UG在高速加工数控编程中的应用

董烨

摘要：随着我国制造业的快速发展，对高速加工技术提出更高的要求。而高速加工技术实际应用中，又需考虑其数控编程问题，其是确保生产效率与加工精度的关键。本次研究将对CAM系统在高速加工数控编程中的应用要求以及高速加工数控编程中UG的具体应用进行探析。

关键词：高速加工：数控编程：UG：应用

前言：作为当前制造领域中常用的技术之一，高速加工以其生产效率高、表面质量高、加工精度高等优势被广泛投入于生产制造环节中，即使对于大多传统加工工艺难以处理的特殊材料，在高速加工工艺应用下也可取得较好的加工效果。但值得注意的是，高速加工中除考虑刀具路径的使用外，对数控编程要求较高，确保高速铣削数控程序为最优，而该要求的实现便需考虑到将UG引入其中。

因此，本文对高速加工数控编程中UG的应用研究，具有十分重要的意义。

1基于UGNX的CAM系统在高速加工数控编程中的应用要求

高速加工环节中，为适应主轴转速、进给速度，应保证数控程序达到一定要求，而数控程序操作主要借助CAM系统实现。因此，CAM系统投入使用后，需满足：①编程速度快，对于程序的编辑调整较为容易；②对高速加工中的进给速度可优化；③可自行检查刀柄干涉情况，避免有过切问题发生；④对于特殊加工要求，可提供相应的加工策略。这些要求得以满足的基础上，才可使数控编程程序适应高速加工要求。

2高速加工数控编程中UG的具体应用分析

数控编程是高速加工过程中需考虑的主要环节，为保证数控编程的合理，可考虑将UG引入其中，从加工刀轨质量控制、刀具过载问题控制、进刀或退刀运动控制以及程序处理速度的提高等方面着手，为高速加工提供保障。

2.1加工刀轨质量控制

从高速加工操作实际情况看，由于刀具运转保持极高的速度，很可能出现惯性冲击作用下使刀具或机床主轴被损坏，更无从谈及表面质量的保证。此时，在UG运用下，编程中应注意加工刀轨质量控制。

具体策略包括：第一，零件加工模型构建时，UGCAD运用下，应将型腔圆角结构画出，对于其中直线插补需考虑以圆弧插补为主，使刀具的运动轨迹呈光滑状态，这样在实际加工中，避免因加工方向突变而使惯性冲击挤压槽腔圆角，可使表面质量得到保障。第二，UGCAM环境下，需将FILLETS过渡设置于CORNER中，在此基础上利用SLOWDOWNS，使拐角降速比例、降速范围得到控制。采用这种方式，能够保证FILLETS处进给速度得到控制，刀具在运转中保持平稳的加工过程，挤压变形问题或过切闻问题得以避免。第三，拐角的精加工，该过程中对刀具的选择有具体的要求，刀具应用下应满足排屑要求，切忌在加工中因刀具載荷发生温度变化，影响圆角、侧面表面质量。

2.2刀具过载问题控制

高速加工过程中，一般刀具保持在中20以下直径，运动速度极高，若刀具载荷未固定，很可能在加工时出现刀具损坏、机床主轴受损情况。

对此情况，在数控编程中，UG应用下不仅需考虑将圆弧过渡段设置于程序段处，还需控制走刀加工余量。可采取的策略首先表现为，对于型腔拐角处刀具加工余量进行控制，无论精加工、半精加工或粗加工所采用的刀具，在半径上都需合理控制。以15.8×24.5×5.5尺寸型腔为例，加工过程中刀具的顺次应为Φ8、Φ4、Φ1馏，切忌直接以Φ8过渡到Φ1.8。其次，考虑到圆角较小的型腔结构，加工中刀具的选择应以Φ2直径刀具为主，但此时加工中可能出现进给量增高、主轴转速快情况，在圆角余量、型腔侧面余量不均下，很可能出现刀具运转颤动情况，对零件表面质量产生影响。对此在数控编程中，考虑将清根程序设置其中，如FLOWCUT-REF-TOOL的操作，且刀具直径应接近圆角半径，这样在清根操作下，更能使加工余量保持均匀。

2.3进刀或退刀运动控制

数控编程中，进刀、退刀是圆滑过渡方面需考虑的主要问题。如平面铣，可采用圆弧水平进刀、退刀方式，或以螺旋垂直进、退刀方式为主，以螺旋入刀为例，要求控制5。以内螺旋角。再如曲面轮廓铣，一般以切圆弧进刀或退刀运动为主，同时注意以smooth作为traverse运动设置形式，或在拐角、步距圆滑中以all passes作为fillet制定选项。另外，UG应用下，也要求注意在切削负荷上进行控制，通常需以“小刀快跑”为原则，该原则指导下，强调主轴转速较快下，应保证切削用量较小，使径向走刀速度得以提高。以刀具直径为依据，切削的深度与宽度需分别控制为其20%、30%。这样可使刀具切削负载得以减轻，有助于刀具寿命的延长。

2.4程序处理速度提高

高速加工数控编程中，涉及的程序量较大，要求在加工时将程序块减少，使程序处理速度、修改速度得以提高。而该目标的实现可借助Nurbs插补功能。变成过程中，对于machine control下的motion output，可考虑进行nurbs的设置。需注意，该插补功能的实现要求机床控制器、UG后处理器对其支持。这样在高速进给环境下，Nurbs插补功能的应用，可使曲面更加光滑，表面质量因此得以提。

结论：高速加工数控编程中UG的运用是提高数控编程质量的关键所在。实际进行数控编程中，应明确高速加工对CAM系统的使用要求，在此基础上做数控编程工作，主要可从加工刀轨质量控制、刀具过载问题控制、进刀或退刀运动控制以及程序处理速度的提高等方面着手。通过数控编程程序优化，满足高速加工要求，提高加工效率与加工精度。