高淼，范有雄，焦紅衛(wèi)

（武漢軟件工程職業(yè)學院，武漢430205）

1 UG 數(shù)控加工編程

對于中高職銜接的學生，數(shù)控車削加工課程中沒有將宏程序納入課程標準中，所以加工復雜零件可采用UG建模，自動加工，后處理生成程序，再將程序導入數(shù)控車床中加工完成工件。

UG-CAM 模塊為自動加工模塊，UG 的數(shù)控車模塊包含豐富的操作內(nèi)容，如鉆孔、鉸孔，車外圓、內(nèi)孔、螺紋、切斷等操作，基本上覆蓋了數(shù)控車床全部的操作內(nèi)容［1-3］。UG-CAM 包括選擇車削加工環(huán)境和工序類型，設置加工幾何體和操作參數(shù)，生成刀軌及模擬加工，使用“后處理”生成CNC 程序等，主要適用范圍為容易建模的復雜零件加工［4-5］。使用UG 模塊來進行車削加工的順序為：建模→創(chuàng)建幾何體→創(chuàng)建加工操作→生成刀路軌跡并3D 仿真→生成CNC 程序→傳輸程序→數(shù)控機床加工零件。

2 零件圖及工藝分析

圖1 是一個軸類加工件，其幾何要素相對比較復雜，零件有橢圓球頭、圓柱體、大圓角和螺紋，尺寸精度要求也比較高。因此，用數(shù)控車床來進行加工比較好。

工件毛坯：φ30 mm×80 mm 棒料，45 鋼。

加工機床：全功能數(shù)控車床，前置刀架。

左端面加工工步：不使用數(shù)控車床加工，用普通車床完成，見［工步七］。

數(shù)控加工設計7 個工步，在數(shù)控車床上完成前6 個工步。

圖1 零件圖

［工步1］：精車右端面。選用80°外圓偏刀車削，一次車削到位（坐標原點）。

［工步2］：粗車橢圓半球體、φ20 mm 圓柱體、R4 等倒角。選用80°外圓偏刀車削，直徑方向留加工余量0.2 mm，長度方向留加工余量0.2 mm。用三爪自定心卡盤裝夾棒料左端，左面留出長度65 mm。

［工步3］：精車R6 mm 球體、φ20 mm 圓柱體、R4 等倒角。選用80°外圓偏刀車削，尺寸一次性加工到位。

［工步4］：精車6×φ14 mm 退刀槽。選用寬度為4 mm的切槽刀，尺寸一次性加工到位。

［工步5］：精車M20×1.5 螺紋。選用60°螺紋尖刀，尺寸一次性加工到位。

［工步6］：切斷工件。選用寬度為4 mm 的切斷刀，總長度留51 mm，一次性切斷。

［工步7］：工件左端面加工。在普通車床上加工完成，選用45°端面車刀，將長度尺寸加工到位

3 創(chuàng)建加工模型

打開UG8.5，進入建模模塊，在XC-YC基準平面上，按圖2 所示畫出工件的縱截面草圖，注意要另外畫出一條與螺紋根線（這條根線在螺紋加工操作的根線），其徑向與中心線的距離為9.026，其長度略長于螺紋部分即可，旋轉后的實體模型如圖3 所示。

圖2 草圖繪制圖形

圖3 實體建模

提示：所有幾何體的尺寸公差不必考慮，因為尺寸公差是依靠加工操作來控制的；螺紋實體可以在建模時生成，也可以不生成，而通過螺紋加工操作來控制。

4 創(chuàng)建加工操作

1）進入加工環(huán)境。將“CAM 會話配置”欄里面的“Lathe”→“Turning”項選中，確定使用車床進行車削加工。

2）創(chuàng)建幾何體。在創(chuàng)建幾何體操作中，包括3 項主要內(nèi)容，即機床坐標系、工件幾何和毛坯幾何體：a.設置機床坐標（加工坐標系），將名稱設為“zbx”與系統(tǒng)自帶的坐標系相區(qū)別。b.設置工件幾何體。單擊"加工創(chuàng)建"工具條上的［創(chuàng)建幾何體］命令，選擇第三項［回轉工件］命令圖標；父級組選中zbx；名稱輸入jht。進入“車削工件”界面，“選擇或編輯部件邊界”將“平面”選擇為“自動的”，“類型”選擇為“封閉的”，“材料側”選擇為“內(nèi)部”。c.設置毛坯幾何體。進入“選擇毛坯”界面，選擇“棒料”，位置“在主軸箱處”，輸入長度70，直徑30，在參考WCS 坐標系中，XC輸入數(shù)值-68，表示Z 向留2 mm 車削端面。完成的工件和毛坯幾何視圖如圖4。

圖4 完成的創(chuàng)建幾何體

3）創(chuàng)建加工操作：

a.工步2：外圓粗車刀軌。

圖5 外輪廓粗車刀軌

圖6 仿真加工后的輪廓

b.工步3：精車外表面。

圖7 外輪廓精車刀軌

圖8 仿真加工后的輪廓

c.工步4：精車6×φ14 mm 退刀槽。

圖9 切槽刀軌

圖10 仿真加工后的輪廓

d.工步5：精車M20×1.5 螺紋。

圖11 頂線、終止線、根線的選擇

圖12 螺紋加工刀軌

e.生成CNC 程序。將6 個工步即gb1-gb6 的刀具軌跡全部選中，單擊［后處理］命令圖標，選中“可用機床”→“LATHE_2-AXIS_TOOL_TIP”（即2 軸后置刀架車床），單位設置為“公制/部件”，如圖13 所示。單擊應用后，出現(xiàn)“信息”對話框，即生成了工步1～工步6 的數(shù)控加工程序。需要說明的是，在實際生產(chǎn)中要根據(jù)具體機床的數(shù)控系統(tǒng)設定，對程序中的個別命令或語句要進行修改，才能輸入到數(shù)控車床中使用。

5 數(shù)控車床加工工件

圖13 后處理步驟

將生成的NC 程序導入斯沃仿真FANUC OiT 中，安裝工具對刀加工后的模擬圖形如圖14 所示，再將程序傳輸?shù)綌?shù)控車床HM6-L6-00/HM6-L6-01，使用尼龍棒材料加工，加工的實體圖形如圖15 所示。尼龍棒工件檢測數(shù)值如表1。

數(shù)值測量檢測，零件符合標準。

圖14 斯沃仿真工件

圖15 數(shù)控車床加工工件

6 結 語

對于中等復雜以上的零件，使用UG 設計和自動加工，并后處理生成加工程序，然后傳輸?shù)綑C床上進行工件的加工，這種方法可以免去手工編程中復雜的基點計算，并且極大地縮短了零件從設計到加工的周期，提高了生產(chǎn)效率。對于未學習宏程序的中高職學生，是一種較好的加工思路。

表1 工件尺寸檢測

［1］ 何晶昌，申龍，程虎，等.基于UG 自動編程的數(shù)控車削加工［J］.機械制造與自動化，2010，39（4）：43-46.

［2］ 范有雄，吳元祥，陳金牛，等.數(shù)控車削加工切削參數(shù)優(yōu)化［J］.機床與液壓，2013（17）：81-84.

［3］ 陳銀清.基于UG 的數(shù)控車削加工編程技術及應用［J］.機械，2007（35）：37-39，45.

［4］ 陳曉英，徐誠.UG 軟件在數(shù)控加工中的應用［J］.機床與液壓，2006（1）：64-66.

［5］ 吳正洪，劉曉東，周繼偉，等.基于UGNX 數(shù)控車削編程模板的建立及實踐［J］.機械設計與制造，2008（6）：143-144.