數控程式設計技術論文
數控技術是製造業資訊化的關鍵技術之一，下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。
篇一
UGNX CAM模組數控程式設計與加工技術探討
摘 要]型腔銑操作應用廣泛,文章以典型例項闡述了在UG軟體中完成從產品造型到數控加工的全過程,重點討論了UGCAM加工模組中層的運用、等高輪廓銑引數的設定與編輯優化刀路的方法,從而達到提高程式設計的精確性與效率,縮短加工生產週期的目的。
[關鍵詞]UGNX CAM NC 數控程式設計 型腔銑
[中圖分類號]TH16[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416***2010***02-0027-02
隨著市場經濟的發展,企業競爭愈發激烈,要求企業必須縮短產品的開發週期、降低開發成本、提高產品質量,實現新產品的快速開發,因此改進產品的傳統設計加工方法,掌握計算機應用技術並應用於產品開發、製造,才能夠在市場競爭中立於不敗之地。UG NX是當前世界上最先進、面向先進製造業、緊密整合的系統軟體,廣泛應用於齒輪的引數化結構設計[1]、高速加工[2]、六自由度並聯機器人曲面加工[3]及精密葉輪加工等[4],其中CAM模組根據建立的模型生成數控程式碼,用於產品加工。UG NX軟體提供的後處理器UG/POST可根據機床引數進行修改生成機床可以識別的NC程式,大大方便了使用者的使用。
1 基於UGNX自動程式設計過程概述
UGNXCAM涵蓋完整的NC程式設計和後處理、切削模擬和機床運動模擬功能,可用於構建產品、工裝、夾具及刀具,同時也可以建立機床的三維模型供模擬使用[5]。
UGNX CAM模組提供了2-5軸的銑削加工,2-4軸的車削加工,電火花切割加工和點位加工,並在此基礎上提供多種加工子型別,例如平面銑、型腔銑、固定軸曲面輪廓銑及可變軸曲面輪廓銑等,用於各種複雜零件的粗加工、半精加工、精加工,程式設計人員可以根據加工零件的結構特徵和加工精度要求選擇合適的加工方法,滿足不同客戶需求。目前CAD/CAM整合系統數控程式設計是指以待加工零件CAD模型為基礎,生成機床可以識別的NC程式並實現加工過程模擬的相關專業技術;在UG 軟體中,首先對三維實體造型進行加工工藝分析,合理安排加工工序、切削引數與走刀路線,然後使用者可在圖形方式下編輯刀具路徑,生成刀軌,並進行加工模擬。通過設定UG-POST後處理器生成機床可以識別的數控加工指令程式碼,編輯除錯後輸入數控機床即可進行數控加工;UG NX數控程式設計加工過程如圖1。
2 UGNX CAM加工工藝分析
下面以凹模零件銑削加工為例,闡述UG在數控加工中的實際應用,軟體版本是UGNX5.0。
2.1 三維建模
利用UGNX強大三維造型功能快速獲取CAD資料模型建立三維實體模型,見圖2所示。
2.2 零件的工藝分析及規劃
制訂數控銑削加工工藝是數控銑削程式設計的基礎和前提,只有合理安排工藝路線,確定數控銑削工序的內容和步驟才能確保NC程式質量,因此工藝分析及規劃是整個CAM工作的核心。
2.2.1 確定加工內容
根據模型形狀確定需加工的區域,本例中主要是凹模的內型腔側面、底面與凹模頂面的微小臺階面。根據加工內容選擇UGCAM加工模組中的型腔銑子型別就可以完成凹模零件的全部加工。
2.2.2 確定加工工藝路線
即確定從粗加工到精加工的流程與加工餘量。本例中加工工藝路線是首先採用UGCAM模組中型腔銑操作***MILL_CONTOUR***粗銑凹模內輪廓,留0.1mm的精加工餘量,選擇切削模式為跟隨部件,步距為刀具直徑的75%;其次是凹模側壁與底平面精加工,選用型腔銑子型別--等高輪廓銑***ZLEVEL_PROFILE***,通過設定切削區域、指定修剪邊界簡化刀路,提高生產效率。另外,在等高輪廓銑子型別的切削引數對話方塊設定中,將連線型別設定為直接對部件與在層之間切削,可同時實現底平面的精加工,精簡了NC程式,大大提高了加工效率。
