徐其航，林若波，龔占杰，林德雄

（1.揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，廣東 揭陽 522051；2.南陽二機(jī)石油裝備集團(tuán)有限公司，河南 南陽 473006；3.巨輪股份有限公司，廣東 揭東 515500）

1 UG和CIMCOEdit

隨著CAD／CAM技術(shù)、數(shù)控加工編程、快速成型技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品零件的開發(fā)與制造發(fā)生著巨大的變化，傳統(tǒng)的設(shè)計方法及數(shù)控機(jī)床的手動編程加工方式越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)的需要［1］。

UG是美國麥道公司出品的一個集CAD／CAM／CAE為一體的三維設(shè)計軟件，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手段，它是當(dāng)今世界上廣泛應(yīng)用的計算機(jī)輔助設(shè)計、制造和分析軟件之一，有著強(qiáng)大的實體建模、曲面建模、虛擬裝配、工程繪圖和制造加工等功能。

CIMCOEdit是一套可以對數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)處理、文件比較與三維刀具軌跡模擬、DNC傳輸?shù)膽?yīng)用軟件。該軟件以其強(qiáng)大的功能、低廉的價格而風(fēng)靡歐美。利用CIMCOEdit軟件的數(shù)據(jù)處理功能可以方便地實現(xiàn)對各軸數(shù)據(jù)的運(yùn)算，迅速完成程序平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像以及主軸轉(zhuǎn)速、切削進(jìn)給的動態(tài)調(diào)整等數(shù)控程序。其具有加工范圍顯示功能，可自動計算出程序最大值與最小值的范圍，有效地避免機(jī)床超程、轉(zhuǎn)速進(jìn)給超限等。

2 游戲機(jī)手柄上蓋建模

游戲機(jī)手柄上蓋是一個比較復(fù)雜的零件，在設(shè)計過程中需要大量的曲面造型，而UG軟件具有強(qiáng)大的曲面造型能力，因此我們利用UG軟件的實體建模模塊進(jìn)行游戲機(jī)手柄上蓋的設(shè)計。對產(chǎn)品零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝分析，得到該零件的設(shè)計效果圖［2］，如圖1 所示。

3 游戲機(jī)手柄上蓋的數(shù)控加工

利用CAD技術(shù)生成的產(chǎn)品三維造型包含了數(shù)控編程所需要的完整的產(chǎn)品表面幾何信息，CAM軟件可針對這些信息進(jìn)行數(shù)控加工刀位的自動計算。因此，絕大多數(shù)的數(shù)控編程軟件同時具備CAD功能，是CAD／CAM集成化軟件，本文采用的UG軟件也是CAD／CAM／CAE集成化軟件［3］。

圖1 游戲機(jī)手柄上蓋

3.1 加工工藝方案的確定

數(shù)控加工編程分為上表面和下表面兩部分，加工工藝過程的設(shè)計主要包括：毛坯件的選擇；加工區(qū)域的確定；工藝路線的制定；加工刀具的選擇；加工方式、走刀路線和切削用量的確定；加工模擬，在加工模擬中不存在干涉現(xiàn)象，才能生產(chǎn)NC加工代碼。傳輸NC加工程序至機(jī)床，然后選擇夾具，確定坐標(biāo)系進(jìn)行加工［4］。擬定的加工工藝方案見表1。

3.2 UGCAM加工的流程

UGCAM數(shù)控編程是利用UG加工模塊進(jìn)行數(shù)控自動編程，一般NC編程的基本過程及內(nèi)容如圖2 所示。

3.3 UGCAM的數(shù)控編程

利用UG加工模塊，對游戲機(jī)手柄上蓋進(jìn)行數(shù)控編程，包括上表面和下表面加工編程，數(shù)控編程結(jié)果如圖3 所示。

表1 游戲機(jī)手柄上蓋加工工藝方案

圖2 NC編程的一般步驟

圖3 數(shù)控編程操作效果圖

3.4 后置處理生成NC加工程序［5］

UG數(shù)控編程要進(jìn)行后處理才能生成機(jī)床能識別的NC代碼，但是不同的機(jī)床所要求的格式并不相同。目前使用較多的是法蘭克、西門子、三菱、海德曼等幾種數(shù)控系統(tǒng)。本文采用了法蘭克數(shù)控系統(tǒng)編程方法對后處理程序進(jìn)行了部分修改，使之能夠與法蘭克系統(tǒng)的數(shù)控加工中心完全對接。部分NC代碼如下：

%下表面粗加工程序代碼 Y－67.203

G40G69 X－88.045

（TOOLS：D6R3） Y33.539

T00M06 X88.056

G90 Y－67.203

G17G54 X0.0

G00X0.Y0. Y－64.203

G43Z250.H00 X－85.045

M03S0 Y30.539

G00X0.0Y－73.203 X85.056

Z50.011 Y－64.203

Z49.209 X0.0

G01Z46.209F250. Y－61.203

4 游戲機(jī)手柄上蓋的數(shù)控加工仿真

數(shù)控模擬對電腦的配置要求較低，運(yùn)算較快，對游戲機(jī)手柄上蓋的數(shù)控模擬比UG模擬減少70%的時間。利用CIMCOEdit軟件對游戲機(jī)手柄上蓋的數(shù)控模擬結(jié)果如圖4 所示。

通過數(shù)控加工仿真演示，根據(jù)不同的顏色可判斷是否有干涉現(xiàn)象，能提前預(yù)知數(shù)控加工中存在的問題，及時改正錯誤，保障了產(chǎn)品的合格率。

5 結(jié)論

運(yùn)用UG軟件中的建模模塊對零件進(jìn)行實體造型，可在產(chǎn)品生產(chǎn)制造之前通過電腦預(yù)先對產(chǎn)品外觀進(jìn)行造型分析，預(yù)知產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)造型；然后利用UG加工模塊進(jìn)行數(shù)控編程，進(jìn)行相關(guān)刀具選擇，對零件加工工藝和加工方法進(jìn)行確定；最后進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)控加工編程，生成NC加工代碼，通過選擇不同的數(shù)控系統(tǒng)，生成對不同系統(tǒng)的后處理的加工代碼。

圖4 數(shù)控加工仿真

［1］徐森亮.基于UG的電動車后備箱蓋注塑凸模CAM技術(shù)［J］.機(jī)械制造與自動化，2010，39（3）：135-138.

［2］徐其航，黃建新，盧景輝.游戲機(jī)手柄上蓋注射模設(shè)計［J］.輕工機(jī)械，2011，29（1）：4-7.

［3］王曉楓.UG軟件CAD／CAM技術(shù)在注塑模生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2005，17（6）：50-53.

［4］蘇君，趙巖，劉保軍，等.基于UG電話上蓋注塑模具設(shè)計與數(shù)控加工［J］.中國制造業(yè)信息化，2012，41（15）：83-86.

［5］范希營，郭永環(huán).基于UG／NX／CAM的復(fù)雜型腔的實體造型及銑削加工［J］.機(jī)械設(shè)計與制造，2009（10）：150-151.