UG软件在数控加工技术网络课程中的应用

霍天枢

摘 要 数控加工技术网络课程应该突出其实践性、操作性、仿真性。对于传统数控课程教学与实际生产脱离的现象，提出将UG软件应用到构建数控加工技术网络课程中，利用UG软件CAM模块仿真数控加工过程，将网络教学与生产加工过程联系起来，直观展示零件加工过程，从而提升教学质量。

关键词 UG软件；数控加工技术网络课程；行为导向；實训

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）22-0043-03

Application of UG Software in Network Course of NC Machi-ning Technology//HUO Tianshu

Abstract The network course of NC machining technology should highlight its practicality， operability and simulation ability. The tra-ditional NC course cannot be combined with practical application primly. This paper presents a method based on the software of UG to

construct the network course of NC machining technology. The machining process can be simulated by CAM module in the UG environment. The results show this NC emulation process in the UG environment can make the online coeducation combined with the actual production and improve the quality of teaching.

Key words UG software； network course of NC machining techno-logy； behavior oriented； practical training

1 引言

网络课程具有实时性强、交互性强，能实现资源共享、自主学习、仿真教学等优点。在数控加工技术网络课程建设中应该重点突出其实践性和操作性，让学生真实直观感受加工零件的全部过程。相对于一些理论性较强的网络课程的建设，在数控实训场地紧缺的情况下，数控加工技术这类网络课程在建设中常常会面对由于现场操作实况素材准备难度较大，导致不能和讲授的工艺步骤紧密结合的问题，使建设的网络课程与教材内容相差不大，不能体现出网络课程的优势。

计算机辅助设计及制造（CAD/CAM）技术恰好弥补了上述实训缺陷。UG是Unigraphics的缩写，是一款由Siemens

PLM Software公司出品的交互式CAD/CAM/CAE系统软件，该软件在机械制造领域具有非常重要的作用。UG CAM模块适用于世界上主流CNC机床和加工中心，其交互界面可按用户需求提供一个基于过程的产品设计环境[1]。利用CAM模块可根据实际任务生成实用且经过优化的刀具路径轨迹，使产品从设计到加工实现数据无缝连接，以减少使用培训时间并优化加工工艺，将后处理生成的程序导入数控机床即可加工各种零件[2]。

在数控加工网络教学中结合UG软件，以多媒体教学形式，通过对数控装置进行仿真操作教学，从绘制待加工零件、演示零件数控加工过程，到后处理生成NC程序，其整个动态的仿真操作使教学过程易教、易学，满足教学需求，使教学效果显著增强，能够达到实训目的。

2 数控加工技术网络课程与UG软件相结合的构建思路

基于UG软件建设数控加工技术网络课程，本课程以行为导向为教育理念，以工作过程为主线，以技能操作为重点仿真过程，从学生学习效果和企业实际生产角度出发，以职业岗位所需要的技能和知识为目标，从而增强学生学习的真实感，促进学生对数控加工技术的掌握。因此，本文对该网络课程的构建提出以下思路。

项目导入教学，激发学生学习兴趣 数控加工技术网络课程必须与社会接轨，如今UG已成为世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准，而CAD/CAE/CAM技术朝着集成化、网络化、标准化、专业化和智能化方向发展，在现代制造业中使用越来越普及[3]。UG三维数控建模教学工具有较大优越性，在网络课程建设中突出建设UG软件的仿真过程，让学生获取最新的技术，才能更好地适应企业的发展。项目来自企业实际生产中精选的案例，以轴类零件、盘类零件、箱体类零件等实际生产中常见产品配合其设计和工艺流程形成完整的加工过程，贯彻行为导向的教育理念，绝大多数的知识内容基于项目的工作过程而展开。项目导入可将生产实践项目引入课程建设之中，通过结合实际生产的方式进行新知识的引入，可以提高学生对课程的重视。

任务驱动教学，提高专业教学水平 在课程建设中要采用任务驱动的方式，从而确定课程内容。根据知识点来设计任务，以单一循环指令、复合循环指令、切槽循环指令、螺纹加工指令等主要知识为课程的重点内容，配合案例进行分析及演示。运用任务驱动教学法，可以遵循固有的知识结构关系进行教学，同时解决传统教学不能够将指令的讲解和实际操作相结合的问题，使学习过程难点内容更加直观呈现，从而提高专业教学水平。

