UG数控加工 篇1
由于我国制造业的飞速发展, 不断缩小与世界制造业先进水平的差距, 作为现代制造技术的灵魂及核心, 数控加工技术在我国广泛应用。
随着社会对机械产品多样化的要求日益强烈, 产品更新越来越快, 多品种、中小批量生产的比重明显增加, 同时随着汽车工业和轻工业消费水平的高速增长, 机械产品的结构日趋复杂, 其精度日趋提高, 性能不断改善, 激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短, 传统的加工设备和制造方法及流程已难以适应这种多样化、柔性化、高效和高质量复杂零件加工要求。因此, 对零件产品加工的效率、高精度和高自动化的要求更高。而UG就是一款包含三维建模、数控车铣自动编程模块的软件。UG的参数化功能和后处理器支持多种数控机床功能, 可迅速生成数控代码, 缩短编程人员的编程时间, 提高程序的正确性和安全性, 降低成本, 提高工作效率。以下是基于UG耳机的零件加工过程。同时, 在校企合作的过程中, UG软件在数控加工中起到重要作用。
1 耳机模具的三维建模
1.1 结构及参数分析
耳机模具的结构如图所示, 该零件结构包括曲面、细小台阶面、平面、沟槽及孔。
1.2 耳机零件的三维建模
根据耳机的特点, 选取适合的方料, 先在其上构建圆台而后在圆台的基础之上构建五个图台。使用三维建模制作仿真耳机图。
2 UG的加工过程分析
2.1 开粗
开粗方法:平面曲面均使用型腔铣, 方法选择跟随部件加工, 使剩余量减少, 这样有利于精加工, 加工余量0.25 mm, 步距是刀具的50%。
2.2 半精加工
半精加工使用剩余铣, 方法选择跟随周边加工。加工余量0.12 mm, 步距是刀具的50%。
2.3 精加工
精加工平面使用表面区域铣, 方法选择跟随周边铣;曲面使用固定轴曲面轮廓区域铣, 方法选择45°往复铣;陡峭面使用等高轮廓铣, 方法选择跟随部件铣。加工余量为0.02 mm, 步距为0.6 mm。
2.4 清根加工
清根方法选择多路清根, 余量为0.02 mm。然后使用电火花进行最后一步加工。
3 UG编程过程
3.1 创建几何体
导入图纸, 点击创建工具栏的图标, 系统将打开创建几何体的对话框, 由于是单面加工, 因而要创建单面坐标系几何体。正面的坐标系保持原方位, 但要设置安全平面, 将MCS加工件坐标系原点设在耳机的中心位置。部件可以选择所有面, 而毛坯由于是模锻件, 可以通过“部件的偏执”进行设置。
3.2 创建加工操作
单击创建工具条上的“创建操作”图标, 打开创建操作对话框, 选择操作子类型为型腔铣。
选择位置组程序为“FM”, 设置刀具, 选择几何体为“WORKPIECE_FM”, 指定名称为“MILL_FM”。确认选项后单击“确定”按钮开始型腔铣操作的创建。
3.3 创建刀具
在工具栏上点击刀具创建按钮, 打开创建刀具的对话框。在新建刀具时, 首先要求选择刀具的类型、刀具子类型, 在选择类型并指定刀具名称后, 确定打开刀具参数对话框, 输入相应的参数后即完成刀具的创建。
3.4 生成刀轨
在选择操作后单击工作条上的生成刀轨按钮, 进行运算生成刀轨。当生成一个刀轨路径后, 需要通过不同的角度进行观察, 或者对不同部位进行观察粗加工型腔铣刀轨路线。
3.5 实体模拟切削
选择确认图标, 系统将打开一个可视化刀轨轨迹对话框, 在中间选择2D动态可视化检视方式生成2D实体模拟切削。2D动态与3D动态均为实体模拟切割, 可对工件进行比较逼真的模拟切割, 通过切削模式可以提高程序的安全性和合理性, 可以发现在实际加工时存在的某些问题, 以便编程人员及时修正, 避免工件的报废。
3.6 后处理
在操作导航器的程序视图中, 选择已生成刀具路径的操作, 在工具条上单击【后处理】, 系统打开后处理对话框, 选择相应的后处理器、输出文件名、输出单位、列出输出:激活选项, 在处理后完成, 将在屏幕上显示生成粗加工的程序文件。随后同粗加工程序生成步骤一样, 更改加工方法, 生成半精加工与精加工程序。
4 实体加工
根据以上所得部分程序及加工方案, 将其输入VERICUT机床, 导入加工程序输入到数控机床中, 将数控系统界面调整到图形校验界面, 机床锁住条件下, 对所编制的图形进行校验, 发现错误及时改正, 保证加工顺利进行。
4.1 加工准备
(1) 开机。
(2) 回机床参考点。
(3) 检查毛坯料是否符合加工要求。
(4) 安装工件。在虎钳中间位置安装工件, 并夹紧。
(5) 安装刀具并对刀。安装完成零件的对刀。
(6) 工件坐标系的设置。把对刀得到的X、Y、Z坐标值分别输入到相应的G54工件坐标系偏置寄存器中。
4.2 实体加工
模拟校验编制的程序走刀轨迹是否符合图纸要求。根据UG自动编程生成程序在FANUC数控铣床中加工实体零件。
该零件加工满足加工要求, 并为下一步电火花加工做好准备。
5 结论
通过零件的建模, 灵活运用UG对零件进行自动数控编程;通过合理的加工工艺和FANUC数控铣床操作, 实现了耳机模具的加工, 满足校企合作的要求。
此次使用UG自动编程加工不仅对UG软件的应用有了一定的了解, 而且对零件的设计、加工流程、铣削加工的方法有了进一步的掌握, 使自己的理论得到了升华。本次论文设计, 更加突出UG自动编程是数控加工中一种快捷且不可或缺的编程方法。
摘要：本文主要讲述了耳机零件制造的过程。本零件应用UG自动生成程序并结合铣削的特点详细地制订好零件的数控工艺。其主要内容为用UG模拟加工生成合理的刀具进给路线以及刀具、切削用量的选择。
关键词：耳机模具,UG,数控铣削加工
参考文献
[1]黄毓荣, 陈大治.UG NX4高级铣应用技术[M].清华大学出版社, 2007.
