基于UG設計軟件在數控自動編程技術的應用

潘躍才 牟世茂 趙波

摘要：自改革開放以來，制造業的快速發展為我國的經濟騰飛奠定了堅實的基礎，并使我國逐漸成為制造業生產大國，世界各地都有我國生產的產品。但是傳統的加工技術已經無法滿足現在日益復雜的產品加工要求，以UG設計軟件所進行的制造加工工藝愈發普及，本文將以典型的UG設計軟件作為分析核心，以UG軟件自動編程技巧和工藝優化為方向進行討論分析，以供業界人士參考。

關鍵詞：UG;數控機床;自動編程;數字化

進入到二十一世紀以后，傳統的生產工藝將逐漸向現代數控自動編程加工技術轉變，而UG作為曲面造型、極限框模型和實體造型于一身的，將逐漸實現參數化和高標準化高端的技術軟件于一身的高科技生產體系。最開始UG設計軟件是源于美國公司，現在已經廣泛應用在航天、汽車等高科技生產領域，UG設計軟件在數控自動編程技術的應用十分出色，已經處于同類設計軟件中的領先地位。

一、數控編程的具體措施

在傳統的數控系統中，通常需要依靠人工操作按照數控系統輸出工藝卡片，以人工生產的方式來進行零件的生產加工。這種變成生產方式效率極低，而且往往需要設計人員具備較為先進的專業知識能力，工作量也較大。但是現在的數控自動變成系統內的輸出方式已經不再以工藝卡片為主，二是介于CAM和CAPP之間的一種集成式的數控自動編程程序。根據編程的方式，可以將現代數控加工程序分成兩種方式：手工和自動編程。手工編程是指原有的人工操作方式來進行各類階段數控編程的工作?，F在一般常用于簡單的零件生產，加工工序簡單;自動編程則是指依靠計算機進行編程工作，除了零件圖樣和制作方案制定需要人工操作外，其他階段的數控編程工作都可以依靠計算機自動完成。采用自動編程可以自動繪制出零件結構，并按照該結構將道具的運行軌跡進行設計，整個操作方式是依靠數學處理、編程、檢驗程序等來進行自動操作，操作人員僅需要及時檢查程序是否規范運行即可。由于計算機自動編程將替代人工完成各類復雜工序和計算，因此可以將工作效率提升至幾百倍，有效的解決了手工編程無法完成的復雜零件生產難題。

二、UG設計軟件在數控自動編程技術中的案例介紹

1、零件圖的基本情況分析介紹

某一零件可以利用型腔銑來進行生產加工，案例中將利用UG設計軟件的CAM功能對數控銑床來完成該零件的編程并加工生產。由于該數控銑床使用的是平面銑來進行輪廓側面的生產，是平面的生產方式而非曲面，所以該零件所要加工的大部分區域都是平面的，而且加工的側壁應該與底面保持垂直，所以使用平面銑將可以帶來更好的生產效果。

2、自動編程工序介紹

首先，由UG設計軟件的CAD系統生成該零件的三維立體模型;其次，用UG設計軟件的CAM功能對數控銑床的平面銑對整個零件進行不同區域的編號和逐一的生產加工。具體編程和加工工藝如下：其一，該零件在生產時只需要涉及到銑床的平面銑功能;其二，選用的材料應該為100毫米×146毫米×20毫米的長方形鋼質材料;其三，工藝首先為粗加工的方式，先用粗銑大平面，當高度達到16毫米厚，留下0.5毫米左右的備用量，然后用粗銑大平面將高度生產至13毫米，并留下0.5毫米左右的備用量;用粗銑中間和兩邊的型腔，同樣留下0.5毫米作用的備用量進行生產;其四，細加工需要使用到精銑大平面，將高度生產至16毫米直至目的尺寸規格，然后精銑平面達到高度13毫米，直至目的尺寸規格，最后用精銑中間和兩邊的型腔，細致化打磨，直至目的尺寸規格。

其次，進行刀具的選擇。如果是加工大平面，UG設計下可以選擇直徑較大的平面銑刀小于50毫米，粗銑型腔時應該選擇的刀具的直徑應該在小于15毫米，最小的腔寬在20毫米。精加工型腔時，編程選擇刀具的直徑應該在10毫米，腔圓角的半徑為6毫米。

3、UG設計軟件的加工模塊

根據工藝標準，先粗銑的高度值取為16毫米的大平面，粗銑高度值取為16毫米的大平面。在設置編程內的工序參數時，應該根據坐標系、零件邊界、底面各數值參數、加工工藝、刀具、等參數進行設計，然后生成生產刀具的運行生產軌跡。該過程屬于加工參數的設置過程，設置的過程中，會受到毛坯和部件不同界限的影響，應該盡可能地設置在同一平面上，高度要保持一致。材料銑設置的參數受底面情況調整。加工部件的邊界參數設計選擇方式為應該以邊界幾何體慣用模式來進行選擇，包括曲線和邊等。零件的側面參數應該設置為內部參數名稱，方便操作。設置零件的毛坯便捷時，應該將毛坯的邊界和零件的邊界都設置在一個水平面上，此時毛坯的邊界可能不好控制，所以建議使用邊界幾何體的方式來進行點的位置設計，然后可以通過點選的方式進行三維模型的頂點構建。

4、編程后的處理完善

零件需要對部件的各個參數都進行有效的控制，在UG設計軟件的加工界面，應該將所有工序都選中，并保持各個刀的軌跡都已經生成完成，進而檢驗每個加工工序的合理性。檢查刀具軌跡無誤后，就可以將整個加工過程進行自動生成，生成的過程會將編程內容轉化為文檔格式，導入到機床內指揮加工。

三、案例介紹

對手機上蓋進行加工，由于該手機的上蓋模型為鋼件，硬度達到45以上，可以進行直接加工。分析零件的三維模型，可以發現按鍵的部位是小孔等結構，需要小刀等工具。工藝方案為形狀特征加工、功能特征加工、精度加工等。加工路線為粗精功、半精加工和精加工。具體如下：

通過運用UG設計軟件和CAM加工制作可以完成該手機的凸模的數控加工，也可以生成有效的刀具生產路徑，所以UG設計軟件可以為專業人士提供有力的幫助。

結束語：案例中UG設計軟件實現了一定程度的創新，比如，該技術可以不作出完整造型，部分圖形生成即可對刀具的路徑進行有效設計;另外，所設計的刀具軸是垂直于二維平面的，可以使加工中的機床實現兩軸聯動，這樣普通的數控銑床就可以滿足加工，編程方式適應性強。

參考文獻

[1]李斐. 基于UG設計軟件在數控自動編程技術的應用[J]. 遼寧經濟職業技術學院·遼寧經濟管理干部學院學報， 2009， 42（002）：45-47+65.