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UG在铣削中的运用

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2010-5-20

UG在铣削中的运用

【摘要】UG是目前功能最为强大的CAD/CAM软件，它为用户提供了多种CAM方法。其中包含零件设计、二维工程图、零件加工和仿真(可以进行外形铣削、挖槽加工和开放平面带台阶的加工等)以及有限元分析等模块，具有设计修改方便，更新迅速等特点。【关键词】自动编程 UG 后处理

一、UG编程在铣削模块的功能运用

1.铣削模块的类型

图1 铣削模块的创建

UG的铣削模块包含平面铣削、高等铣削、外形铣削以及开口轮廓铣削等几个加工子模块，如图1所示。我们可以根据加工需要，灵活选择其中一个或者几个子模块，就可以完成零件的铣削加工任务。这些模块基本上满足零件从2轴到4轴的加工需求。

在铣削加工中，有的工件型腔(打深径)需要采用粗加工方式把型腔内的材料全部铣削加工。通过UG铣削模块里面的粗加工方式生成的刀具轨迹，有时存在不合理的刀路，如尖角等，这就要我们对走刀方式进行控制。

2.平面铣模块编程过程

图2 平面铣削模块

由于其它编程模块存在不便之处，在分析了UG平面铣模块的特点之后，决定采用这个模块来编制铣削粗加工程序，达

到控制铣刀走刀方式的目的。图2为平面铣模块的子模块面板。

图3 走刀方式

UG面铣模块等是针对零件的平面部分进行三轴加工的模块，其特点是铣削加工发生在XY平面上，Z轴的作用主要是下

刀、提刀以及在加工中避让夹具等功能。走刀方式具有灵活、易于控制等优点，可采取的走刀方式有单方向、往返方式、跟随工件外形、铣外形以及混合加工等，如图3所示。加工中心机床的工作平面为XY平面，通过铣削切割在二维平面上的运动完成零件的加工。如果能够在UG面铣模块编程时，抑制Z轴下刀和抬刀，就可以生成只含XYZ三个坐标的刀具轨迹文件。通过后处理便可以生成适用于加工中心机床的数控程序，这样就

极大地增强了铣削编程走刀方式的可控性。

图4 生成加工图形

图4是一个典型的零件外形，现在需要面铣方式进行圆内型腔的加工和表面加工，如果直接采用UG加工中心模块里面的面铣方式进行加工，则生成的刀具轨迹如图5中轨迹所示，轨迹里面存在尖角，机床在尖角处突然变向容易而引起冲击图5中轨迹是通过平面铣方式生成的种种不同走刀方式的刀具轨

迹。从这种走刀轨迹可以看出，采用平面铣的刀具轨迹有更好的可控性，而且生成的程序更加平滑，没有尖角，因而不会引起机床的冲击，更好的保证了零件的加工精度以及延长了机床的使用寿命。

二、UG程序的编制与后置处理

通常，加工中心机床都具有很高的定位精度和重复定位精度，适合加工表面粗糙度要求较高，尺寸精度控制严格的零件。现在以该机床的程序编制为例介绍加工中心铣削程序编制一般步骤。

前述生成的刀具轨迹是刀具在加工过程中所经过的一系列位置点的集合，称之为刀位，以一定格式和表述方法来记录这些刀位位置信息的文件称为刀位文件。在UG中，这些文件一般都以ISO文件格式保存，里面不仅记录可刀位的点位信息，同时还包含刀具的信息以及进给、主轴转速等其他加工信息。刀位文件不能直接用于数控机床，要使数控机床识别这些刀位，就应该将其转变成机床能够识别的NC代码。UG后处理中，通过这个文件来定义机床类型以及在后置处理中生成NC代码的格式。通过后置处理编辑器后处理器创建和编辑上述这个文件，使其符合特定的机床规范。

1.编程规范与后置处理

在编制该机床的后置处理器之前，首先要了解该机床的程序规范。该加工中心机床的编程规范有如下一些特点：（1）程序开头以N作为序号，后面的数字从1往后以1逐步递增；

（2）程序第一段以G00作为机床的定位点，此点必不可少，

而且只能在一个指令开始时出现。然后在进行直线（G01）、圆弧（G02或者G03）等插补；

（3）程序中每一段都要以“；”结束；

（4）圆弧中心I、J值为从圆弧起点指向圆心的向量；

（5）当整段程序运行完成以后，以M01完成该程序段。

2.后置处理

在了解了该机床的编程规范后，下面的工作就是按照该规范创建、编辑于之相应的后置处理文件。最后进入后置处理时，输入选择相应机床类型，然后根据规范编辑机床行程、程序序号以及程序结尾等相关内容，保存创建内容，后处理器自动生成上述（STEP）可以应用于后置处建的后主处理文件，把刀位文件转换为该机床的NC代码。UG的后处理文件编辑器后处理器主界面选择相应的处理器。

3.编程实例

图5生成的刀具轨迹

上述采用平面铣模块生成的加工中心铣削刀位文件在进行后置处理时，还要编制后置处理文件。其中机床类型选择为三轴铣，否则在进行后置处理的时候系统会出现错误。其余内容按照编程规范进行编辑、修改即可。

以上述图4中的零件为例，采用面铣模块创建如图5中轨迹，生成刀位文件。创建、编辑后处理文件并保存。通过后置处理生成的NC代码如下，该NC代码在机床上面运行良好。

%

G40 G17 G90 G54

G0 X-39.8319 Y-11.4435 S5000 M03

Z-4.

G1X-45.3631 Y-18.24 Z-6.348 F250. M08

X-36.76 Y-7.669 Z-10.

X-45.3631 Y-18.24

Z-7.

…………

X36.76 Y7.669

Z-7.

GO Z10.

G91 G28 Z0

G28 X0 Y0

MO1

结束语

利用UG软件进行数控编程，可缩短程序编制时间，提高了加工效率。通过对铣削加工数控规范的分析，创建了后置处