[2]黄翔, 李迎光.数控编程理论技术与应用[M].清华大学出版社, 2006.
[3]杨胜群, 唐秀梅.UG NX4数控加工高级教程[M].清华大学出版社, 2007.
[4]杨胜群, 李海泳, 赵明, 等.UG NX4数控加工实用教程[M].清华大学出版社, 2006.
UG数控加工 篇2
在工业化进程不断加快的当今社会, 塑料制品凭借自身优良的性能, 得到了极其广泛的应用。在现代塑料制品设计中, 存在有大量的曲面造型, 如果采用传统的机械加手工制模, 则模具的质量和精度难以保证。在这种情况下, 模具数控加工工艺就得到了飞速发展和普及, 而作为一款综合性的CAD/CAE/CAM软件, UG可以进行模具的设计、分析, 同时自动生成加工程序, 因此受到了相关技术人员的重视。
1 UG软件概述
UG全称Unigraphics NX, 是由Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案, 能够为用户的产品设计和加工提供相应的数字化造型及验证手段。UG是一个交互式CAD/CAM系统, 其自身极其强大的功能使得UG可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构, 经过长期的发展, 已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。
在工业化进程不断加快的前提下, 当前制造业面临着新的挑战, 即通过产品开发的技术创新, 在持续缩减成本投入的基础上, 逐步增加产品利润和收入。而为了真正意义上支持个性, 必须具备更加多样化的设计方案, 在开发过程中, 由以往经验中得到的知识, 更早地做出关键性决策。UG的应用, 能够通过过程变更, 驱动产品革新, 其独有的知识管理, 使得工程专业人员能够推动产品的快速革新, 以创造出更大的利润, 同时可以结合已知准则, 对每一个设计决策进行确认, 保证决策的可靠性。应用UG, 用户可以得到更加合理的解决方案, 对设计过程进行改善, 对成本进行控制, 从而进一步缩短产品进入市场的时间, 为用户赢得更多的利润。
2 基于UG的塑料模具数控加工工艺
这里从塑料模具的数控加工出发, 以吹风机外壳模具的型芯镶块加工为例, 对基于UG的模具数控加工工艺进行分析和讨论。
2.1 三维模型创建
在模具数控加工前, 必须先建立相应的三维模型。相关技术人员可以结合现有的模具图纸, 利用UG中的CAD模块, 构建模具的实体模型, 或者通过导入其他格式的图纸文件, 对模具的三围模型进行创建。需要注意的是, 无论采用何种创建方式, 三维模型都必须忠于原设计, 切实保证模型数据的精度, 以确保后续数控加工质量。在该加工实例中, 模具型芯镶块零件的三围模型如图1所示。
在生成毛坯时, 可以对镶块的地面进行拉拔, 将高度控制在高于镶块最高面2mm, 以留出一定的加工余量, 确保零件最高面的加工质量。
2.2 工艺流程确定
在UG软件中, 确定相应的工艺流程, 是后续数控加工顺利开展的基础和前提。操作人员应该打开软件, 在操作界面点击“应用模组”中的“加工模组”命令, 进入相应的对话框, 对工艺流程进行制定: (1) 由之前创建的零件三围模型, 对加工模式进行选择。在UG软件中, 零件的加工模式主要包括平面加工、型腔加工以及三轴连续曲面加工三种模式; (2) 明确加工坐标系, 同时对刀具的工艺参数和切削方式进行选择; (3) 明确加工步骤, 由软件自主生成CLSF刀具源文件; (4) 依据机床类型, 对后处理文件进行明确, 生成相应的NG加工程序; (5) 将生成的NG加工程序传输到数控机床; (6) 选择夹具, 安装工件, 并对数控机床的加工坐标系进行确定, 开始加工。
2.3 加工工序设置
(1) 毛坯加工。在该工件中, 采用的毛坯材料为40Cr, 由于加工量相对较大, 为了减少机床负荷, 采用分层进给铣削的方式, 也可以在一定程度上延长刀具的使用寿命。在加工过程中, 采用型腔加工模式, 选择由三维模型镶块底面拉拔所产生的实体, 结合“依零件外形加工”的切削模式, 初步加工出零件的大致外形。在对加工刀具进行选择时, 充分考虑各方面的影响因素, 选择硬质合金涂层铣刀 (6mm) , 将转速控制在7886转/min, 进给速度控制在615mm/min, 分层铣削时, 每一层的切深为0.5mm, 刀具进给70%。
(2) 型芯表面加工。在对曲面进行加工的过程中, 由于选择了型腔加工模式, 在分层加工时, 会留下阶梯状的刀痕, 因此, 在初加工后, 一般还需要采用三轴连续曲面加工模式对曲面进行精加工, 以提升工件的表面质量。在这种加工模式中, 将型芯表面选择为加工区域, 以硬质合金涂层铣刀 (6mm) 为加工刀具, 将转速控制在7886转/min, 进给速度控制在615mm/min, 刀具进给5%。
(3) 进风口加工。吹风机的进风口尺寸相对较小, 属于狭长型平面, 因此选择平面加工模式, 平行式往复走刀切削模式, 在这种切削模式下, UG软件创建的刀具路径为相互平行且连续不提刀, 不仅能够有效节约加工时间, 还可以减少成本消耗。需要注意的是, 为了保证零件的外观质量, 应该避免使用相同直径的刀具对模具的圆倒角和拐角进行直接加工, 以免因刀具的震跳而影响加工精度和表面外观质量。在平面加工模式中, 选择进风口表面为加工区域, 硬质合金铣刀 (1.2mm) 为加工刀具, 将转速控制在17886转/min, 进给速度控制在575mm/min, 每层切深0.2mm, 刀具进给百分比为10%。
(4) 按键孔加工。选择平面加工模式, 以按键区域的三维曲面为加工区域, 选择“依零件外形加工”切削模式, 硬质合金铣刀 (1.5mm) 为加工刀具, 将转速控制在14886转/min, 进给速度控制在255mm/min, 刀具进给百分比为10%。
3 结束语
总而言之, 基于UG的模具数控加工在复杂三维型面的加工中, 有着很高的加工效率和加工质量, 能够为企业带来非常可观的经济效益, 应该得到相应的重视和推广。
参考文献
[1]何磊.基于UG的数控加工技术在模具加工中的应用[J].科技传播, 2013 (12) :183-168.
