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UG-CAM点位加工与数控加工仿真软件的综合应用

UG是世界上著名的功能强大,CAM软件技术最具代表性的软件,加工策略最丰富的数控加工、设计、编程软件。本文以一个一般孔数控加工工艺为例,论述UG编程操作的技巧以及编程操作过程,利用加工功能中的点位加工操作完成一般孔的加工,并将UG-CAM生成的数控加工程序导入仿真系统进行加工模拟,最终生成数控仿真加工及NC程序。

UG;数控加工工艺;点位加工;后处理

UG NX是美国EDS公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的软件系统,随着UG在业界越来越广泛的应用,目前在航空航天、通用机械、汽车、工业设备以及其他高科技应用领域的机械设计和加工自动化方面得到广泛应用。因此,如何运用UG安全高效地编写数控加工程序及UG的相关编程操作技巧也日益受到关注,通过仿真软件与CAD/CAM软件的综合运用,能够有效的将零件的自动编程及后处理与数控机床的仿真加工相结合,弥补CAD/CAM软件仅能进行刀具路径仿真的不足。

点位加工可以创建多种孔加工的刀具轨迹(如钻、镗、铰、沉、扩、攻丝、铣螺纹、点焊和铆接等)操作。在创建点位加工操作时,用户只需指定孔的加工位置、加工底面和工件表面,而不需指定部件几何体、毛坯几何体和检查几何体等。此外,当零件中包含多个直径相同的孔时,只需指定不同的循环方式和循环参数组,这样可以减少加工时间,提高生产效率。

一、三维实体模型建立及零件要求

1.1模型建立

UG软件具有强大的建模模块,本文所举实例主要应用到实体造型中的拉伸方法、旋转、倒圆和布尔运算操作.

1.2 零件材料及其加工要求

(1)零件材料为铝,毛坯由线切割加工完成,余量较小。

(2)加工底面的六个直径为10mm的孔。

(3)加工一个直径为10mm的水平定位孔。

二、制定零件的数控加工工艺

加工工艺的规划包括了加工工艺路线的制定,加工方法的选择及加工工序的划分。工艺设计是对工件进行数控加工编程的前期工艺准备工作。根据图1所示的零件形状和NX6.0的加工特点,制定表1所示工艺方案。

三、UG加工环境的进入及其相关节点的设定

(1) 创建毛坯。可用旋转、拉伸等命令创建加工毛坯。

(2) 进入UG加工环境(选择项如图2所示)。

图2:UG加工环境的进入(初始化)

(3) 设定刀具节点

将“导航器|”切换为“机床视图”,“插入”-“创建刀具”,在弹出的对话框中选择所需刀具类型,点击“应用”进入刀具参数设置对话框,输入刀具相应的参数和刀具号,点击“确定”即可,完成刀具的创建。此时,在操作导航器下可查阅所设置的刀具,也可进入刀具对话框修改刀具参数。按数控加工工艺确定好加工顺序后可依次设好加工工件所需的全部刀具。

(4) 设计几何体组

a.设置加工坐标系:先将“导航器”切换成“几何体视图”;然后双击MCS_MILL节点,在弹出的对话框中单击CSYS,在绘图区选择相应的点作为加工坐标系。通过UG的构造加工坐标系功能可迅速使加工坐标系与UG的工作坐标系一致。

b.设定安全平面:安全平面一般设定在高于工件顶面约5mm,以确保当刀具在工件顶面横越时刀具与工件不会产生碰撞。UG的安全平面只需设一次。

c.创建几何体:几何体的创建有工件几何体,毛坯几何体和加钻削几何体。几何体可以参与某些刀轨的计算并用于刀轨的实体加工模拟。

四、UG数控编程加工简要操作过程

工步1:数控加工工艺表中工步1的加工方式为点钻加工,才用的循环方式为标准钻。除表中参数外,设置Cycle参数的刀尖深度设为4mm。

图3:生成的刀具轨迹 图4:生成的刀具轨迹

工步2:加工底面孔,采用钻削加工,主轴转速为200r/min,切削进给速度为40mm/min,加工刀具轨迹如图4所示。

工步3:采用与工步1相同的刀具,对凸台的水平定位孔进行预钻,为正是加工确定位置,参数见数控加工工艺表。如图5所示

图5:生成的刀具轨迹 图6:生成的刀具轨迹

工步4:用工步2 的刀,对水平定位孔进行加工,生成的刀轨如图6所示,加工时的转速为200r/min,进给速度为40mm/min.

五、数据加工仿真

所谓数控加工仿真就是在计算机上通过软件技术模拟加工环境、刀具路径和材料的切除过程,达到与零件试切相同的程序检验方法,在零件进行正式加工前采用加工仿真可以有效的减少人为产生的误差,并且能够有效的避免刀具与工件之间的干涉碰撞现象,大大提高了加工效率和产品的质量。采用数控加工仿真可使刀具切削运动和工件余量切削过程获得真实感的动态显示。

图7:仿真中模拟加工效果图

六、后置处理及NC程序生成

6.1 后置处理主要是将NX CAM软件生成的加工刀位轨迹源代码转成数控机床可接受的代码(NC)文件,一般为G代码。然后通过传输软件传送到数控机床上,最后加工得到零件上的孔。后置处理是UG NX CAM模块中的重要组成部分。如图9所示,可按刀具对程序进行后处理,选中一把刀后点击后处理,选择后处理机床,单击“应用”即可生成NC程序。

7.结束语

随着被加工对象的形状越来越复杂及高速加工的应用,对数控加工程序的要求越来越高,UG软件强大的CAD/CAM功能不仅大大提高了产品的设计、制造能力,并且UG的自动编程功能有效的解决了复杂零件的加工瓶颈,提高产品加工精度,缩短加工时间。此外,CAM软件高效高精编程提高程序的可靠性,防止产生干涉碰撞,最大限度减少设计过程带来的误差,有效增强产品的核心竞争力。因此,多轴CAM编程软件与仿真软件综合应用具有广泛意义和价值。

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