控加工是在对工件进行加工前，先在计算机上编写好程序，再将这些程序输入到使用计算机程序控制的机床进行指令性加工，者直接在这种计算机程序控制的机床控制面板上或编写指令进行加工。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、刀路走

择合适的机床、刀具、夹具，定合理的走刀路线及切削用确

量等；立工件的几何模型、建计算加工过程中刀具相对工件的运动轨迹或机床运动轨迹；按照数控系统可接受的程序

格式 .生成零件加工程序，然后对其进行验证和修改，直到得到合格的加工程序。根据问题复杂程度的不同，数控加工程序可通过手工编程或计算机自动编程来获得。手工编程是指编制零件数控加工程序的上述各步骤均由人工来完成，只能解决点位加工或几何形状不太复杂的零件编程问

题。计算机自动编程也即是计算机辅助编程，它是借助数控自动编程系统由计算机来辅助生成零件加工程序。零件图在 C AD/ AM系统中由 C C AD软件产生，数控编程者可利用 C D软件进行建模，出零件几何形状， A构建然后对零件

径等工艺信息。对于简单的零件，常采用手工编程的方通法；于复杂的零件，对往往需要借助于 C AM软件编制加工程序，以缩短编程人员的编程时问，提高程序的正确性和安全性，降低生产成本，提高工作效率。

图样进行：艺分析， J.方案，软件的计算机辅助 E确定 J i利用制造(A功能，丁艺方案的制订、 C M)完成：切削用量的选择、 刀具及其参数的设定，指定被加工部位和参考面，程序就自动计算出刀具的加工路径并生成

刀位轨迹文件，可模拟加还工状态，显示刀具路径和刀具形状以检验走刀轨迹，如有错误，可立即修正。利用后处理功能可生成指定数控系统用的数控加：程序。因此我们把这种自动编程方式称为图形|[

1数控 N T编程技术概述数控机床是按照编制好的加工程序自动地对：件进行[=加工的高效自动化设备，控程序的质量是影响数控机床数的加工质量和使用效率的重要因素。数控编程的主要内容包括：分析加工要求并进行工艺设计，以确定加方案，选

交互式自动编程，图形编程方式大大减小了编程出错率，提

收稿日期：0 80 .8 2 0.82

作者简介：罗珊， 9 1,常州工程职业技术学院机械工程技术系助教， ( 8-女， 1 )硕士，研究方向：电一体化机 l 3

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高了编程效率和可靠性。

拟功能，观察切削加工的过程，检测工艺参数的设置是否合理，零件在数控实际加工中是否存在干涉，设备的运行动作是否正确等，对加工前应完成的加工操作进行验证。 在计算机中建立数控机床加工环境，根据加工工艺方案设置参数，模拟数控机床的实际切削过程，进行刀具干涉检查。通过计算机模拟数控加工，确认符合实际加工要求

2 G软件简介 UUG软件是优秀的面向制造行业的C/ AM/AE高 AD C C端软件，具有强大的实体造型、装配、工程图生成和数控加

工等功能，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、船舶和电 子设计等领域。它融合了线框模型、曲面造型和实体造型技术，参数化和特征化的 C是 AD/AM/ AE系统， C C其加工

后，就可以利用 U G软件的后处理程序来生成数控代码。经过仿真，零件加工刀轨最终形成刀位轨迹文件。

零件加工的刀位轨迹文件产生以后，其计算结果是不能直接在数控机床上使用的，这是因为数控机床中的控制系统只能识别数控指令， G代码、代码等。如 M为了得到能够驱动数控机床工作的数控指令，必须将刀位文件转换成特定的数控指令，即进行后处理，生成数控代码。对于不同的数控设备，其数控系统不尽相同，加工程序的格式也有所区别，因此要对 G代码进行后处理。对于具体的数控设备， 应选用对应的后处理程序，后处理生成的数控代码经适当修改后，以输出到数控设备进行数控加工使用

, UG就可利用 后处理功能，的 NC文件。生成

模块提供了强大的计算机辅助制造功能。其 C M模块根 A据建立起的 3模型生成数控代码， D用于产品的加工，其后处理程序支持多种类型的数控机床。 U在 G软件中，对于用 U Mo eig G. dl或者其他 C n AD软件建立的实体造型；进行加工工艺分析，理的加工步骤得到刀具路径；以合在交互操作过程中，用户可在图形方式下编辑刀具路径，观察刀具的运动过程，并进行加工模拟。通过程序的后处理生成数控加工指令代码，将得到的数控加工指令代码编辑调试后输入