[2]刘宏, 罗丽丽.基于UG的波形弹簧冲压模具数控加工[J].制造业自动化, 2013 (13) :4-6.
[3]钱爱萍.基于UG6.0的水壶盖塑料模具数控加工研究[J].新技术新工艺, 2015 (2) :6-9.
UG三维数控加工仿真 篇3
【关键字】UG；五轴数控加工；加工仿真
现阶段，使用的五轴数控仿真系统通常只有二维动画仿真，且整个仿真系统的几何功能有所限制，加工零件和机床模型必须借助其他CAD软件才能建模，整个模型的仿真精度不高。基于UG软件创建五軸数控机床仿真模型，能够准确读出数控代码，并为机床的各个部件实施三维仿真，同时对零件加工环节机床各部件之间的干涉进行检查，为合理修改刀具轨迹提供可靠依据，避免因文件格式转化导致仿真精度降低的情况。
创建三维仿真系统的步骤
（一）仿真系统工作流程
三维仿真环境是基于计算机虚拟系统中，以不消耗能源和资源真实加工系统的映射，虚拟环境的操作应于实际加工系统所具备的功能相互一致。五坐标数控机床建立的仿真系统具体流程如图1.五坐标联动机床进行加工的零件极为管饭干，可以综合考虑工件、道具等物品的外形、参数的变化，通过装配的形式把制作的CAD模型加入仿真系统内，从而提升仿真系统的灵活性。用户依照实际加工操作基于UG环境下创建刀具、工件等模型，进一步方便对这些模型的尺寸进行修改，在仿真系统的操作直视下，用户只要挑选最佳的部件和位置，
就能把工件、夹具等模型装配至仿真系统的模板文件内。
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图1 仿真系统程序具体流程图
初始化仿真环境
建立合理的仿真模型之后，应对UG环境展开初始化操作，随之进入运动分析模块。为了方便在仿真系统内合理控制机床的各个运动部件，在开展仿真操作前要对机床模型中的几何体实施遍历，随后获得相关几何体的指针。
解释NC代码语义
基于NC代码对整个机床加工环节进行仿真操作，必须准确解释机床NC代表的意义，把代码指令进行转化，从而得到机床不同轴的联动运动。机床NC代码是由大量繁乱的机床运动指令组成，每次读取的代码都必须进行语义解释，从而把NC代码内有用的控制命令和数据转换为机床各个轴的位移。
基于三维造型仿真加工过程
使用三维实体造型的办法，能在仿真环境内更改不同的视角并无需重新进行计算，准确表示刀具与工件之间的几何关系和位置。把NC代码予以转化成各个轴的位移，并对其运动情况实施仿真操作。在三维造型中把动画一帧帧的展示出来，并保存到UG后台数据库内。经过存储的仿真动画能够反复回放，可以根据各行的NC代码依次显示，实际显示时可以进行放大、缩小及变换视角等操作。基于三维造型对整个加工环节进行仿真操作，能够准确展现出空间内实体之间的位置关系，三维效果非常好。
干涉检查仿真过程
对仿真过程进行干涉和检查操作，主要是对加工操作中刀具、夹具、刀柄与工件之间进行干涉。因整个仿真过程采用三维实体造型的模式，因此干涉检查就是对机床模型运动时是否相交进行判断。采用模型的几何体指针，对加工环节内可能出现的干涉部件其位置关系展开检查计算。如果运动部件遭到干涉，创建干涉产生的实体，并通过UG系统获取干涉部位的深度、体积等相关信息，并输出形成干涉效果的NC代码，为合理修改刀具轨迹提供可靠依据。
五坐标机床仿真系统实现
文中以五坐标联动机床为研究对象，为该机床建立仿真模型，同时为三元叶轮的铣削加工环节实施仿真操作。整体式三元叶轮形状非常复杂，具有大量的约束条件，因此加工难度较大，这是五轴数控加工操作中独具代表性的零件。根据数控机床具体的传动尺寸，基于UG环境创建仿真模型，对机床各个轴的运动方向及副作性质进行设定，同时把建立的模型存储为模板文件。五坐标联动机床的运动轴是由2个转动轴，和三个移动轴组合而成。根据实际机床部件的具体尺寸，使用UG/Modeling模块为机床部件创建各自的实体模型，随后使用UG/Assemblies模块把不同部件进行装配操作，从而形成完整的实体模型。在UG/Motion运动分析模块挑选工作台等机床部件定义成连杆，移动副由机床的X、Y、Z轴定义，B、C轴表示转动副，根据设定的机床传动轴运动方向进行操作，同时设定运动副其驱动方式是Articulation。对仿真完成的机床模型进行保存，就能加载各类工件、刀具及夹具，如此采用同个机床对各类工件进行加工时，不需要反复创建仿真模型。通过UF_UI_FILENAME函数弹出的对话框，挑选应该装配的部件，同时输入待装部件的位置，采用UF_ASSEM_assembly函数对部件进行装配，并把部件实体指针设置为运动副。若装配部件有必须隐藏的地方，可通过UG中Blank命令对其进行隐藏操作。
【结束语】：总之，基于UG建立的数控加工仿真模型，可以对整个加工过程机床干涉情况进行检查，为合理修改刀位提供有效依据，提升整个数据加工的工作效率，具有优良的实用性。
【参考文献】
[1] 范蓉.整体叶轮曲面造型及数控加工仿真研究[J].中国机械，2013，（6）：102-103.
