侯江蘭

（新疆天業(yè)集團(tuán)三期化工籌建處，新疆石河子， 832000）

UG軟件在數(shù)控加工中的應(yīng)用

侯江蘭

（新疆天業(yè)集團(tuán)三期化工籌建處，新疆石河子， 832000）

利用3D-MAX提供人像曲面模型，在UG軟件中進(jìn)行處理和加工，介紹UG軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，豐富的加工策略和強(qiáng)大的曲面加工能力。

UG，加工工藝，后處理，刀路

1 引言

UG (Unigraphics)是當(dāng)今世界最先進(jìn)、面向先進(jìn)制造行業(yè)、緊密集成的CAD/CAE/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/輔助工程/輔助制造)軟件系統(tǒng)它提供了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、仿真到數(shù)控程序生成等一整套解決方案。本文介紹了非工程軟件3D-MAX的人像模型在UG軟件處理和加工過程。

圖1 人像模型

2 對人像模型的加工前的處理

如圖1所示為由3DMAX的stl文件格式導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件的人頭部模型，模型的類型為faceted Body，

圖2 人像加工模型

由于模型類型，模型也沒有任何參數(shù)，UG中絕大部分建模和編輯命令多對他無法操作，只有采用間接的方法去操作它。首先將模型面部調(diào)整到較好的視覺角度，調(diào)整坐標(biāo)系，做一個120mm×160mm長方形，通過Edit-transform-scale和translate命令將模型調(diào)整到合適的大小并移動到長方形中，然后對長方形進(jìn)行extrude操作，將人頭部模型中除像部包裹在六方體中，見圖2，這樣人像的加工模型就建立起來了，為了在加工模塊里便于操作，通過對此模型以stl文件格式進(jìn)行導(dǎo)出導(dǎo)入，使人像模型和六方模型如何融合為一體，都變?yōu)閒aceted Body類型。

3 利用UG加工模塊進(jìn)行模型加工

為了保證人像模型加工質(zhì)量和效果，加工的材料選用航空鍛鋁，選用的機(jī)床為高速輕載機(jī)床DMU-80T,主軸轉(zhuǎn)速最高可達(dá)30000r/min。

3.1 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)人像模型的尺寸，選擇120mm×160mm×70mm毛胚。根據(jù)人像模型輪廓特點(diǎn)和材料特點(diǎn)，加工工序分為四個工序：粗加工 、半精加工、精加工、和清根加工。

3.2 刀具選用和切削參數(shù)的確定

為了保證加工的質(zhì)量和加工效果，刀具全部選用肯那硬質(zhì)合金涂層刀具，粗加工選用?10mm四刃立銑刀，切削速度為80m/min,主軸轉(zhuǎn)速n=2500r/min，切削進(jìn)給速度為200mm/min。半精加工選用?5mm四刃球頭銑刀，主軸轉(zhuǎn)速n=5000r/min，切削進(jìn)給速度為600mm/min。精加工選用?2mm四刃球頭銑刀,主軸轉(zhuǎn)速n=12000r/min，切削進(jìn)給速度為1000mm/min。清根加工選用?1mm四刃立銑刀，切,主軸轉(zhuǎn)速n=24000r/min，切削進(jìn)給速度為1000mm/min。

圖3毛胚和驅(qū)動面

3.3 數(shù)控加工編程

3.3.1 編程準(zhǔn)備

用UG軟件對人像模型編程需要作幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作:首先，將幾何體WORKPIECE項(xiàng)毛坯設(shè)為120 mrn×160rnrn×70mrn的方料，MCS加工坐標(biāo)系設(shè)在矩形體的上表面左下角；其次，為提高編程的效率，需預(yù)先對模型的像部做驅(qū)動面面，在具體編程時候就可以利用UG的強(qiáng)大分類選擇功能對指定的面進(jìn)行特定選擇，極大地提高了編程操作的效率和加工時間，降低了勞動強(qiáng)度。

圖4 粗加工刀路軌跡

3.3.2 曲面加工編程

(1)粗加工 整體粗加工粗加工的目的在于盡可能快地有效切除多余材料。采用型腔銑cavity Mill方式進(jìn)行粗加工，選擇?10mm四刃立銑刀。粗加工采取高切削速度、高進(jìn)給速度和小切削量的策略，盡可能地保持刀具負(fù)荷的穩(wěn)定，減少任何切削方向的突然變化，保持最大和穩(wěn)定的切削速度。 型腔銑削方式隨工件模式而定，每刀切深設(shè)0.5mm。選擇層優(yōu)先，順銑。部件加工余量設(shè)為0.3mm，內(nèi)外公差設(shè)為0.03mm。在連接方式中選擇優(yōu)化方式、打開刀路方式，減少空行程，見圖4。

(2)半精加工選擇?5mm四刃球頭銑刀，采用FIXED_CONTOUR加工方式半精加工，F(xiàn)IXED_CONTOUR加工方式主要是對驅(qū)動面進(jìn)行操作，非常適合對Faceted Body模型加工編程，以平行方式走刀，切削類型選擇ZIG_ZAG，以減少抬刀次數(shù)，走刀間距是通過stepover的值來控制，值越大走刀越密集，半精加工stepover的值定為100，模型內(nèi)外公差設(shè)為0. 03mm，加工余量設(shè)為0。圖5半精加工橫向刀路軌跡，通過對刀路觀察，在模型的陡峭處切屑不好，所以增加了對工件的縱向刀路見圖6，對驅(qū)動面對切削方向選擇就可實(shí)現(xiàn)。

圖5 半精加工橫向刀路軌跡

圖6 半精加工縱向刀路軌跡

(3)精加工 精加工仍然采用FIXED_CONTOUR加工方式，選擇?2mm四刃球頭銑刀，采用stepover的值定為300，以更加密集刀路對模型進(jìn)行加工，加工余量設(shè)為0，內(nèi)外公差設(shè)為0.001mm。

(4)清根加工 清根加工采用Flowcut?_smooth加工方式，采用?1mm球頭銑刀, 選擇面部的眼、口、鼻為加工區(qū)域，加工余量設(shè)為0，內(nèi)外公差設(shè)為0.001mm，得到的加工軌跡見圖7。

3.3.3 仿真加工

刀路程序編制完成后，對全部程序進(jìn)行仿真加工，檢查程序有無過切現(xiàn)象，如圖8仿真加工結(jié)果顯示，所有程序無過切現(xiàn)象。

3.4 實(shí)際加工

刀路程序經(jīng)后處理后生成G代碼的加工程序，傳入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際加工，經(jīng)加工驗(yàn)證，人像輪廓和細(xì)節(jié)形狀清晰，加工表面光潔度高，而且切削效率較高。

圖7 清根加工刀路軌跡

圖8 仿真加工

4 結(jié)論

利用3D-Max動畫模型，通過UG軟件處理和數(shù)控編程，完成了動畫模型復(fù)雜人像模型的加工過程，展現(xiàn)了UG軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和曲面加工及后處理過程。本文僅從數(shù)控加工的角度出發(fā)，對基于UG的數(shù)控加工技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)和歸納，

[1]洪志賢，等. Unigraphic三軸銑床加工模組[M].北京：北京大學(xué)出版社，2001.

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[3]賴育良.Unigraphic NX4實(shí)體和組合應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[4]楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版，2002.

UG Software CNC Machining of Application

Hou Jianglan
(Xinjiang Tianye Chemical Group to build three office ,XinjiangShihezi, 832000)

3D-MAX offers portraits surface model, handling and processing in UG software, introduced UG powerful data conversion software, rich and powerful surface machining strategies processing capacity.

UG；processing；post-processing；tool path