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【摘 要】随着生活质量的提高，人们对制造行业的自动化、柔性化、智能化生产提出更高的要求。以稳瞄系统后罩为例子，简单介绍了利用UG CAD/CAM设计制造仿真软件对复杂箱体零件加工方法。UG软件可以仿真出加工轨迹及自动生成数控加工代码，使得生产过程变得柔性、高效、精确和经济。
【关键词】UG 箱体零件 数控加工
引 言
后罩零件是稳瞄系统中用到的一个典型箱体零件，该后罩零件安装在稳瞄电子系统外部，启密封保护作用。该零件属铸铝件，体积较大，内外部结构相对较复杂。需要在多种普通机床上多道工序才能完成。使得定位夹紧工序多，因而影响加工精度及增加了工人劳动强度，所以考虑用UG CAD/CAM软件系统作为平台。根据零件结构特点设计出稳瞄系统后罩所使用的辅助工装，并且利用UG软件仿真加工过程，自动生成五轴加工程序。确定无误后，投入生产，这种方式更加经济、高效。根据零件结构复杂特点，选择加工中心、各种刀具并编制合适的工艺路线。加工出后罩成品。
一、稳瞄系统后罩的模型构建
（一）零件图及特征（图1）
图一
图1为后罩零件图，该零件的结构特点为复杂箱体类零件，该球面上有4个孔，球心到孔的中心为500mm，球心到两孔轴心线之间夹角为89?。加工时特别要注这2个问题。因为是曲面加工孔，且孔与孔之间有一定夹角，所以一般普通机床加工或者4轴加工起来比较麻烦，且生产效率低。因此，考虑用5轴数控铣削加工中心加工。
（二）UG构建三维模型
根据零件图的尺寸在ZY平面上绘制平面，沿X轴拉伸，然后采用圆命令分别将内孔按各自尺寸生成。如图2所示为经过UG软件渲染的后罩三维模型。
图2
二、编制加工工艺
（一）毛坯的准备
稳瞄系统一般用在船舶上，考虑其一工作环境有海水侵蚀，必须要求材料有抗腐蚀能力强。其二控制稳瞄系统重量，后罩采用铸铝合金。由于后罩体积大，内外部结构复杂，并通过对零件图的仔细研究及亲自手工编程、半自动加工，基本可以顺利加工完毕。但是，存在精度低、劳动强度大等诸多缺点，不适合批量加工。因此，为了提高生产效率、加工精度、降低劳动强度。考虑用UG数控编程5轴铣削加工。
（二）机床的选取
加工使用的机床是VMC-B50C五轴联动加工中心，FAGOR系统。主轴最高旋转速度是24000r/min，机床加工精度高、刚度好、系统稳定，适合对结构复杂精度要求高的产品加工。
（三）工件的装夹
由于工件体积较大，又是曲面结构且内部4个圆凸台，结构复杂，安装比较困难，为此，专门设计个夹具。其尺寸560X470X360mm。平面上加工一组中心距为77mm的定位孔。长边各焊接2个小凸台，准备给夹紧时使用。详细见下图3。
图3
（四）刀具的选择
根据工件结构，选用?10mm钨钢立铣刀，铣削平面。?3mm铣刀铣缺口，?25R5圆鼻机夹铣刀，铣削内曲面。?20R10加长白钢球刀，精修外曲面。6x?5.0钻头钻凸台上的孔，中心钻钻所有孔中心孔。
（五）工艺路线
根据加工工艺路线的先粗后精、先面后孔、先主后次、基准先行的原则，将后罩加工工艺路线设计如图4：
图4
（六）工艺核心
（1）保证球心分别到4个凸台中心孔的距离500mm及夹角为89?；
（2）保证4个凸台孔径?120mm及位置度公差?0.2mm；
（3）保证4个凸台平面的平面度0.01mm；
（5）专用夹具的设计（图3所示）。
三、UG生成加工程序后处理
程序后处理就是把已经编好的刀路轨迹转换成数控机床能够识别的语言程序。在“操作导航器”中可以把已经编好的程序子程序全部显示出来，可以进行一个一个子程序的后处理，一起进行后处理假设发生错误就比较难查询修改。要想处理哪段程序，点击“操作导航器”里“后处理”就自动输出一个后处理的程序文件。用记事本的方式打开文件，可以看到最终想要的数控机床识别的程序。以下是4个凸台加工后处理程序：
%
N0010 G40 G17 G90
N0020 G91 G28 Z0.0
N0030 T10 M06
N0040 G00 G90 X-39.981 Y4.389 B27.432 C318.274 S4000 M03
N0050 G43 Z91.916 H10
N0060 Z-176.45
N0070 G01 X-41. Y5.569 Z-176.867 F4000. M08
N0080 X-42.466 Y6.612 Z-177.349
N0090 X-44.137 Y7.278 Z-177.831
N0100 X-45.918 Y7.528 Z-178.313
N0110 X-47.708 Y7.349 Z-178.795
N0120 X-49.405 Y6.751 Z-179.277
N0130 X-50.911 Y5.767 Z-179.759
N0140 X-51.385 Y5.291 Z-179.94
N0150 X-48.195 Y2.116
..........