[2] 章芳芳.基于Vericut的车削中心仿真系统研究[J].科技视界，2013，（28）：180-180.
[3] 丁刚强.整体叶轮五轴数控加工技术的研究[J].制造技术与机床，2013，（4）：100-103.
[4] 杜丽，张信，赵爽宇等.S 形检测试件五轴联动数控加工方法研究[J].中国机械工程，2014，（21）：2907-2911.
UG数控加工 篇4
1。3轴CNC工作原理、常用G、M、S、F码的讲解(CD1)2。模块通用选顶、加工坐标、刀具库的运用(CD1)3。操作导航工具、通用知识(CD1)4.1。平面铣(CD2)4.2。平面铣平面补充内容(CD3)5。型腔铣(CD4)6。等高陡角(CD5)7。固定轴曲面铣(CD6)8.1。铜公加工思路大全 1。两刀标准加工 2。ug培训三刀标准加工(1.2)(CD7)8.2。铜公加工思路大全 2。三刀标准加工(3)3。骨位加工(2_3 2_4)(CD8)8.3。铜公加工思路大全 3。骨位加工(2_5 3.0 3.1)(CD9)8.4。铜公加工思路大全 3。骨位加工(2_6)5。立体铜公(CD10)8.5。铜公加工思路大全 4。一般铜公(V3.2 V3.3 V1)铜公UG3D图(CD11)8.6。铜公加工思路大全 4。一般铜公(V2 V3 V4 V5 铜公加工案例1)(CD12)8.7。铜公加工思路大全 4。一般铜公(铜公加工案例2 铜公加工案例3 铜公UG3D图)(CD13)8.7。铜公加工思路大全 6。多个铜公加工思路(CD14)9。刀轨、文本、等高技巧(CD15)10。固定轴曲面铣（清根切削、曲面区域驱动）(CD15)11。程式模拟、过切检查、编辑刀轨、刀轨变换(CD15)12。高速加工概念与应用(CD5)13。特别加工工艺(CD16)
14。加工模块自由定义、刀具库运用(CD5)15。线切割程式制作(CD5)16。常用打孔程式制作(CD5)17。进退刀特殊处理、刀具补正方法(CD5)18。后处理编辑与修剪(CD16)19.1。公模、母模、斜销、入子、滑块、程式注意事项电极加工 F1(1.范1_后模加工1.avi 行位加工.avi)(CD17)19.2。公模、母模、斜销、入子、滑块、程式注意事项电极加工 F1(2.范1_后模加工2.avi)F2(前模加工).avi(CD18)19.3。公模、母模、斜销、入子、滑块、程式注意事项电极加工 F3(案例V1_1.avi 案例V1_2.avi 案例V2_1.avi)(CD19)19.4。公模、母模、斜销、入子、滑块、程式注意事项电极加工 F3(案例V2_2.avi 案例V2_3.avi 案例V2_4.avi)(CD20)19.5。公模、母模、斜销、入子、滑块、程式注意事项电极加工 F3(案例V2_5.avi 案例V3_1.avi 案例V3_2.avi)3..铜公火花位计算分析.avi 加工前分析平面直面.avi(CD21)19.5。公模、母模、斜销、入子、滑块、程式注意事项电极加工 F3(案例V4_1.avi 案例V4_2.avi 案例V4_3.avi)(CD22)20。编程常用建模指令(CD23)21。IPW使用、角度技巧、平面铣技巧、(CD24)22.1。等高清角大全(1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11)(CD24)22.2。等高清角大全(12.13.14)(CD25)23。二次开发工具使用(CD16)24。常见问题(CD24)25。烂面修补(CD25)26.1。简易工程图(基础命令操作(各式工艺图出法 1.2.3.4)(CD26)26.2。简易工程图(各式工艺图出法 5.6.7.8.31)(CD27)27。简易装配(CD27)本文来自：http:// 郑州四方模具学校给你解答：这也是部分家长所担心的。但是作为学历和年龄问题，你担心是应该的，但是在学习方面还是在于学校的培养，和学校的课程和时间的安排。
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UG数控加工 篇5
作为我国工业的重要组成部分, 模具工业对于我国工业的现代化进程有着重要的促进作用。对于形状复杂的模具, 采用数控加工技术可以在保证模具加工质量的前提下, 缩短加工时间, 提高加工精度。随着现代设计方法和技术的不断创新, UG已经被我国从事工业设计人员广泛使用。UG是一款融合了实体造型、曲面造型和线框模技术的大型CAD/CAE/CAM软件。利用UG可以进行模具的设计、分析, 并自动编制加工程序。UG为模具的加工提供了平面铣、曲面轮廓铣、型腔铣、等高轮廓铣和固定轴轮廓铣等多种操作。对于一些形状复杂的模具, 采用直接加工, 或手工编程加工, 都很难保证加工的精度。而利用UG中的模具加工模块, 可以实现数控加工程序的自动编制, 既保证了加工的质量, 又提高了模具加工的效率。
