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摘 要：该文以带有非圆曲线沟槽的零件为例，介绍了如何利用UG CAM车削加工功能，编制切槽加工程序的设置方法。该文从如何快速建立加工模型开始，论述了坐标系、毛坯、部件、刀具及切削类型选择，最后生成加工刀轨的全部设置过程，重点讲述了切槽时刀轨参数设置的要点，并在文中最后论述了UG编程与手工编程各自的优缺点，提出了从提高编程效率出发，在实际工作中各自的适用范围。
关键词：数控编程 车削建模 UG 编程设置 沟槽加工
中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（a）-0038-02
数控车削是在平面内的加工，一般车削程序用手工编程。随着技术进步，非圆曲线被设计应用于产品之中，虽可以用宏程序来解决，但宏程序对编程人员技术要求高，程序需调试，效率低。软件技术发展迅猛，辅助制造软件如UG、PorE、CAXA等因其操作便捷，编程方便，已被广泛应用于生产中。现大多数模具加工企业用UG软件编程，但UG教材大都针对加工中心编程进行论述，数控车编程教材很少，笔者结合轴类零件中各类沟槽应用实例来介绍一下UG中数控车的编程方法。
1 典型零件分析
如图1所示，该零件左端是一V形槽，右端是抛物线与椭圆相切的沟槽，用UG软件可以很方便地生成刀轨，经过后处理就可生成加工程序。
2 轮廓模型建立
（1）采用草图绘制轮廓：进入草图（XY平面为草图平面），坐标原点在工件右端与轴线相交点上。草图中无法直接绘抛物线，故绘除抛物线外的其余轮廓。
（2）完成草图后，利用曲线-抛物线命令生成抛物线。该抛物线工件坐标系方程X=0.14Z2，换成直角坐标方程：Y=7.142 86X2，计算焦距P=1.785 7。在抛物线命令中选择抛物线顶点，进入抛物线参数界面，依次填入焦距长度：1.785 6；最小DF：-10；旋转角度：90°。按“确定”生成抛物线。也可在UG表达式中创建抛物线表达式，并利用规律曲线命令生成抛物线，完成轮廓如图2所示。
3 刀轨设置
UG编程是经过设定坐标系、工件几何体、刀具，最后创建操作生成刀轨这样的过程。进入CAM模块后首先要求选择加工类型，选“TURNING”。
3.1 加工区域的设定
在操作导航器-几何视图中：（1）加工坐标系设定（双击MCS_SPINDLE）：指定平面ZM-XM，建立加工坐标系，原点不变。（2）部件边界（双击子级项TURNING_WORKPIECE）：选工件外轮廓为部件边界，选择曲线先后顺序应为加工方向，刀具侧为右。（3）毛坯边界：以左端中心点为毛坯安装位置点，设长度72，直径50。
3.2 刀具创建
在操作导航器-机床视图中建立：外圆刀：OD_55_L，方向角度32，刀尖半径0.4；切槽刀：刀片宽3；R槽刀（同切槽刀）：刀片宽2.5，R1.25；端面槽刀：刀片宽2.5。
3.3 创建操作
先建立数个程序组，根据加工顺序把使不同刀具的操作放入不同程序组中。
3.3.1 外形刀轨设置
用“创建操作”工具进入对话框，选操作子类型“ROUGH_TURNING_OD”；刀具””OD_55_L””；几何体：TURNING_WORKPIEC，“确定”后进入“外径粗车”对话框。设定切削深度；通过“进给率和速度”工具设定切削速度和进给速度；在“切削参数”工具中可设定粗加工余量。为不让外圆刀具切入槽，设定“变换模式”为“省略”。然后可生成外形加工刀轨。
3.3.2 V形槽刀轨设置
进入“创建操作对话框”，选操作子类型“GROOVE_OD”；刀具：“切槽刀”。进入“槽加工”对话框，编辑“切削区域-轴向修剪平面”选V形槽左右两点为边界；设定切削策略“交替插削”；步距75%。如要进行精加工，进入“切削参数”对话框：在“余量”框中设定精加工留量；在“轮廓加工”中选上“附加轮廓加工”，可进一步选择精加工刀轨策略，一般用“仅向下”。生成刀轨如图3所示。注：槽刀有左右两个刀尖点，加工时常用左刀尖对刀，但UG中会把左右两刀尖都作为编程点来生成刀轨，将会使槽加宽一个刀宽，故应在刀具跟踪点设置中去除右刀尖选择。
3.3.3 曲线槽刀轨设置
基本设置同上。其中刀具设置“R槽刀”。切深槽时需断屑，可在“切削参数-切屑控制”对话框中设定每次切深，设置粗加工余量0.05，在此对话框中的公差设置为刀轨拟合形状公差，减小该值可提高曲线精度。在“附加轮廓加工”，用“全部”，从右向左精加工曲线槽。刀轨如图4所示。
刀轨生成后，用”后处理”工具，选择相应的机床配置文件（需根据机床类型定制）即可生成G代码。
4 结语
切槽刀要计算刀宽，手工编程需进行更多数据计算；非圆曲线手工编程用宏程序，计算量大，且有刀尖半径误差，形状精度差。采用UG编程，刀轨实时生成，无需再在机床上验证，且无论槽形，编程类似。笔者认为，也不应放弃手工编程，手工编程无需建模，对于简单形状而言，编程快、可读性强、修改方便。如该零件，最高效的编程方式是两者结合：用G71指令完成外形加工，用UG完成槽的程序（建模只需在相应位置绘制两个槽形）。
参考文献
[1] 赵先仲，程俊兰.数控加工工艺与编程[M].电子工业出版社，2011.