..........
N6320 G03 I-21.263 J21.163
N6330 G01 X-72.648 Y26.454
N6340 G03 I-26.579 J26.454
N6350 G01 X-77.964 Y31.744
N6360 G03 I-31.895 J31.744
N6370 G01 X-83.28 Y37.035
N6380 G03 I-37.211 J37.035
N6390 G01 X-88.596 Y42.326
N6400 G03 I-42.527 J42.326
N6410 G01 X-94.266 Y47.969
N6420 Z-186.25
N6430 G00 Z63.739
N6440G91G28Z0.0
N6450G91G28X0.0Y0.0
N6460G91G28B0.0C0.0
N6470 M30
%
結 语
用UG CAD/CAM软件对复杂零件的三维建模，对复杂箱体零件进行数控加工仿真，能高效合理代替人为手工编程与加工，用5轴数控铣削加工中心加工，给企业带来了前所未有的智能化、人性化的生产环境，大大缩短设计和制造周期，提高了加工精度与生产效率。
参考文献：
[1]迟涛 基于UG的不锈钢送料器的四轴数控加工[J]煤矿机械，2013（03）.
课题：湖北省咸宁职业技术学院院级课题《基于UG自动编程技术在数控铣削加工应用中的研究》阶段性成果，编号：2014Y009，主持人：邓玉梅
【关键词】UG 箱体零件 数控加工
引 言
后罩零件是稳瞄系统中用到的一个典型箱体零件，该后罩零件安装在稳瞄电子系统外部，启密封保护作用。该零件属铸铝件，体积较大，内外部结构相对较复杂。需要在多种普通机床上多道工序才能完成。使得定位夹紧工序多，因而影响加工精度及增加了工人劳动强度，所以考虑用UG CAD/CAM软件系统作为平台。根据零件结构特点设计出稳瞄系统后罩所使用的辅助工装，并且利用UG软件仿真加工过程，自动生成五轴加工程序。确定无误后，投入生产，这种方式更加经济、高效。根据零件结构复杂特点，选择加工中心、各种刀具并编制合适的工艺路线。加工出后罩成品。
一、稳瞄系统后罩的模型构建
（一）零件图及特征（图1）
图一
图1为后罩零件图，该零件的结构特点为复杂箱体类零件，该球面上有4个孔，球心到孔的中心为500mm，球心到两孔轴心线之间夹角为89?。加工时特别要注这2个问题。因为是曲面加工孔，且孔与孔之间有一定夹角，所以一般普通机床加工或者4轴加工起来比较麻烦，且生产效率低。因此，考虑用5轴数控铣削加工中心加工。
（二）UG构建三维模型
根据零件图的尺寸在ZY平面上绘制平面，沿X轴拉伸，然后采用圆命令分别将内孔按各自尺寸生成。如图2所示为经过UG软件渲染的后罩三维模型。
图2
二、编制加工工艺
（一）毛坯的准备
稳瞄系统一般用在船舶上，考虑其一工作环境有海水侵蚀，必须要求材料有抗腐蚀能力强。其二控制稳瞄系统重量，后罩采用铸铝合金。由于后罩体积大，内外部结构复杂，并通过对零件图的仔细研究及亲自手工编程、半自动加工，基本可以顺利加工完毕。但是，存在精度低、劳动强度大等诸多缺点，不适合批量加工。因此，为了提高生产效率、加工精度、降低劳动强度。考虑用UG数控编程5轴铣削加工。
（二）机床的选取
加工使用的机床是VMC-B50C五轴联动加工中心，FAGOR系统。主轴最高旋转速度是24000r/min，机床加工精度高、刚度好、系统稳定，适合对结构复杂精度要求高的产品加工。
（三）工件的装夹
由于工件体积较大，又是曲面结构且内部4个圆凸台，结构复杂，安装比较困难，为此，专门设计个夹具。其尺寸560X470X360mm。平面上加工一组中心距为77mm的定位孔。长边各焊接2个小凸台，准备给夹紧时使用。详细见下图3。
图3
（四）刀具的选择