1 利用UG建立模具三维模型
在利用UG进行模具的数控加工之前, 必须要先建立模具的三维模型。这可以根据模具的图纸, 利用UG的CAD模块, 建立模具的实体模型。UG具有强大的自由曲面建模功能, 可以实现复杂形状零件模型的设计和建模。模具的三维模型也可以通过导入其他格式的图纸文件来建立。不管以何种方式, 模具的模型必须要忠于原设计, 因为零件模型的精确与否直接关系到后续加工工艺的选择和加工质量的优劣。
尽管所要加工的模具形状、大小和材料等都不尽相同, 但利用基于UG的数控加工技术对其进行加工时, 都遵循的一定的规律和步骤。在模具不同的加工阶段所采用的加工操作也会随着相应的加工要求而变化。在实际的模具加工中, 应该合理制定加工工艺, 选择合适的加工操作, 以保证模具整体的加工质量。
2 利用UG对模具进行数控加工
根据模具的三维模型, 利用UG的CAM模块, 可以选择并最终确定理想的加工工艺路线。用户利用UG模具加工模块中的交互式编程功能, 通过创建程序节点、几何节点、道具节点和加工方法节点, 可以实现精确的刀具加工轨迹图形化。在此基础上, 用户通过观察图形化的刀具运动轨迹进行进一步的编辑和调整, 并对最终的刀位源文件后置处理, UG即可自动生成数控加工程序。
1) 建立合理的加工定位基准。在对模具进行数控加工之前, 必须要选择合理的定位基准, 建立加工坐标系 (MCS) 。为了保证模具的位置精度和尺寸精度, 数控加工的定位基准原则上应该和模具的设计基准以及加工的工艺基准一致。理想的模具定位基准必须要尽量减少误差累计对于模具加工精度的影响。其具体的选择方法因模具的不同而各异。这就要求用户在对模具进行计算机辅助制造之前, 必须对于模具的形状和尺寸加工误差有足够的了解, 并据此合理选择工件的定位基准, 以保证模具的加工质量;
2) 选择合适的刀具和进给速度。在模具的粗加工、半精加工阶段和精加工阶段, 对于加工刀具的要求有着很大的区别。在模具的粗加工阶段, 我们追求的是尽可能高的材料去除率和加工速度。因此, 这个加工阶段应该在考虑工件本身尺寸大小的情况下, 选择直径尽量大的刀具。此外, 用户需要综合考虑道具本身的力学性能、机床所能承受的负载和损耗以及模具材料的切削性能等, 确定合理的刀具转速、进给速度和切削深度等。模具的半精加工阶段承接粗加工阶段, 同时为精加工阶段保留均匀的加工余量。其刀具的选择和进给速度相应作出合理的变化。在模具的精加工阶段, 保证足够的加工精度是用户最终追求的目标, 也是选择加工刀具和进给量的重要依据;
3) 加工方法的选用。在确定了模具加工的定位基准和刀具后, 用户就必须要选择适于当前加工工序的加工方法了。加工方法的选择对于提高模具加工效率, 保证加工质量有着决定性影响, 是整个模具加工工艺中最重要的一环。UG为模具的数控加工提高了多种加工方法, 适用于不同加工阶段的工艺要求。在模具的粗加工阶段, 采用型腔铣, 并选用跟随周边或跟随工件的切削方式, 能满足大多数的模具加工要求。对于模具局部进行粗加工时, 采用面铣或这平面铣的加工方法, 也是可以满足加工精度和速度的要求。在模具的半精加工阶段, 考虑到需要给精加工留下均匀的加工余量, 通常会选择型腔铣和曲面轮廓铣的加工方法清理过大的残留余量和粗加工时无法切削到的部位。而到了模具的精加工阶段, 根据模具待加工表面的不同选用合适的加工方法, 以保证得到理想的加工精度。对于复杂曲面往往采用曲面轮廓铣的方式进行精加工, 而平面铣和面铣则适用于普通平面型模具的精加工。
(4) 刀具轨迹后置处理。
完成上述步骤后, 可以在UG中生成刀具轨迹, 并在计算机中进行仿真加工, 以检验模具加工过程中工件、夹具以及加工刀具直接是否会发生干涉, 并进行模具过切检查。针对可能出现的错误进行参数修正和改进, 最终获得正确的刀具轨迹。然后, 用户只需通过UG的后置处理功能, 选择与本厂相匹配的数控机床和文件格式, 就可以自动生成模具的加工程序。将此程序导入至相应的数控加工机床, 即可实现模具的加工操作。
3 结论
利用UG可以轻松实现复杂模具的计算机辅助制造。在现代工业追求质量和效率并重的背景下, 充分利用基于UG的数控加工技术, 可以提高模具加工的质量和精度, 缩短模具的制造周期, 为我国现代工业的发展提供了一个新的发展方向。
摘要：模具是工业生产的基础工艺装备, UG在模具加工中提供了多种数控加工操作。合理采用恰当的数控加工技术, 可以提高模具加工的精度和质量, 并缩短模具的设计制造周期。
关键词：UG,数控加工技术,模具加工
参考文献
[1]顾京.UG软件在导风轮制造中的应用.数控技术, 2005, 12:127-129.