到数控机床即可进行数控加工。U自动编程工作过程见 G图 l。

4应用实例下面以手柄零件的车削加工为例，阐述 UG在数控加工中的应用情况。使用的软件是 UG 4版本。 NX (1 )三维建模。通过 U G软件获得手柄的 C D数据 A模型，建立三维实体图，图 3见。

3基于 UG软件的数控加工过程分析数控加工模拟流程如图 2所示。通过这个流程处理，

能较容易在 UG软件中得到数控加工程序。

图 3手柄三维实体图

() 2定义加工环境，选择” rig车削 )如图 4所示。 tn n ( u” 定义加工方案，加工对象的确定及加工区域的规划。刀具选择。刀具选择可通过模板或刀具库选取创建加工刀具尺寸参数，创建和选取刀具时，应考虑加工类型、工表面的加形状和加工部位的尺寸大小

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l竺竺图 2数控加工模拟流程示意图

在零件设计的 C D过程中， A首先进入 UG软件建模功

能模块，可以利用 U G的建模仿真功能模拟出零件的仿真图，而 UG的 C AM模块则针对数控加工 NC编程及加工过程仿真等专业技术，它的加工仿真功能可以交互式地模拟演示材料按数控刀轨数据被去除的过程。进入加工模块， 设置好刀具及加工路径后， U利用 G软件提供的零件加工模 1 4

图 4初始化加工环境等因素，图 5如所示。定义加工参数，避让几何。定义

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:基于 UG的数控加工的研

切削参数如切削顺序、切削方向、余量等，以及进给量的确定，如图 6。麟鞴蕊蕊蒜露蕊蓦蜀镶搿鼙墨鬣疆嚣瓣蠡 &; *一：戤翻！辩戤联I一

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图8 NC程序输出

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果不经后置处理将无法直接送到数控机床进行零件加∞ O OO a

工。这是因为不同厂商生产的机床硬件条件不同，而且各种机床所使用的控制系统也不同，对同一功能，在不同的数控系统中不完全相同。这些与特定机床相关的信息，不包含在刀具位置源文件( L F, C S )因此刀具位置源文件必须进行后置处理，足不同机床/系统的特殊要求。据以满控制根

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机床参数格式化刀具位置源文件，生成特定机床可以识别的 NC程序。

图 5刀具的选择

(机床试切加工。该工件的数控程序可以通过试切 5)

件的试切切削验证。试切件用料可采用硬塑料、、铝硬石蜡、硬木等，切件还可以多次使用和重复使用，试以降低成本。

本例采用 U NX4软件实现了零件从几何造型、 G刀具

轨迹的生成、刀位验证及刀具轨迹的编辑、后置处理，实现了数控程序的自动生成并加工出产品。使用中只要参数设，置成功，系统就会自动生成正确的走刀路径，且通过后置处理系统自动生成数控程序，减少了人为因素产生的误差，提高了加工精度。

5结论U的 C D/ A模块， G A CM极大地提高了产品的设计、制造能力。它将零件加工的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等作业过程式结合在一起，有效地解决了编程的图 6进给量的确定

数据来源，图形显示，刀模拟和交互修改问题，了数控走弥补

() 3生成加工刀具路径。在完成参数设置后，系统进行刀轨计算，生成加工刀具路径。刀具轨迹见图 7。() 4加工刀具路径后处置输出 NC程序。图 8所示。如

语言编程的不足；编程过程是在计算机上直接面向零件的 几何图形交互进行，不需要用户编制零件加工源程序，用户界面友

好，简便，使用直观，准确，便于检查；有利于实现系统的集成，仅能够实现产品设计 (A )与数控加工编程不 c D( P的集成， NC )还便于与工艺过程设计 ( AP ) C P,刀具量具设计等其它生产过程的集成.从而大大提高实际加工的效率，

在 U NX4生成的刀具路径如 G

进而缩短生产周期，提高企业的竞争力。参考文献【】泰. 1李安 UG软件在数控加工中的应用[ . J电子工艺技术 . 0] 2 7 0(3 O)

【】 2青春；强，木格 .于 U李其基 G的数控编程及加工过程仿真[. J]机械设计与制造 . 0 (8 2 70 ) 0 【]群 .G N 3杨胜 U X数控加工技术【 .华大学出版社 . 0 M]清 2 6 0

图 7生成刀具轨迹路径

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