根据工件结构，选用?10mm钨钢立铣刀，铣削平面。?3mm铣刀铣缺口，?25R5圆鼻机夹铣刀，铣削内曲面。?20R10加长白钢球刀，精修外曲面。6x?5.0钻头钻凸台上的孔，中心钻钻所有孔中心孔。
（五）工艺路线
根据加工工艺路线的先粗后精、先面后孔、先主后次、基准先行的原则，将后罩加工工艺路线设计如图4：
图4
（六）工艺核心
（1）保证球心分别到4个凸台中心孔的距离500mm及夹角为89?；
（2）保证4个凸台孔径?120mm及位置度公差?0.2mm；
（3）保证4个凸台平面的平面度0.01mm；
（5）专用夹具的设计（图3所示）。
三、UG生成加工程序后处理
程序后处理就是把已经编好的刀路轨迹转换成数控机床能够识别的语言程序。在“操作导航器”中可以把已经编好的程序子程序全部显示出来，可以进行一个一个子程序的后处理，一起进行后处理假设发生错误就比较难查询修改。要想处理哪段程序，点击“操作导航器”里“后处理”就自动输出一个后处理的程序文件。用记事本的方式打开文件，可以看到最终想要的数控机床识别的程序。以下是4个凸台加工后处理程序：
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N0010 G40 G17 G90
N0020 G91 G28 Z0.0
N0030 T10 M06
N0040 G00 G90 X-39.981 Y4.389 B27.432 C318.274 S4000 M03
N0050 G43 Z91.916 H10
N0060 Z-176.45
N0070 G01 X-41. Y5.569 Z-176.867 F4000. M08
N0080 X-42.466 Y6.612 Z-177.349
N0090 X-44.137 Y7.278 Z-177.831
N0100 X-45.918 Y7.528 Z-178.313
N0110 X-47.708 Y7.349 Z-178.795
N0120 X-49.405 Y6.751 Z-179.277
N0130 X-50.911 Y5.767 Z-179.759
N0140 X-51.385 Y5.291 Z-179.94
N0150 X-48.195 Y2.116
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N6320 G03 I-21.263 J21.163
N6330 G01 X-72.648 Y26.454
N6340 G03 I-26.579 J26.454
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N6360 G03 I-31.895 J31.744
N6370 G01 X-83.28 Y37.035
N6380 G03 I-37.211 J37.035
N6390 G01 X-88.596 Y42.326
N6400 G03 I-42.527 J42.326
N6410 G01 X-94.266 Y47.969
N6420 Z-186.25
N6430 G00 Z63.739
N6440G91G28Z0.0
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結 语
用UG CAD/CAM软件对复杂零件的三维建模，对复杂箱体零件进行数控加工仿真，能高效合理代替人为手工编程与加工，用5轴数控铣削加工中心加工，给企业带来了前所未有的智能化、人性化的生产环境，大大缩短设计和制造周期，提高了加工精度与生产效率。
参考文献：
[1]迟涛 基于UG的不锈钢送料器的四轴数控加工[J]煤矿机械，2013（03）.
课题：湖北省咸宁职业技术学院院级课题《基于UG自动编程技术在数控铣削加工应用中的研究》阶段性成果，编号：2014Y009，主持人：邓玉梅