[2] 关振宇，王辉辉.Siemens NX6机械设计基础教程[M].人民邮电出版社，2009.
[3] 吴明友.UG NX6.0中文版数控编程[M].化学工业出版社，2010.
关键词：数控编程 车削建模 UG 编程设置 沟槽加工
中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（a）-0038-02
数控车削是在平面内的加工，一般车削程序用手工编程。随着技术进步，非圆曲线被设计应用于产品之中，虽可以用宏程序来解决，但宏程序对编程人员技术要求高，程序需调试，效率低。软件技术发展迅猛，辅助制造软件如UG、PorE、CAXA等因其操作便捷，编程方便，已被广泛应用于生产中。现大多数模具加工企业用UG软件编程，但UG教材大都针对加工中心编程进行论述，数控车编程教材很少，笔者结合轴类零件中各类沟槽应用实例来介绍一下UG中数控车的编程方法。
1 典型零件分析
如图1所示，该零件左端是一V形槽，右端是抛物线与椭圆相切的沟槽，用UG软件可以很方便地生成刀轨，经过后处理就可生成加工程序。
2 轮廓模型建立
（1）采用草图绘制轮廓：进入草图（XY平面为草图平面），坐标原点在工件右端与轴线相交点上。草图中无法直接绘抛物线，故绘除抛物线外的其余轮廓。
（2）完成草图后，利用曲线-抛物线命令生成抛物线。该抛物线工件坐标系方程X=0.14Z2，换成直角坐标方程：Y=7.142 86X2，计算焦距P=1.785 7。在抛物线命令中选择抛物线顶点，进入抛物线参数界面，依次填入焦距长度：1.785 6；最小DF：-10；旋转角度：90°。按“确定”生成抛物线。也可在UG表达式中创建抛物线表达式，并利用规律曲线命令生成抛物线，完成轮廓如图2所示。
3 刀轨设置
UG编程是经过设定坐标系、工件几何体、刀具，最后创建操作生成刀轨这样的过程。进入CAM模块后首先要求选择加工类型，选“TURNING”。
3.1 加工区域的设定
在操作导航器-几何视图中：（1）加工坐标系设定（双击MCS_SPINDLE）：指定平面ZM-XM，建立加工坐标系，原点不变。（2）部件边界（双击子级项TURNING_WORKPIECE）：选工件外轮廓为部件边界，选择曲线先后顺序应为加工方向，刀具侧为右。（3）毛坯边界：以左端中心点为毛坯安装位置点，设长度72，直径50。
3.2 刀具创建
在操作导航器-机床视图中建立：外圆刀：OD_55_L，方向角度32，刀尖半径0.4；切槽刀：刀片宽3；R槽刀（同切槽刀）：刀片宽2.5，R1.25；端面槽刀：刀片宽2.5。
3.3 创建操作
先建立数个程序组，根据加工顺序把使不同刀具的操作放入不同程序组中。
3.3.1 外形刀轨设置
用“创建操作”工具进入对话框，选操作子类型“ROUGH_TURNING_OD”；刀具””OD_55_L””；几何体：TURNING_WORKPIEC，“确定”后进入“外径粗车”对话框。设定切削深度；通过“进给率和速度”工具设定切削速度和进给速度；在“切削参数”工具中可设定粗加工余量。为不让外圆刀具切入槽，设定“变换模式”为“省略”。然后可生成外形加工刀轨。
3.3.2 V形槽刀轨设置
进入“创建操作对话框”，选操作子类型“GROOVE_OD”；刀具：“切槽刀”。进入“槽加工”对话框，编辑“切削区域-轴向修剪平面”选V形槽左右两点为边界；设定切削策略“交替插削”；步距75%。如要进行精加工，进入“切削参数”对话框：在“余量”框中设定精加工留量；在“轮廓加工”中选上“附加轮廓加工”，可进一步选择精加工刀轨策略，一般用“仅向下”。生成刀轨如图3所示。注：槽刀有左右两个刀尖点，加工时常用左刀尖对刀，但UG中会把左右两刀尖都作为编程点来生成刀轨，将会使槽加宽一个刀宽，故应在刀具跟踪点设置中去除右刀尖选择。
3.3.3 曲线槽刀轨设置
基本设置同上。其中刀具设置“R槽刀”。切深槽时需断屑，可在“切削参数-切屑控制”对话框中设定每次切深，设置粗加工余量0.05，在此对话框中的公差设置为刀轨拟合形状公差，减小该值可提高曲线精度。在“附加轮廓加工”，用“全部”，从右向左精加工曲线槽。刀轨如图4所示。
刀轨生成后，用”后处理”工具，选择相应的机床配置文件（需根据机床类型定制）即可生成G代码。
4 结语
切槽刀要计算刀宽，手工编程需进行更多数据计算；非圆曲线手工编程用宏程序，计算量大，且有刀尖半径误差，形状精度差。采用UG编程，刀轨实时生成，无需再在机床上验证，且无论槽形，编程类似。笔者认为，也不应放弃手工编程，手工编程无需建模，对于简单形状而言，编程快、可读性强、修改方便。如该零件，最高效的编程方式是两者结合：用G71指令完成外形加工，用UG完成槽的程序（建模只需在相应位置绘制两个槽形）。
参考文献
[1] 赵先仲，程俊兰.数控加工工艺与编程[M].电子工业出版社，2011.
[2] 关振宇，王辉辉.Siemens NX6机械设计基础教程[M].人民邮电出版社，2009.
[3] 吴明友.UG NX6.0中文版数控编程[M].化学工业出版社，2010.