UG/CAM数控铣编程加工的关键技术及应用

孟波

摘要：在统一且富有关联性的数据库基础上，Unigraphics能够提供工程上的完全关联性，且能够与CAD/CAPP/CAM实现集成与联动，信息共享可由此获得有力支持，这些也使得软件在国内外有着较为广泛应用。基于此，本文简单介绍了UG/CAM数控铣编程加工的关键技术，并深入探讨了UG/CAM数控铣编程加工的具体应用，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词：UG/CAM；数控铣编程；后处理；仿真软件

前言

UG/CAM数控铣编程本质上属于全面参数化的配件生产设计，而为了更好保证UG/CAM数控铣编程质量，UG/CAM数控铣编程与仿真软件应用的结合必须得到重视，零件的自动编程与数控机床的仿真加工可由此形成有机整体，UG/CAM数控铣编程存在的不足也能够得到较好弥补，而为了尽可能实现二者的有效融合并保证UG/CAM数控铣编程加工质量，正是本文研究的主要目的所在。

1.UG/CAM数控铣编程加工的关键技术

1.1数控加工工艺

在工件的数控加工编程中，工艺设计属于其中重要的前期工艺准备工作，结合零件的形状和尺寸特点，工艺设计需严格遵循粗精加工分开的原则，并结合UG/CAM提供的刀具路径类型，合理制定数控加工工艺方案。在UG/CAM数控铣编程加工中，UG/CAM提供了加工程序、刀具、刀具轨迹、加工对象、切削参数等模板，这类模板的合理应用直接关系着数控铣编程加工质量，因此模板的应用必须得到重视[1]。

1.2工步划分设计

以尺寸为110mm×70mm×30mm的零件为例，结合刀具路径类型，即可快速生成零件数控加工工艺卡，零件采用45#钢作为材料，加工时间为68min，采用FAUNC数控系统，具体工步划分如下：（1）开粗加工。采用D16R0.8圆鼻刀作为刀具，加工方式选择等高粗加工，吃刀深度为0.35mm，加工时间为30min，路径间距、主轴转数、进给速度、余量分别为12mm、1800r/min、2000mm/min、0.2mm。（2）半精加工。采用D16R0.8圆鼻刀作为刀具，加工方式选择2D外形加工，加工实际5min，主轴转数、进给速度、余量分别为2300r/min、1500mm/min、0.05mm（底）。（3）精加工。刀具选择D6R3球刀，采用等高外形精加工方式，吃刀深度为0.18mm，加工时间18min，主轴转数、进给速度、余量分别为4000r/min、1200mm/min、0mm。（4）平行铣精加工。采用D6R3球刀为刀具，采用平行铣精加工方式，路径间距为0.2mm，加工时间为10min，主轴转数、进给速度、余量分别为4000r/min、1000mm/min、0mm。（5）精加工。该环节加工采用D12平底刀，加工方式选择D12平底刀，加工时间为3min，主轴转数、进给速度、余量分别为4000r/min、700mm/min、0mm。

1.3具体编程流程

结合工步划分设计，即可按照一定流程进行编程，具体流程如下：（1）流程一。创建加工毛坯，需应用Extrude、Block等命令。（2）流程二。分中，为在工件顶面的正中处设置UG的工作坐标，需应用UG的坐标变换功能。（3）流程三。进入UG加工环境。（4）流程四。在具体的UG/CAM数控铣编程中，加工几何节点的设定尤为关键，加工几何节点的设定需首先基于欲设置加工坐标系移入工作坐标，并双击MCS-MILL节点，该节点位于加工几何节点下，由此通过构造加工坐标系功能，UG即可保证UG工作坐标系与加工坐标系一致。（5）步骤5。设定刀具节点，具体设定需结合球刀、钻头、平底刀、圆鼻刀等常用刀具。

