摘 要:以一個復(fù)雜模型零件為例,論述UG的CAM加工過程。利用UG進(jìn)行造型,并對該零件結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行分析,使用UG的CAM進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動加工,從而提高編程質(zhì)量,保證零件加工精度,縮短加工時間。
關(guān)鍵詞:造型;工藝分析;參數(shù)設(shè)置;自動加工
0 引言
UG NX是美國UGS公司開發(fā)的一個大型CAD/CAM/CAE軟件,其中CAM模塊在數(shù)控加工中更是得到了廣泛的應(yīng)用,不僅保證了零件編程的質(zhì)量,并且提高了數(shù)控加工的效率,本文以一個復(fù)雜零件為例,介紹UG在數(shù)控加工過程的應(yīng)用。
1 零件結(jié)構(gòu)與工藝分析
1.1 零件結(jié)構(gòu)分析(如圖1)
1)首先測量零件模型尺寸為228×228的方形料,根據(jù)毛坯大小可以確定刀具尺寸。
2)模型型芯為兩個圓柱相交的曲面加工,可用球刀加工,最后用交線清角。
3)模型底面帶有R的圓弧,型芯底面邊界為直角,精加工可分兩次分別加工。
1.2 加工工藝分析
1)模型零件加工部位屬于型腔類零件加工,中間并加入型芯。可選擇正方形毛坯,在數(shù)控加工中心上完成加工。
2)零件裝夾采用平口鉗一次性裝夾完成可完成加工。
3)加工工藝如表一
2 刀具選擇和切削參數(shù)
在數(shù)控加工中,合理選擇刀具和設(shè)置刀具參數(shù)十分重要,會直接影響加工的零件精度和刀具使用壽命。合理的選擇能夠提高加工效率降低加工成本。根據(jù)本人加工經(jīng)驗和該零件特點,選取刀具和切削參數(shù)如表二。
3 創(chuàng)建加工操作
3.1 坐標(biāo)系與加工幾何體的選擇
UG軟件的加工坐標(biāo)系應(yīng)該滿足實際加工環(huán)境,X\Y\Z三個坐標(biāo)軸和實際的數(shù)控機(jī)床對應(yīng),在這里將工件坐標(biāo)系設(shè)定在工件的上表面,便于實際的對刀。通過加工坐標(biāo)系向上偏移10mm距離為安全平面,用來控制刀具的初始平面和結(jié)束平面,以完成工件的加工如圖2。
創(chuàng)建幾何體的目的在于規(guī)定需要加工的部位和零件在機(jī)床中的位置。對于數(shù)控加工必須定義加工坐標(biāo)系、被加工工件、范圍和切除范圍等。在此創(chuàng)建幾何體,就是針對這些定義而設(shè)置。
3.2 刀具的創(chuàng)建
在數(shù)控加工中,針對所產(chǎn)生的零件類型和復(fù)雜程度,會使用不同類型的加工刀具,UG NX模塊數(shù)控加工模塊,可以根據(jù)參數(shù)定義不同形狀的刀具。本工件刀具參數(shù)如圖3。
3.3 加工方法的創(chuàng)建
創(chuàng)建加工方法將可以指定余量、公差、切削步距和進(jìn)給率等設(shè)定。系統(tǒng)默認(rèn)的加工方法包括粗加工(MILL-ROUGH)、半精加工(MILL-SEMI-FINISH)、精加工(MILL-FINISH)和鉆孔加工(DRILL-METHOD).本例設(shè)定的加工方法如圖4。
3.3.1創(chuàng)建操作 (如圖5)
1)選擇CAVITY-MILL創(chuàng)建型腔銑操作,切削模式選擇跟隨部件,步距為刀具直徑50%,切削層為1mm生成加工操作。
2)選擇CORN-ROUGH 清除殘料,參考刀具為上一把刀具。方法為陡峭的,角度為65度,刀具步距為10%的刀具直徑,全局深度為1mm生成加工操作。
3)選擇FIX-COUTOUR創(chuàng)建固定軸曲面加工。驅(qū)動方法為區(qū)域銑削,切削模式為跟隨部件,刀路方向向內(nèi),部距為在部件上刀具直徑的10%。并設(shè)定切削、非切削和進(jìn)給速度參數(shù),生成加工操作。
4)選擇FIXED-CONTOUR-1清角,驅(qū)動方法為清根,并設(shè)定參數(shù)生成加工操作。
5)選擇FACE-MILLING-AREA選擇底面,切削模式選擇輪廓,并設(shè)定參數(shù)生成加工操作。
4.生成代碼與數(shù)控加工
加工刀具軌跡生成后,利用UG后置處理生成NC代碼,不同的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)用不同的代碼格式,因此針對不同的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)編制不同的后處理程序。
UG系統(tǒng)里提供了一般性的后處理器程序----UG/POST,它有很強(qiáng)的用戶化能力,能適應(yīng)從簡單到任意復(fù)雜的機(jī)床及其控制系統(tǒng)的后處理。在這里我們只需在UG軟件中選擇(Postproccss)按鈕,在出現(xiàn)的對話框中選擇“可用機(jī)床”為3-Axis Milling,從而生成需要的NC代碼。
將粗、精加工NC代碼分別輸入到數(shù)控機(jī)床,檢查完程序后,為了安全起見要進(jìn)行試切加工,發(fā)現(xiàn)問題要調(diào)試和調(diào)整;確定無誤后,進(jìn)行數(shù)控加工。
5. 結(jié)語
本文以一個復(fù)雜零件為例,利用UG軟件從建模到仿真,最后通過數(shù)控機(jī)床完成整個零件的加工。再此UG完成了手工編程所不能完成的。不僅降低了程序的出錯率,也提高了產(chǎn)品的精度,保證了加工效率。
參考文獻(xiàn)
[1]王衛(wèi)兵主編.《UG NX5數(shù)控加工案例導(dǎo)航視頻教程》[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2007.
[2]楊文勇,謝龍漢主編.《UG NX5數(shù)控加工快速入門》[M ]. 北京:清華大學(xué)出版社,2007.
作者簡介
王洪艷,碩士,講師,研究方向:機(jī)械CAD/CAM。