陳超

摘要：隨著力學(xué)性能、零件功能和審美要求的不斷提高，對(duì)復(fù)雜曲面的加工質(zhì)量也有更高要求。UG軟件的CAM模塊，在復(fù)雜曲面零件的加工中發(fā)揮了優(yōu)勢(shì)，降低了編程難度，提高了編程的效率，從而保證了數(shù)控銑削加工的質(zhì)量和效率。本文以UG為例，對(duì)復(fù)雜曲面的數(shù)控銑削加工進(jìn)行深討。

關(guān)鍵詞：曲面;銑削加工;質(zhì)量

1 引言

UG的加工模塊，功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單，可以選擇合適的銑削方式來(lái)粗加工、半精加工、精加工，眾多的修改、剪裁、復(fù)制等編輯功能，可以靈活的優(yōu)化加工工藝。UG軟件的加工模塊可以在實(shí)體模型上直接生成加工程序，并保持與實(shí)體模型全相關(guān)，可以做輔助圖形使程序更簡(jiǎn)單和實(shí)用。因此，選擇UG進(jìn)行曲面加工有很大優(yōu)勢(shì)。

本文主要從以下幾方面進(jìn)行分析研究，對(duì)加工零件進(jìn)行合理的加工參數(shù)設(shè)置、刀路規(guī)劃及編輯，從而生成合理的零件刀具軌跡;定制好后處理器，利用后處理生成 和機(jī)床匹配的NC 代碼;將NC代碼傳入數(shù)控機(jī)床加工出實(shí)體零件，加工完成的零件具有高的精度和表面質(zhì)量。

2 數(shù)控銑削加工編程技術(shù)

數(shù)控編程一般分為手工編程和自動(dòng)編程兩類。手工編程主要適用于幾何形狀不太復(fù)雜、坐標(biāo)計(jì)算比較簡(jiǎn)單、加工程序不長(zhǎng)的零件的加工。對(duì)于一些復(fù)雜零件，特別是具有空間曲線、曲面的零件，則必須使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程。自動(dòng)編程方式大大減小了編程出錯(cuò)率，提高了編程效率和可靠性，因此，曲面加工必須利用自動(dòng)編程。

UG軟件的計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）功能，能完成工藝方案的制訂、刀具及其參數(shù)的設(shè)定、切削用量的設(shè)定、幾何體的選擇、非切削參數(shù)的設(shè)定等，選擇的加工類型能自動(dòng)計(jì)算出刀具路徑，并且可以進(jìn)行3D模擬加工，如有錯(cuò)誤，可根據(jù)報(bào)錯(cuò)的信息進(jìn)行修正。最后利用設(shè)置好的后處理生成指定數(shù)控系統(tǒng)用的數(shù)控加工程序。

3 UG銑削加工工藝分析

UG軟件中，銑削方式有很多種，對(duì)于曲面加工常用的方法，先用Φ20mm的立銑刀進(jìn)行型腔銑開(kāi)粗，選擇Φ10mm的圓角刀利用型腔銑中的剩余材料設(shè)置進(jìn)行二次開(kāi)粗;選擇Φ6mm球頭刀利用深度加工輪廓和區(qū)域面銑等進(jìn)行半精加工;最后針對(duì)各種曲面，利用固定軸輪廓加工中的各種驅(qū)動(dòng)方式分別完成精加工。

3.1加工方案的制定

1）由圖1可知，從毛坯到成品切削余量很大，可以采用UG加工模塊提供的“型腔銑”來(lái)去除大部分余料，工件材料是鋼件，最好將粗加工再分成兩次，采用平底刀開(kāi)粗后，再選用圓角銑刀來(lái)進(jìn)行二次開(kāi)粗，為后面的加工留有均勻的余量。

2）由于曲面較深，一般選用Φ20mm的立銑刀來(lái)加工到刀具所能達(dá)到的深度，再選擇加長(zhǎng)刀具，加工到零件的底部，加長(zhǎng)刀具容易產(chǎn)生震動(dòng)，適當(dāng)調(diào)整切削速度和背吃刀量。

3）該零件的直壁面較多，換圓角刀，采用“等高輪廓銑”進(jìn)行半精加工，為精加工留有均勻的余量。

4）型腔底部較平坦，可選擇面區(qū)域銑削，為整齊，切削角可設(shè)置45°，使機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)，減少切削震動(dòng)。

5）精加工方式主要針對(duì)不同類型的曲面分別進(jìn)行輪廓區(qū)域驅(qū)動(dòng)加工，最后在凹角處用多刀路清根，保證加工質(zhì)量，獲得較高的加工速度。

6）依據(jù)圖形的特點(diǎn)，選擇合適的驅(qū)動(dòng)方式，根據(jù)加工工件的材料、刀具參數(shù)、機(jī)床參數(shù)來(lái)設(shè)定切削參數(shù)。

4 零件的加工

4.1 后處理生成 NC 代碼

機(jī)床在物理結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)方面不同，生成的刀軌需經(jīng)過(guò)后處理才能生成和機(jī)床匹配的 NC 代碼文件。使用 UG 提供的后處理器構(gòu)造器，設(shè)置 NC 編碼所需的參數(shù)以及機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如機(jī)床、程序、刀軌、數(shù)據(jù)格式、列表文件、輸出控制及文件預(yù)覽等，來(lái)創(chuàng)建適合該機(jī)床的后處理程序，在 UG 加工環(huán)境中選擇該后處理程序?qū)Ω鞯盾夁M(jìn)行后處理，生成合適的NC 代碼。

4.2 數(shù)控銑床的加工

設(shè)置好機(jī)床和軟件之間的傳輸數(shù)據(jù)，將生成的 NC 程序傳入數(shù)控銑床，做好裝好刀具、切削液對(duì)準(zhǔn)刀具、裝好零件和對(duì)刀等輔助工作，啟動(dòng)機(jī)床，刀具受損時(shí)及時(shí)停下機(jī)床更換，保證加工的零件具有高的精度和表面質(zhì)量，達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)和要求。

5 曲面質(zhì)量分析

曲面的加工質(zhì)量主要有零件的加工精度與零件的表面質(zhì)量（粗糙度）。通常加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。通常形狀和位置精度由機(jī)床保證和軟件來(lái)保證，可以用軟件來(lái)微調(diào)。

影響曲面質(zhì)量的主要因素有：機(jī)床精度、刀具性能、零件材料的切削性能、切削參數(shù)、軟件的選擇、加工方式的選擇、切削液的選擇等。不斷的優(yōu)化參數(shù)，積累實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)，爭(zhēng)取在實(shí)際加工中加工出更接近要求的高精度零件。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文以復(fù)雜曲面加工為例，分析了曲面加工的整個(gè)流程及每個(gè)步驟的注意事項(xiàng)，最后加工出高質(zhì)量的實(shí)體零件。其中，利用UG 軟件解決了許多加工中的困難，縮短了零件的制造周期，提高了零件的加工質(zhì)量，為以后的銑削加工工藝提供了良好的參考方案。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：四川省遂寧市安居高級(jí)職業(yè)中學(xué)校）