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摘 要:UG软件是集CAD/CAM/CAE为一体的三维参数软件,是当今世界先进的计算机辅助制造软件,广泛应用于航空航天、汽车、造船、电子等工业领域。本文介绍了有关UG软件在机械制造业中数控加工方面的应用,尤其是多轴的数控加工中心的编程,UG以其良好的人性化的界面,方便、快捷、简单的方法,提高了数控编程的效率。
关键词:多轴数控加工 编程 三维软件
中图分类号:TS642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)06(a)-0014-01
Abstract:UG software is set CAD/CAM/CAE as one of the 3d parameters software,is today's world of advanced computer aided manufacturing software,widely used in aerospace,automotive,shipbuilding,electronic industrial applications.This paper introduces the relevant UG software in machinaofacture nc machining applications,especially multi-axis nc machining center of the programming, UG with its good human interface,convenient,quick,simple methods,improve the efficiency of the CNC programming.
Key words:multi-axis nc;programming;3d software
1 绪论
1.1 UG简介
Unigraphics(简称UG)起源于美国麦克唐纳.道格拉斯飞机公司。以CAD/CAM/CAE一体化而著称于世界。1991年11月并入美国通用汽车公司EDS分部,该软件以世界一流集成化设汁广泛用于通用机械、模具、汽车及航空航天领域。是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的CAID/CAD/CAE/CAM高端软件。多年来,世界各国的制造商们一直在探索更好的方法去使用计算机辅助技术自动化产品开发过程,更快地递交产品到市场;使复杂产品的设计简化;减少产品成本和增加企业的竞争实力。为此必需捕捉和应用最新的技术,这就是UG。
1.2 CAD/CAM概述
数控编程经历了手工编程、AH语言编程和交互式图形编程3个阶段。交互式图形编程就是通常所说的CAM软件编程。由于CAM软件自动编程具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查和修改等优点,已成为目前国内外数控加工中普遍采用的数控编程方法。数控编程的核心是刀位点计算。对于复杂的产品,其数控加工刀位点的人工计算十分困难,而CAD技术的发展为解决这一问题提供了有力的工具。利用CAD技术生成的产品三维造型包含了数控编程所需要的完整的产品表面几何信息,而计算机软件可针对这些几何信息进行数控加工刀位的自动计算。因此,绝大多数的数控编程软件同时具备CAD的功能。
1.3 UG CAM 的作用和地位
UG是当今世界上最先进的高端CAD/CAM/CAE/CAID软件,其各大功能高度集成。UG CAM就是UG的计算机辅助制造模块,与UG的CAD模块紧密地集成在一起。在当今世界,属于最好的数控编程工具之一。
一方面UG CAM功能强大,可以实现对极其复杂零件和特别零件的加工；另一方面对使用者而言,UG CAM又是一个易于使用的编程工具。因此,UG CAM应当是相关企业和工程师的首选。
2 UG CAM 的多轴铣削
2.1 可变轴曲面轮廓铣(Variable Contour)
可变轴曲面轮廓铣是以五轴方式针对比固定轴曲面轮廓铣所加工的零件更为复杂的零件表面做半精加工和精加工。
根据不同的零件结构特点来确定工件的加工方法,对于工件曲面曲率变化不大的加工表面一般采用刀轴垂直于要加工的曲面。UG中对于曲面加工可由刀轴定义和加工表面定义。