最後是凹模頂部臺階面的清根加工,選取型腔銑子型別――等高輪廓銑,通過設定切削層深度巧妙的將加工範圍限制在臺階面的上下,可快速高效實現上部臺階面清根加工。
2.2.3刀具及切削引數的設定
根據加工要求選擇刀具、加工工藝引數與切削引數。本例中凹模內腔為帶斜度陡壁,選用型腔銑子型別――等高輪廓銑,為獲得高的表面粗糙度,垂直方向的切削層設定為最優化模式,系統會根據三維模型自動調整層深,一般在有淺面的地方生成比較小的每刀切削深度,在陡峭面的地方使用相對比較大的每刀切深,從而獲得比較好的表面加工質量。
根據上述工藝分析,選用三把刀具,其直徑分別為φ16mm,底圓角半徑0.2mm;φ6mm,底圓角半徑為3mm;φ12mm,底面角半徑為零。根據切削引數確定主軸轉速為粗加工2000r/min,精加工為7000r/min,進給速度為粗加工F=1000mm/min,精加工F=800mm/min,邊界內公差和邊界外公差設定為0.03,由此可知該部分加工工藝表如下:
3 UGCAM模擬導加工過程
3.1 進入CAM環境
選擇mill_contour***型腔銑***,刀具選擇可以根據模板或直接呼叫UG刀具庫裡的刀具,建立加工刀具尺寸引數。
3.2 設定操作引數
建立操作的過程中主要包括選擇操作型別***子型別***、設定工件座標系與安全平面、建立工件幾何體等幾大塊。在操作對話方塊中設定加工過程相關的一些引數,主要有檢查幾何體、指定切削區域、指定修剪邊界、切削模式、切削層等。在操作對話方塊中完成切削順序、切削方向、餘量以及進給量等相關引數設定。
3.3 模擬加工刀具路徑
完成引數設定後,系統進行刀軌計算,自動生成加工刀具路徑,如圖3所示
3.4 輸出機床加工程式
UGNX5.0提供了強大的後處理器,利用該處理器生成的NC程式無法直接在數控機床上應用,因不同的機床生產廠商生產的數控機床硬體不同,即使是相同的機床所安裝數控系統也不一定相同,這些特定的機床引數並不包含在刀具位置原始檔中,因此必須根據特定數控機床引數設定後處理器,以便生成該機床可以識別的NC程式。最終將凹模NX程式匯入LGMazak型號為Nexus510C的立式機床進行加工,圖4為在LGMazak機床上生成實際加工的程式,圖5為最終加工效果圖。從圖中可以看出最終加工效果圖與零件的三維模型一樣,從而實現了零件的快速加工。
4 結語
文章詳細闡述了UGNX在現代製造業中的應用,利用加工模組提供的切削層設定工具,將凹模切削層設為最優化,UGCAM根據三維模型自動優化刀軌,大大提高零件的加工效率,精簡加工工藝,因此得出如下結論:
***1***可以在一次裝夾中,完成型腔的粗、精加工,實現一次加工成品,簡化NC加工程式;
***2***利用UGNX數控程式設計技術快速實現了產品設計-模擬加工-實際加工的一體化過程,提高產品的開發生產效率,大大縮短了產品開發週期;
***3***UGNX提供了強大的加工過程模擬工具,從而有效預防和減少了複雜零件實際加工中錯誤的發生。
[參考文獻]
[1] 邵家雲,任豐蘭.UG中漸開線斜齒輪的全引數化精確建模[J].農機使用與維修,2009***1***.
[2] 王建華,王妮.UG在高速加工數控程式設計中的應用[J].航天製造技術,2006.
[3] 薛世超,高國琴,莊景燦.基於UG的六自由度並聯機器人曲面銑加工實現[J].機械設計與製造,2009***1***.
[4] 李群,陳五一,單鵬,宋放之.基於UG的複雜曲面葉輪三維造型及五軸數控加工技術研究[J].計算機應用,2007,8.
[5] 黃宜鬆,謝龍漢,王磊.數控加工入門與例項進階[M].北京:清華大學出版社,2008.
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