UG数控加工 篇6
传统数控铣床的设计是基于经验建立在物理样机上的，开发周期时间长，研发费用高，如果物理样机试验不够充分，会造成不可预知的结果[1]。UG包括数字化设计，有限元分析以及虚拟运动仿真等技术，作为新一代的大型三维仿真软件已被广泛应用。此次研究利用UG对数控铣床进行虚拟设计以及虚拟仿真[2]，更加快速便捷地验证设计的合理性，避免了实际操作数控铣床实体造成不必要的损失，大大缩短开发周期。
1 UG三维仿真工作流程
UG三维仿真工作流程如图1所示。
2 基于UG/ISV的鼠标外壳数控加工仿真模型的建立
设计和模拟加工鼠标外壳具有一定的典型性和示范性，鼠标外壳（见图2）作为型腔铣零件，刀轴垂直于加工表面并固定，由于轨迹形状在不同的切削层上是不同的，所以有一些残料会存留在零件上，为了能够去除残料，通常采用曲面轮廓铣，如图3所示。
应用UG/ISV进行零件仿真加工，必须建立机床仿真模型，因为鼠标是简单的型腔铣，所以采用3轴数控立式铣床对其进行仿真加工。
2.1 数字化虚拟样机的建立
数字化虚拟样机建立的实质是建立数控铣床的虚拟模型，首先建立各个零件的虚拟模型，利用UG的装配功能进行零件装配，具体过程如下[3]:
(1）虚拟样机概念设计：概念设计即确定数控铣床的功能要求和工作参数，从而确定总体设计方案；
(2）数字模型的建立：确定数控铣床各个零件的尺寸，建立零件的数字模型，并利用UG的装配功能将零件进行装配，如图4所示；
(3）仿真模型的建立：以建立的数字模型为基础，增添各种仿真信息，完成整机的仿真。
2.2 数控铣床的运动仿真
完成装配后，就有了数控铣床的整体试图，进入机床构造器MTB进行机床运动模型的定义，机床运动模型是用来描述机床运动情况的，所以只有定义了运动模型各组件的运动才得以确定。
2.2.1 定义机床基础部件
机床基础部件是定义机床运动关系的基础，一般定义机床床身，如图5所示。
2.2.2 创建坐标系
创建连接坐标系是为了便于描述各运动轴之间的运动关系，使数控铣床处于原始状态时，工件坐标系、刀具坐标系和机床坐标系保持一致，使机床正常工作。创建坐标系过程[4]如下：
(1）在数控铣床基础件上建立机床坐标系和机床原点，机床坐标系轴的方向很重要，原点的位置可定义在机床的任意位置，创建一个名为MACHINE-ZERO，分类为machinezero的连接坐标系，如图6所示。
(2）在机床工作台创建一个PART-MOUNT-JCT的连接，用于在模仿仿真时，安装加工工件将零件安装坐标系，定在当前坐标系位置；同样方式在刀具主轴端面创建一名为TOLL-MOUNT-JCT的连接，用于模仿仿真时安装刀具。x轴为刀具安装轴，如图7所示。
(3）创建机床运动轴：定义xyz轴的运动行程和连接关系，如图8所示。
2.2.3 数控铣床模型入库
将建立好的数控铣床模型添加到虚拟仿真机床库后通过后置处理实现加工过程的仿真与认证。数控铣床模型入库步骤如下：
(1）首先在加工环境下打开要验证的已生成刀具路径的加工件，使导航器切换到刀具导航器，并载入建立好的机床运动模型。
(2）定义加工件及夹具：打开机床构造导航器在载入的虚拟机床上定义数控铣床加工件，毛坯及夹具等。
(3）定义加工刀具：在MTB环境下对加工所需的刀具装配模型进行运动模型定义。
(4）定义机床驱动器：在Post Builder中为机床建立POST处理器，可自动生成机床驱动文件。
(5）进行ISV仿真。
整个过程步骤如图9～图11所示。
3 结论
UG将设计与加工过程及NC代码生成集成在统一平台上，为数控机床加工仿真提供仿真所需信息，实现从CAPP到CAM的信息集成和功能集成[5]。
本文利用UG/ISV以鼠标外壳的仿真加工为例对数控铣床进行了建模、分析以及仿真，通过UUGG实现了对数控铣床的产前设计、分析和修正，使设计更加合理性[6]，同时还提高了生产效率，缩短了生产周期，降低了生产成本，这在传统机床设计中是不可能实现的。
注：本文通讯作者为张长。
参考文献
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UG数控加工 篇7
由于复杂曲面零件形状的多变性, 实际加工很难保证一次完成, 因此, 在实际加工之前, 通过虚拟仿真, 对程序进行验证及优化是非常有必要的。充分利用UG和Vericut软件的优势, 完成实际加工前的模拟仿真。UG软件首先完成复杂曲面的建模, 然后, 进行刀位数据模拟。鉴于UG软件不能进行NC程序的数控模拟, 因此, 借助Vericut进行NC的加工仿真, 能够检验和优化数控程序。
本文以一个复杂的曲面为加工对象, 利用UG和Vericut的有效结合, 完成零件的建模、加工和虚拟仿真的全过程。
1 复杂曲面的建模方法
1.1 生成UG能够识别的曲面截面上的型值点
曲面是根据截面上的型值点来拟和的, 所以必须把原始数据文件处理成UG所能识别的格式, 为后续建模提供合法的数据源文件。
UG对数据源文件的要求是:数据源文件的格式必须为dat格式。曲面原始数据提供的是设计图纸上的理论数据, 需要按照UG对数据源文件的格式要求人工输入截面上的型值点。
1.2 曲面的生成
1) 导入建好的.dat文件, 生成样条曲线
打开UG软件, 并进入到建模环境下, 单击菜单栏中的【插入】—【曲线】—【样条】—通过点, 导入建好的文件, 系统会自动生成封闭的样条曲线。如图1所示。
2) 通过曲线组生成曲面实体
单击工具栏中的“通过曲线组”按钮, 依次选取已经创建好的样条曲线, 保证矢量方向相同, 否则会使生成的曲面发生扭曲, 如图2所示。
3) 曲线质量分析
