基于零件編程教學方法的探索研究

高沙沙 水志祥

摘 ?要：傳統的UG編程教學方法與實際應用有所脫節，本文提出基于零件編程的教學方法是依據零件特征選擇合適的編程策略，讓學生體會到各個編程策略的特點。

關鍵詞：UG編程;教學方法;零件

一、引言

UG作為SIEMENS下屬的一款優秀的綜合性軟件在企業中有著廣泛的應用，尤其是在工業4.0迅速發展的今天，設計制造一體化成為一種趨勢。編程模塊是UG的一個重要模塊，在航空航天、模具制造等各個領域有著廣泛的應用，UG編程在教學中占用一半以上的課時，幾十種編程策略既獨立又相互關聯，怎么把這些編程策略講明白是困擾教學的一個難題。在和已參加工作的畢業生交流時，他們提起剛入職時的迷茫讓我們很困惑，單獨的一個編程策略大家都很熟悉，為什么遇到零件加工時反而不知所措呢，是不是我們的教學方法和實際應用脫節呢？帶著這種疑問我們對UG編程教學方法進行了探索研究。

二、傳統教學方法

市面常見的UG編程教材一般以編程策略為主體，按照編程策略的參數條目進行講解，學生接受快，但不同的加工策略之間的區別和練習學生不能有清晰的了解。而實際應用中對編程策略的應用比較多面，同一個特征可以用不同的策略進行編程，如果拘泥于教材會和實際有所脫節。

三、改革后的教學方法

我們采用以零件為主體，基于零件特征采用不同的編程策略達到相同的結果，使學生對各個編程策略有了清晰的認識，達到了很好的教學效果，我們在同一特征上使用不同的編程策略，讓學生真正體會到編程的樂趣。

1.零件分析。該零件由兩個圓錐體及底板組合而成，零件正面共有三個平面，兩處曲面及四周側壁組成。

2.編程策略分析

（1）平面加工策略

①平面銑。該編程策略可以定義毛坯的延展距離，當毛坯設計尺寸和實際毛坯尺寸有誤差時用這個參數可以避免加工不到位的情況，但此加工策略在步距定義上要注意避免殘留情況的發生[1]。該編程策略主要用于平面加工程序的編制，用此種策略生成的刀具路徑如下圖2所示。

圖1平面銑編程策略生成的刀軌 ? ?圖2輪廓銑編程策略生成的刀軌

②輪廓銑。該編程策略是根據所選的邊界生成刀具路徑，內外邊界圍成的區域即為加工區域，此編程策略在實際中也經常用來生成平面加工程序，可以選擇“跟隨周邊”或“跟隨部件”生成區域程序，選擇“輪廓”生成單條刀軌，刀軌生成方式靈活多變，生成速度快，不用實體即可生成平面加工程序，通過設置刀具與邊界之間的位置關系（相切或對中）來控制加工的范圍[2]。

③其他編程策略。UG很多策略都可以用于平面加工，比如型腔銑，固定輪廓銑等方式，型腔銑一般用于粗加工，采用等高的方式加工。固定輪廓銑常用于精加工，根據平面特點定義刀軌與X軸的夾角來生成程序。

（2）曲面編程策略。曲面特征粗加工常用的加工策略為型腔銑，即等高銑，特點是刀具一層層從高向低加工，可以根據實際毛坯狀態定義是方塊毛坯還是隨型毛坯，型腔銑生成的刀軌（按隨型毛坯計算）所示。曲面精加工常用的編程策略為固定輪廓銑或等高銑。固定輪廓銑加工方式加工范圍廣，刀軌生成方式多樣;等高銑用于陡峭面加工，等高銑在非陡峭面步距會加工，在實際中要特別注意這一點。

（3）側壁編程策略。側壁加工常用的策略有兩種，等高銑和輪廓銑。側壁精加工采用立銑刀時可用這種方法只在底層生成單條刀軌，加工出的效果垂直度光潔度均較好。當我們把所用零件稍作調整，用這種方式生成的刀軌對比如下圖3和圖4所示。

圖3輪廓銑編程策略生成的刀軌 ? 圖4等高銑編程策略生成的刀軌

通過對比發現，輪廓銑是按照所選邊界從某一高度層層加工至所選底面，而等高銑是基于實體高度加工，層層加工至底層。

四、結論

零件是貫穿整個教學過程的主線，所以在學期開始就要根據教學安排選擇好合適的零件，該零件盡可能的包括更多的特征，避免教學過程中零件切換，讓學生體會到各個編程策略的特點，能根據特征選擇合適的加工策略完成程序的編制，將來他們走上工作崗位時才不至于手忙腳亂。

參考文獻：

[1]王衛兵.UGNX數控編程實用教程[M].北京：清華大學出版社，2004.

（作者單位：高沙沙/河南鄭州城市職業學院;水志祥/河南鄭州宇通客車股份有限公司）