2.2 顺序铣(Sequential Mill )
顺序铣以三轴或五轴方式实现对特别零件的精加工。其原理是以铣刀的侧刃加工零件侧壁,端刃加工零件的底面。
2.3 叶轮模块
UG NX7.5最大的亮点就是新增加的叶轮模块,叶轮是机械加工中较难加工的工件,复杂的刀片、刀毂和流道,给编程增加了很多的难点,而UG中叶轮模块的出现解决了这个问题。方便快捷的界面无形中提高了效率。
为要加工的叶轮,利用UG叶轮模块建立叶轮的加工程序,其中包括流道的粗加工(完全的五轴开粗),叶片的精加工,流道的精加工等。
流道的粗加工,相对于以前的版本,叶轮模块完全的五轴开粗加工,减少了不必要的刀路,提高了加工的效率,同时也给精加工留下了均匀的余量,有利于精加工时提高加工表面的加工质量,同时通过加工层的设置,也可以有效的控制切削深度,避免了流道上下余量不均匀时走空刀或吃刀过深的缺点。
叶片的精加工和流道的精加工。UG NX 7.5中叶轮模块的叶片精加工和流道精加工使用的几何体和坐标系都是在粗加工基础上的,也就是承继了粗加工的一些几何要素,在粗加工时这个几何体就已经建立,所以在编写精加工程序时减少了很多的不必要的麻烦。
3 UG CAM 软件功能
3.1 加工程序的仿真
在UG中加工的仿真是以图形的方式直观、逼真地模拟加工过程,以检验所编制的NC程序是否存在问题。仿真的过程中可以生成下一工序所需要的毛坯,通过对工件的对比还可以检查是否存在干涉,过切等现象。仿真的过程还可以模拟出工件的加工时间等。
3.2 加工程序的后处理
CAD／CAM软件计算出的刀轨包含了大量刀位点的坐标值,后处理的作用就是将这些刀位点坐标值按标准的格式“填写”到数控程序中,得到程序主体内容。它实际上是一个文字处理过程。这个转换的过程也就是将机床不能识别的点位文件转换成机床识别的文件,如ISO标准的G代码,海德汉的H文件等。
3.3 工艺文件的输出
机床操作人员所需要的工艺信息(如程序名称、加工次序刀具参数等)编写成标准、规范的文档。它对保证编程人员与机床操作人员的配合,避免失误有重要的作用。
参考文献
[1] 张洪江,侯书林．数控机床与编程[M]．北京大学出版社,2009.
[2] 周宏甫.数控技术[M].华南理工大学出版社,2003.
[3] 杨建明.数控加工工艺与编程[M].北京理工大学出版社,2006.
关键词:多轴数控加工 编程 三维软件
中图分类号:TS642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)06(a)-0014-01
Abstract:UG software is set CAD/CAM/CAE as one of the 3d parameters software,is today's world of advanced computer aided manufacturing software,widely used in aerospace,automotive,shipbuilding,electronic industrial applications.This paper introduces the relevant UG software in machinaofacture nc machining applications,especially multi-axis nc machining center of the programming, UG with its good human interface,convenient,quick,simple methods,improve the efficiency of the CNC programming.
Key words:multi-axis nc;programming;3d software
1 绪论
1.1 UG简介
Unigraphics(简称UG)起源于美国麦克唐纳.道格拉斯飞机公司。以CAD/CAM/CAE一体化而著称于世界。1991年11月并入美国通用汽车公司EDS分部,该软件以世界一流集成化设汁广泛用于通用机械、模具、汽车及航空航天领域。是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的CAID/CAD/CAE/CAM高端软件。多年来,世界各国的制造商们一直在探索更好的方法去使用计算机辅助技术自动化产品开发过程,更快地递交产品到市场;使复杂产品的设计简化;减少产品成本和增加企业的竞争实力。为此必需捕捉和应用最新的技术,这就是UG。