单击【菜单】—【分析】—【曲率梳】, 可以对所生成的曲线进行分析。图1曲面的模型建立在截面曲线基础上, 每条曲线的质量直接关系到生成曲面实体的质量。利用UG中的曲线分析工具, 可以对每条曲线进行曲率分析, 从中找出曲线中的坏点 (导致曲线交叉, 重叠或使曲率发生突变的点) 进行修改调整, 直至整条曲线光滑, 曲率过渡平缓。
4) 曲面的质量分析
单击【菜单】—【分析】—【形状】, 可以对生成的曲面进行分析。在曲线调整好的情况下, 再通过曲线生成实体, 观察实体是否出现凹凸、褶皱, 并找出相应的曲线及曲线上的点, 进行调整。若在上一步曲线分析较好的情况下, 实体上会出现较少的凹凸、褶皱。同样地, 反复观察调整, 直至整个曲面实体的表面较为光滑。图3表示的是调整之前的实体的曲面反射分析, 图4表示的是调整之后的实体的曲面反射分析。
最终要加工的曲面如图5所示。
2 数控加工
加工曲面前的毛坯如图6所示。利用UG软件, 以一侧曲面的粗加工为例, 进行加工仿真。UG刀轨生成流程如图7所示。
2.1 进入加工环境。
单击【开始】—【加工】, 进入UG加工环境, 弹出加工环境对话框, 选择类型为mill_contour, 工序子类型选择固定轴轮廓铣削FIXED_CONTOUR, 弹出固定轴轮廓铣削对话框, 如图8所示。
2.2 创建各个节点
对图7中父节点组中的几何体、刀具、程序、方法等节点进行设置。即对图8中几何体、驱动方法、刀具、刀轨设置等进行设置。驱动方法采用曲面驱动, 可以设置切削方向和曲面百分比, 如图9所示。其他设置在此不再详述。
2.3 生成曲面刀路
因为曲面径向长度较长, 所以采用分层加工。如图10所示。
3 利用VERICUT进行加工仿真
VERICUT软件是美国CGTECH公司开发的基于Windows及UNIX平台的模拟数控机床加工仿真软件, 它能够真实地模拟在加工过程中刀具的切削、加工零件、夹具、工作台及机床各轴的运动情况, 该软件不仅能够对NC程序进行仿真、验证、分析及优化, 而且能够对机床进行仿真。通过该软件模拟机床加工的过程, 能真实反映加工过程中遇到的各种问题, 包括加工编程的刀具运动轨迹、工件过切情况和刀、夹具运动干涉等错误, 甚或可以直接代替实际加工中试切的工作, 并且提供了对刀位轨迹和加工工艺优化处理的功能, 可以大大提高零件的加工效率和机床的利用率。
3.1 创建新工程
单击File—New Project—Millimeter即可创建一个新工程, 如图11所示。图中的control和machine可以先进行设置。控制系统选择sin840d控制系统, 曲面的粗加工选择三轴铣床即可。
3.2 加载毛坯和设计曲面
1) UG中输出STL文件
在UG中打开:文件—导出—STL…打开快速成型对话框, 进行参数设置, 公差一般应在0.01之内。
2) vericut中导入毛坯和曲面
双击图11中的stock (0, 0, 0) , 弹出对话框, 点击Browse选择步骤 (1) 中导出的毛坯STL文件, 依次点击Add—Apply—OK, 完成毛坯的添加。
同样, 双击图11中的Design (0, 0, 0) , 重复上述操作完成设计曲面的添加。
3) 创建刀具
双击图11中的双Tooling, 弹出Tool Manager对话框, 可以进行刀具设置。选择直径为10mm, 圆角为1的立铣刀完成曲面一侧的粗加工。注意vericut中选择的刀具应和UG中使用的刀具相同。
4) 创建坐标系
导入毛坯和设计曲面后经过调整, 使得Vericut中的坐标系和UG中的加工坐标系完全重合。若用G代码仿真, 需要在Vericut中需要创建机床坐标系。即要知道机床原点在UG加工坐标系XM-YM-ZM (也是编程坐标系) 中的各个方向的偏置量。
5) 程序的加载
用UG算好刀轨后, 直接输出CLS文件, 仿真可以选择用CLS文件仿真或者将CLS文件经过后置处理转为G代码文件再仿真。
双击图11中NC Programs按钮, 弹出Nc Program对话框。Nc Program Type主要有G-Code Data和UG CLS等。Tool Change By选择刀具可以用刀具ID号 (Tool Number) , 右边的Use Selected Files、Initial Tool、Tool Override全部打钩, 后面选上仿真要用的刀具ID号。
点击Add添加程序, 并选择坐标系和刀具, 然后Apply——>OK。完成程序的添加。
6) 仿真加工
通过该软件模拟机床加工的过程, 能真实反映加工过程中遇到的各种问题, 包括加工编程的刀具运动轨迹、工件过切情况和刀具、夹具运动干涉等错误, 甚至可以直接代替实际加工中试切的工作, 并且提供了对刀位轨迹和加工工艺优化处理的功能, 可以大大提高零件的加工效率和机床的利用率。仿真加工如图12所示。
7) 分析功能
可以利用vericut的分析功能分析过切和欠切, 并可以观察下刀抬刀、横越位置, 分析可能存在的问题。
4 结论
本文利用UG软件完成复杂曲面的建模和自动加工过程, 并生成刀轨和后处理程序。利用Vericut软件完成了三轴机床的虚拟仿真过程。经与实际加工结果相比, 验证了Vericut系统的正确性。Vericut不仅能够进行加工的模拟, 还能够优化程序、缩短工时, 改进加工质量, 检查过切、防止机床碰撞和超程等功能。因此, 实际加工前, 进行Vericut虚拟仿真是非常有必要的。
参考文献
[1]阮跷光, 王寅晨, 张党飞.基于UG与VERICUT的数控交加工仿真[J].煤矿机械, 2012 (3) :126-127.
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[4]陈波.赵福令.基于VERICUT的数控加工过程仿真技术[J], 机械设计与制造, 2006 (6) :58-60.