软件与教学紧密结合，弥补实训的不足 从企业生产实际和教学角度出发，课程也相应按专业岗位需求知识、技能构建其课程体系，根据课程内容和学生特点，合理设计教学方法与教学评价，产品设计和编程技巧的讲解应注重理论和实践的紧密结合。采用UG三维数控建模软件的CAM模块模拟操作，学生可以很好地进行三维模型构建，虚拟仿真和真实三维数控加工相一致的环境可以增强学生对数控机床的操作程度，通过网络系统学习可以弥补学生缺少实训的不足。endprint

3 UG软件数控仿真基本过程

本文以加工轴类零件为例，毛坯为Φ40 mm×50 mm的45#钢，对其进行外圆固定循环加工，粗糙度为Ra3.2 μm。

利用UG软件实现数控编程和加工仿真过程主要包括零件三维实体造型、零件加工工艺分析、刀具轨迹生成与加工仿真等几个主要步骤。

建立三维实体造型 UG作为一款具备三维实体设计、曲面造型和工程图设计等功能的软件，在具体加工中根据不同的零件类型合理完成零件造型的绘制，在UG软件中以xOy平面绘制草图，以x轴为回转轴生成的零件图样造型如图1所示。

零件加工工艺分析 合理确定数控加工工艺对零件的加工质量和效率非常重要。工艺处理包括选用加工设备、刀具类型，确定对刀方式和对刀点，确定加工方法等。本文待加工零件为轴类零件，外轮廓较为简单，选择卧式数控车床加工。在机床视图中选择刀具为外圆车刀（如图2所示），在几何视图中建立坐标系，加工方式创建粗加工（如图3所示）。

刀具轨迹生成及加工过程仿真 设定好毛坯，依次选择设定切削参数、加工方式等其他参数（如图4所示），选择生成刀轨操作，并模拟仿真零件加工过程，查看刀具轨迹是否合适。如果不合适，可返回到前面的步骤进行修改或调整。图5为刀具轨迹，图6为加工过程仿真图。

生成NC程序代码 通过UG软件生成数控加工程序，刀轨生成后，系统提示没有错误后进行仿真操作，通过后处理直接导出数控加工的程序。UG后置处理功能将有限元计算产生的大量数据以形象、直观的方式轉变为毛坯各阶段的变形行为[4]。用户可以针对不同的机床和操作系统生成txt格式的程序文档，省去直接编写程序的麻烦，也减少其中带来的错误，为数控加工生产提升效率的同时减小了误差。图7为生成的NC程序代码。

4 UG软件在数控加工技术网络课程中应用的教学优势

构建数控加工技术网络课程，采用项目导入方式，更好地引起学生的兴趣，使学生对课程内容产生关注，根据知识点设计任务，引导学生进一步学习。教学内容主要为程序指令的讲解及加工零件的工艺分析。结合UG软件给学生演示整个过程作为实验环节，向学生重点介绍参考坐标系的确定、毛坯的选择、加工参数设定等相关内容，并生成零件加工刀具路径，进行加工仿真。

基于UG软件的模拟仿真加工过程构建数控加工技术网络课程，通过多媒体视频方式向学生展示，形成便利协作交流平台，UG软件模拟从绘制零件到零件完成的整个加工过程，使学生对零件加工过程有更为深刻的认知。另外，通过对资源进行整合，将仿真过程和视频、声音、字幕等多媒体元素相结合，使课程内容更加丰富，形成完整的知识体系内容，有效地将教学和实验环节联系起来，从而达到更佳的教学效果。

5 结语

将UG软件引入数控加工技术网络课程，解决学生人数众多和数控机床有限的矛盾，丰富理论教学内容的同时激发了学生的学习兴趣，为学生将来走向社会从事数控机床操作和研究奠定十分坚实的基础。

参考文献

[1]黄志荣，俞庆，钱伟忠.UGNX软件在数控加工教学中的应用[J].中国现代教育装备，2011（19）：16-17.

[2]吴正洪，朱建能，卢耀晖，等.基于UG NX的数控车削编程及加工[J].机械制造，2013（8）：54-57.

[3]邱丽梅，晋芳伟.基于UG CAD/CAM的数控教学实践[J].职业教育研究，2012（4）：166-167.

[4]温后珍，王尊策，孟碧霞，等.基于UG的薄壳塑料零件数控加工编程与仿真[J].机床与液压，2013，34（22）：27-29.endprint