UG软件在数控加工中的应用
2016-10-24 来源：德州亚太集团有限公司 作者：程雪连 王肖英
摘 要: 数控加工技术已广泛应用汽车、医疗、轻工等重要行业，如数控车、铣、线切割、电火花等加工。为了使数控设备加工出合格的零件，正确的编制数控加工程序是很重要的。能够利用UG 软件的造型功能，构建出零件的几何形状，并可以图形交互式地模拟演示材料按数控刀轨数据被去除的过程，自动生成需要加工程序，具有形象、直观和高效等优点。
关键词: UG 软件；数控加工；编程
数控加工技术已广泛应用于汽车、医疗、轻工等重要行业，如数控车、铣、线切割、电火花等加工。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要加工出合格的零件，正确的编制数控加工程序是很重要的，其中数控加工程序包括了零件的工艺过程，刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。若为简单的零件，一般采用手工编程的方法；但对于复杂的零件，往往借助于UG软件的CAM 模块编制加工程序，以缩短编程时间，具有形象、直观和高效等优点。
1. 数控加工编程
数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控程序的优劣直接影响了数控机床的加工质量和使用效率。
随着数控机床的诞生，数控编程技术也随着发展起来了，至今已有三个过程：分别为手工编程、语言自动编程与图形交互式自动编程。对于几何形状简单而且加工程序不长，计算相对简单的零件，比如点位加工或着是几何形状简单的轮廓加工，一般会采用手工编程。如果零件形状复杂或着是程序量比较大，那么用手工编程比较难，这时可以采用语言自动编程。语言自动编程优点很多：比如程序简练，走刀控制灵活等，但它也有自身的缺点：很难运用语言的形式，精确的描述零件复杂的几何形状，从而没有几何直观性；也没有一些验证手段：比如对零件形状的显示、刀具运动轨迹等；高度的自动化，集成化有待提高。面对语言自动编程的这些缺点，从而在20 世纪80 年代后期提出了基于图形的图形交互式自动编程。首先用户利用UG 软件中的CAD 功能，造型出零件的几何形状，然后工艺分析出它的零件图样，确立出加工方案，其后需要利用UG 软件的CAM 功能，制定出工艺方案、选择正确的切削用量、设定出合适的刀具和参数，自动计算并且对应的生成刀位轨迹文件，最后利用后处理功能生成特定数控系统需要的加工程序。我们把这种方法定为图形交互式的自动编程。它的这种自动编程系统使CAD 与CAM 功能相结合，具有形象、直观和高效等优点。
2. UG 软件介绍
UG 是集CAD/CAE/CAM 于一体的三维机械设计软件，也是现在运用广泛的计算机辅助设计、分析与制造软件之一，应用于汽车、航空航天、交通、通用机械、日用消费品与电子工业等工程设计领域。UG 软件的加工制造模块功能强大，我们可以通过图形很清晰的看到刀具的运动轨迹，并且能对它的图形化进行修改。还能通过点位的加工编程功能，可用于镗孔、钻孔、攻螺纹等加工编程。得到的数控程序编辑调试后输入到数控机床即可进行数控加工。
3 数控加工模拟
数控加工模拟流程：零件图纸分析→ UG 对零件3D 建模→确定加工部分→选择工艺参数、产生加工轨迹→后置处理→生成NC程序→由通讯口输入数控机床。通过这个流程处理，在UG 软件中就很容易得到数控加工程序。利用UG 软件中的建模功能对零件进行三维造型，如图1 所示。进入加工模块，对零件的工艺路线、走刀路线进行分析，确定好机床、刀具和工艺参数后，利用UG 软件提供的CAM 功能，可以图形交互式地模拟演示材料按数控刀轨数据被去除的过程。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，对零件实际加工操作前起到较好的检验功能。
图1 通过UG 的建模功能创建零件三维图
模拟加工出的零件是否合格，系统会给出相关加工过程的报告。这样可以在实际生产中省去试切的过程，减少材料的消耗，提高生产效率，如图2 所示。
图2 刀具与刀轨路径图
4. 数控加工程序生成
通过UG 软件模拟数控加工，确认零件合格后，就可以利用UG 软件的后处理程序来生成数控代码，如G 代码、M 代码等。有一点需要说明，对于不同的数控设备，应采用相对应的后处理程序，从而生成的数控代码需要适当修改后，才可以输出到数控设备中，提供给数控加工的应用。
5. 数控加工程序的输入
把加工程序输入到数控机床中方法挺多，比如存储卡、键盘、磁盘、光电阅读机、磁带、连接上级计算机的DNC 接口及网络等。利用计算机与数控系统的通信接口，把自动编制的加工程序传输至数控机床的程序存储器中，然后操作机床的师傅把需要的零件加工程序调出来应用。目前一些新型数控机床已经有了大容量存储卡，数控程序可以事先存入存储卡中。
6. 结论
运用UG 软件自动生成零件的数控代码，编程人员的时间大大缩短了，并且提高了程序的正确性和安全性，机床调整时间和机床试切时间也随着减少很多，生产成本有所降低，工作效率相对应的提高了。
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