UG数控加工 篇8
UG软件在机械设计和制造过程中有很重要的作用, 但有时会出现常规办法无法解决的问题, 下面结合笔者多年的实践经验, 介绍UG CAM加工钢件时关键参数的设定及常见问题的处理。
1 程序编制
1.1 粗加工
1) 粗加工采用D30R5刀具, 采用螺旋进刀, 刀具斜角2.5°, 转速控制在2000~3000 r/min, 切深在0.8 mm。依据加工参数设定其它数值。粗加工示意如图1所示。
1.2 半精加工
1) 如图2 (a) 采用D16R4刀具跟随上一把刀具的后面, 转速控制在3500~4000 r/min, 刀具斜角为3°, 切深在0.6 mm, 侧面留量和上一把刀具一致。在切削方法中选择“包容”, 然后选择D30R5刀具为参考刀具, 这样就避免重复加工, D16R4的刀只加工上一把刀没有加工到的部位。
2) 如图2 (b) 采用D10R5刀具跟随上一把刀具的后面, 转速控制在6600~7100 r/min, 由该刀具为球刀, 刀具斜角可不作要求, 切深在0.45 mm, 侧面留量和上一把刀具一致。在切削方法中选择“包容”, 然后选择D16R4刀具为参考刀具, 这样就避免重复加工, D10R5的刀只加工上一把刀没有加工到的部位。
3) 如图2 (c) 采用D6R3刀具跟随上一把刀具的后面, 转速控制在7500~9000 r/min, 由于该刀具为球刀, 刀具斜角可不作要求, 切深在0.25 mm, 侧面留量和上一把刀具一致。在切削方法中选择“包容”, 然后选择D10R5刀具为参考刀具, 这样就避免重复加工, D6R3的刀只加工上一把刀没有加工到的部位。
1.3 精加工
精加工分为陡面加工和非陡面加工, 在UG里有明确的陡面和非陡面加工, 采用“”命令, 将整个工件分成两部分, 以30°为分界线, 分成陡面和非陡面, 如图3所示。
然后选择相应的陡面加工操作和非陡面加工操作, 刀轨如图4和图5所示。
这样就完成了整个模具的加工, 采用后处理技术将刀轨转化成G代码, 整个程序就已完成。
2 数控编程中常出现的问题
在模具编程中, 往往会出现如下所示情况, 如图5所示, 出现“产生警告”时, 就会存在安全隐患, 部分刀轨在生成时出现残缺或歪曲, 这种残缺和歪曲在实体模拟加工中是模拟不出来的, 所以这时就一定要注意, 如图6所示对“产生警告”的刀轨使用程序模拟软件就会发现刀轨的错误, 在正常加工过程中会突然出现刀轨脱离实体模具的情况, 如果不及时消除就会出现撞刀情况。
根据经验, 现就出现以上警告的原因分析如下:1) 三维模型出现了片体相交或本不相干的两面强行关联到一起, 电脑计算时无法辨认就出现歪曲刀轨;2) 采用“”命令时将不应该拆分的面拆分了, 造成产品结构不合理;3) 刀具使用不当, 在一个小区域平面内用直径较大的刀加工, 虽然模拟加工能完成, 但实际上生成代码时会出现错误信息。
对以上问题的解决方法如下:1) 重新检查模型, 尤其是光滑过渡的地方, 尽量光滑, 不能产生尖棱或片体。2) 改变“准备几何体”的偏置角度, 避开关键曲面, 当对关键曲面分割时就会破坏原始图形的结构。3) 改变刀具直径重新生成程序, 主要将刀具直径适当调小, 目的是消除大刀具加工小圆弧时走圆弧插补过程中的不合理现象。4) 当查不出问题时, 用程序模拟软件对程序进行反读, 仔细查看每一层的刀轨, 确认无误后方可试切。5) 进行特征操作要生成实体时, 所使用的曲线必须闭合, 不然会生成片体。生成片体或实体时, 如果采用引导线, 引导线必须是光滑圆弧过渡。6) 复杂工件建模时, 先绘制工件的轮廓, 然后一块一块添加工件的各个部位的特征, 这样就能较轻松地建成一个复杂的工件。7) 倒圆角是做三维相对麻烦的事情, 如果有些圆角的确倒不上, 考虑在二维草图里直接将圆角画出来, 再进行特征操作。
参考文献
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UG数控加工 篇9
关键词：UG软件,CAD/CAM,数控编程,后处理
UG软件由于具备强大的CAD功能,一流的CAM系统,与众不同的CAE产品以及专业化的服务而备受瞩目,它提供了使用户能数字化地创建和获取三维产品的软件平台,作为一个集成的全面产品工程解决方案,极大地提高了汽车、航天航空、机械、模具设计与制造、消费品等工业的生产效率,为许多世界领先的制造商在概念设计、工业设计、工程仿真和数字化制造中广泛使用,日益成为制造商使用的首选软件之一[1,2,3]。海宝的设计与加工制造就很好地体现了UG软件优异的建模和加工功能,自动编程过程如图1所示。
1海宝的三维模型设计
根据提供的海宝三维实体模型,在UG Modeling模块下,创建海宝草绘图形如图2(a)所示,然后利用曲面造型,创建如图2(b)所示的三维立体模型,最后用拉伸、文本等指令完成如图2(c)所示的三维立体模型。
2海宝的加工
(1)定义加工环境:选择“mill contour(轮廓铣削)”如图3所示。
(2)创建加工程序:选择「创建程序」指令,给定程序名称。
(3)创建加工刀具:选择「创建刀具」指令,分别使用准4平底立铣刀和R2球头铣刀,参数选择如图4,“确定”后就建立了加工刀具。
(4)创建加工几何体:如图5所示,依次设定加工坐标系、加工毛坯及指定加工工件,对话框如图5(a)、(b)、(c)。
(5)创建加工操作:选择[创建操作]指令,出现如图6(a)、(b)所示的对话框,选定合适的各项合理的加工参数并确定后,生成如图7所示的粗加工轨迹。精加工球头铣刀的加工操作过程与上述相似。
(6)后处理输出NC程序:后处理操作的目的是生成驱动数控机床加工用的程序,使用[后处理]指令,选择预先设置好的机床系统,“确定”即可生成该系统对应的数控加工程序,如图8所示,传输到相应系统的数控铣床即可进行加工操作[5]。
3结语
实践证明,UG5.0强大的CAD/CAM模块,不仅使工程技术人员摆脱了图板与繁重的工程计算的困扰,而且带来了全新的设计与制造理念,促进了制造业的不断进步,尤其是自动编程功能,可以完成复杂曲面零件,手工编程无法完成的工作,而且使用简便、直观、准确、便于检查,从而大大提高实际加工的效率,提高企业的竞争力。
参考文献
[1]罗珊.基于UG的数控加工的研究与应用[J].湖南农机,2008(9):13-15.
[2]张子良.基于UG NX4.0的手机外壳模具设计及加工[J].机械工程师,2008(1):27-28.