2.UG/CAM数控铣编程加工的具体应用

2.1简要操作过程

仍以上文提及的零件为例，其UG/CAM数控铣编程加工的简要操作流程为：（1）工步1。该环节属于Cavity-milling型腔铣，除上文设定的参数外，内公差、外公差分别取0.03与0.1，采用Follow Part刀具图案，以Depth Firsrt的切削顺序。采用0.5mm高度的垂直进刀，并沿外形斜向下刀。（2）工步2。不更换刀具，开展二维半精加工以满足零件2个平台处理需要，壁余量、底余量分别为0.1mm、0.05mm。（3）工步3。开展工件的等高外形精加工，采用D6R3合金球刀，具体编程需选取加工边界范围，并采用Direct on Part的刀具传递方式，由此即可得出等高外形精加工刀轨。（4）工4。仍使用D6R3合金球刀进行加工，平行铣精加工主要围绕凹槽底面和四周倒圆角面展開，加工角度取45°，由此即可生成刀轨。（5）工步5。采用d12合金平底铣刀进行加工，二维精加工主要围绕零件的2个凸台展开，具体编程过程可首先复制“工步2”的2条刀具轨迹，并由由此开展针对性修改加工参数，加工过程中的壁及底的余量均为0，由此即可最终得出模拟加工效果，以及按刀具管理排序的操作导航器下程序。

2.2刀轨后处理

结合上述设计，即可对程序进行处理，在具体程序中选择一把刀具进行处理，输入相关数据，即可得到机床加工代码，这一过程需输入机床加工代码的放置目录，并选.nc为扩展名。

2.3加工模拟

为保证UG/CAM数控铣编程质量，需引入数控加工仿真，通过计算机上的仿真软件，即可实现对加工环境、材料切除过程、刀具路径的仿真，这种程序检验方法可达成与零件试切同样的目的。

以应用广州超软数控加工仿真软件（CZK）的仿真为例，仿真软件具备CNC代码验证仿真、数控机床操作仿真等功能，在具体的仿真过程中，数控系统的操作过程如下：（1）开机回零。按数控机床的开机启动按钮，再按机床的回零操作，以此通过仿真操作面板依次完成Z轴、XY轴的回零，并保证3轴能够沿正方向移动，移动位置需结合仿真需求确定。（2）毛坯及分中棒安装。在完成毛坯的安装后，需输入“M03S550；”，在MDI模式下点击自动运行按钮，即可通过操作面板实现主轴带动分中棒旋转。（3）用分中棒对刀。为确定工件水平面内的中心，需应用分中棒四面分中确定中心，而当仿真软件显示分中棒位于工件顶面以上正中位置时，需输入X0.测量、Y0.测量，通过向G54的输入，即可保证XY轴分好中，而通过按RESET，即可实现主轴停止，此时分中棒需卸下需要的刀具，并以此对Z轴，刀具的大小类型需在装刀时设置好。值得注意的是，G54为刀轨经后处理后的默认加工坐标系，在具体的仿真软件应用中，必须保证NC程序指令代码与仿真软件加工环境选择的工件坐标系一致。在具体的仿真过程中，还需要充分考虑刀具的长度和半径补偿，补偿号也需要得到明确。（4）导入程序。进行模拟仿真加工，获得加工效果图。（5）测量评估。

结论

综上所述，UG/CAM数控铣编程加工需关注多方面因素影响，在此基础上，本文涉及的数控加工工艺、工步划分设计、具体编程流程、简要操作过程、刀轨后处理、加工模拟等内容，则提供了可行性较高的UG/CAM数控铣编程加工路径，而为了进一步提升编程质量，参数库的针对性设计、仿真广泛应用必须得到重视。

参考文献

[1]张立昌.基于UG-CAM模块铝合金吸塑模具数控编程与制造[J].模具技术，2018（03）：54-57.

[2]吴永钢，刘波，杨兴隆.UG/CAM数控车编程加工的关键技术及应用[J].现代制造技术与装备，2018（04）：158+162.

（作者单位：天津轻工职业技术学院）