1.2 CAD/CAM概述
数控编程经历了手工编程、AH语言编程和交互式图形编程3个阶段。交互式图形编程就是通常所说的CAM软件编程。由于CAM软件自动编程具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查和修改等优点,已成为目前国内外数控加工中普遍采用的数控编程方法。数控编程的核心是刀位点计算。对于复杂的产品,其数控加工刀位点的人工计算十分困难,而CAD技术的发展为解决这一问题提供了有力的工具。利用CAD技术生成的产品三维造型包含了数控编程所需要的完整的产品表面几何信息,而计算机软件可针对这些几何信息进行数控加工刀位的自动计算。因此,绝大多数的数控编程软件同时具备CAD的功能。
1.3 UG CAM 的作用和地位
UG是当今世界上最先进的高端CAD/CAM/CAE/CAID软件,其各大功能高度集成。UG CAM就是UG的计算机辅助制造模块,与UG的CAD模块紧密地集成在一起。在当今世界,属于最好的数控编程工具之一。
一方面UG CAM功能强大,可以实现对极其复杂零件和特别零件的加工；另一方面对使用者而言,UG CAM又是一个易于使用的编程工具。因此,UG CAM应当是相关企业和工程师的首选。
2 UG CAM 的多轴铣削
2.1 可变轴曲面轮廓铣(Variable Contour)
可变轴曲面轮廓铣是以五轴方式针对比固定轴曲面轮廓铣所加工的零件更为复杂的零件表面做半精加工和精加工。
根据不同的零件结构特点来确定工件的加工方法,对于工件曲面曲率变化不大的加工表面一般采用刀轴垂直于要加工的曲面。UG中对于曲面加工可由刀轴定义和加工表面定义。
2.2 顺序铣(Sequential Mill )
顺序铣以三轴或五轴方式实现对特别零件的精加工。其原理是以铣刀的侧刃加工零件侧壁,端刃加工零件的底面。
2.3 叶轮模块
UG NX7.5最大的亮点就是新增加的叶轮模块,叶轮是机械加工中较难加工的工件,复杂的刀片、刀毂和流道,给编程增加了很多的难点,而UG中叶轮模块的出现解决了这个问题。方便快捷的界面无形中提高了效率。
为要加工的叶轮,利用UG叶轮模块建立叶轮的加工程序,其中包括流道的粗加工(完全的五轴开粗),叶片的精加工,流道的精加工等。
流道的粗加工,相对于以前的版本,叶轮模块完全的五轴开粗加工,减少了不必要的刀路,提高了加工的效率,同时也给精加工留下了均匀的余量,有利于精加工时提高加工表面的加工质量,同时通过加工层的设置,也可以有效的控制切削深度,避免了流道上下余量不均匀时走空刀或吃刀过深的缺点。
叶片的精加工和流道的精加工。UG NX 7.5中叶轮模块的叶片精加工和流道精加工使用的几何体和坐标系都是在粗加工基础上的,也就是承继了粗加工的一些几何要素,在粗加工时这个几何体就已经建立,所以在编写精加工程序时减少了很多的不必要的麻烦。
3 UG CAM 软件功能
3.1 加工程序的仿真
在UG中加工的仿真是以图形的方式直观、逼真地模拟加工过程,以检验所编制的NC程序是否存在问题。仿真的过程中可以生成下一工序所需要的毛坯,通过对工件的对比还可以检查是否存在干涉,过切等现象。仿真的过程还可以模拟出工件的加工时间等。
3.2 加工程序的后处理
CAD／CAM软件计算出的刀轨包含了大量刀位点的坐标值,后处理的作用就是将这些刀位点坐标值按标准的格式“填写”到数控程序中,得到程序主体内容。它实际上是一个文字处理过程。这个转换的过程也就是将机床不能识别的点位文件转换成机床识别的文件,如ISO标准的G代码,海德汉的H文件等。
3.3 工艺文件的输出
机床操作人员所需要的工艺信息(如程序名称、加工次序刀具参数等)编写成标准、规范的文档。它对保证编程人员与机床操作人员的配合,避免失误有重要的作用。
参考文献
[1] 张洪江,侯书林．数控机床与编程[M]．北京大学出版社,2009.
[2] 周宏甫.数控技术[M].华南理工大学出版社,2003.
[3] 杨建明.数控加工工艺与编程[M].北京理工大学出版社,2006.