基于UG的溝槽車削編程

吳一帆

摘 要：該文以帶有非圓曲線溝槽的零件為例，介紹了如何利用UG CAM車削加工功能，編制切槽加工程序的設置方法。該文從如何快速建立加工模型開始，論述了坐標系、毛坯、部件、刀具及切削類型選擇，最后生成加工刀軌的全部設置過程，重點講述了切槽時刀軌參數設置的要點，并在文中最后論述了UG編程與手工編程各自的優(yōu)缺點，提出了從提高編程效率出發(fā)，在實際工作中各自的適用范圍。

關鍵詞：數控編程 車削建模 UG 編程設置 溝槽加工

中圖分類號：TU71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（a）-0038-02

數控車削是在平面內的加工，一般車削程序用手工編程。隨著技術進步，非圓曲線被設計應用于產品之中，雖可以用宏程序來解決，但宏程序對編程人員技術要求高，程序需調試，效率低。軟件技術發(fā)展迅猛，輔助制造軟件如UG、PorE、CAXA等因其操作便捷，編程方便，已被廣泛應用于生產中。現大多數模具加工企業(yè)用UG軟件編程，但UG教材大都針對加工中心編程進行論述，數控車編程教材很少，筆者結合軸類零件中各類溝槽應用實例來介紹一下UG中數控車的編程方法。

1 典型零件分析

如圖1所示，該零件左端是一V形槽，右端是拋物線與橢圓相切的溝槽，用UG軟件可以很方便地生成刀軌，經過后處理就可生成加工程序。

2 輪廓模型建立

（1）采用草圖繪制輪廓：進入草圖（XY平面為草圖平面），坐標原點在工件右端與軸線相交點上。草圖中無法直接繪拋物線，故繪除拋物線外的其余輪廓。

（2）完成草圖后，利用曲線-拋物線命令生成拋物線。該拋物線工件坐標系方程X=0.14Z2，換成直角坐標方程：Y=7.142 86X2，計算焦距P=1.785 7。在拋物線命令中選擇拋物線頂點，進入拋物線參數界面，依次填入焦距長度：1.785 6；最小DF：-10；旋轉角度：90°。按“確定”生成拋物線。也可在UG表達式中創(chuàng)建拋物線表達式，并利用規(guī)律曲線命令生成拋物線，完成輪廓如圖2所示。

3 刀軌設置

UG編程是經過設定坐標系、工件幾何體、刀具，最后創(chuàng)建操作生成刀軌這樣的過程。進入CAM模塊后首先要求選擇加工類型，選“TURNING”。

3.1 加工區(qū)域的設定

在操作導航器-幾何視圖中：（1）加工坐標系設定（雙擊MCS_SPINDLE）：指定平面ZM-XM，建立加工坐標系，原點不變。（2）部件邊界（雙擊子級項TURNING_WORKPIECE）：選工件外輪廓為部件邊界，選擇曲線先后順序應為加工方向，刀具側為右。（3）毛坯邊界：以左端中心點為毛坯安裝位置點，設長度72，直徑50。

3.2 刀具創(chuàng)建

在操作導航器-機床視圖中建立：外圓刀：OD_55_L，方向角度32，刀尖半徑0.4；切槽刀：刀片寬3；R槽刀（同切槽刀）：刀片寬2.5，R1.25；端面槽刀：刀片寬2.5。

3.3 創(chuàng)建操作

先建立數個程序組，根據加工順序把使不同刀具的操作放入不同程序組中。

3.3.1 外形刀軌設置

用“創(chuàng)建操作”工具進入對話框，選操作子類型“ROUGH_TURNING_OD”；刀具””O(jiān)D_55_L””；幾何體：TURNING_WORKPIEC，“確定”后進入“外徑粗車”對話框。設定切削深度；通過“進給率和速度”工具設定切削速度和進給速度；在“切削參數”工具中可設定粗加工余量。為不讓外圓刀具切入槽，設定“變換模式”為“省略”。然后可生成外形加工刀軌。

3.3.2 V形槽刀軌設置

進入“創(chuàng)建操作對話框”，選操作子類型“GROOVE_OD”；刀具：“切槽刀”。進入“槽加工”對話框，編輯“切削區(qū)域-軸向修剪平面”選V形槽左右兩點為邊界；設定切削策略“交替插削”；步距75%。如要進行精加工，進入“切削參數”對話框：在“余量”框中設定精加工留量；在“輪廓加工”中選上“附加輪廓加工”，可進一步選擇精加工刀軌策略，一般用“僅向下”。生成刀軌如圖3所示。注：槽刀有左右兩個刀尖點，加工時常用左刀尖對刀，但UG中會把左右兩刀尖都作為編程點來生成刀軌，將會使槽加寬一個刀寬，故應在刀具跟蹤點設置中去除右刀尖選擇。

3.3.3 曲線槽刀軌設置

基本設置同上。其中刀具設置“R槽刀”。切深槽時需斷屑，可在“切削參數-切屑控制”對話框中設定每次切深，設置粗加工余量0.05，在此對話框中的公差設置為刀軌擬合形狀公差，減小該值可提高曲線精度。在“附加輪廓加工”，用“全部”，從右向左精加工曲線槽。刀軌如圖4所示。

刀軌生成后，用”后處理”工具，選擇相應的機床配置文件（需根據機床類型定制）即可生成G代碼。

4 結語

切槽刀要計算刀寬，手工編程需進行更多數據計算；非圓曲線手工編程用宏程序，計算量大，且有刀尖半徑誤差，形狀精度差。采用UG編程，刀軌實時生成，無需再在機床上驗證，且無論槽形，編程類似。筆者認為，也不應放棄手工編程，手工編程無需建模，對于簡單形狀而言，編程快、可讀性強、修改方便。如該零件，最高效的編程方式是兩者結合：用G71指令完成外形加工，用UG完成槽的程序（建模只需在相應位置繪制兩個槽形）。

參考文獻

[1] 趙先仲，程俊蘭.數控加工工藝與編程[M].電子工業(yè)出版社，2011.

[2] 關振宇，王輝輝.Siemens NX6機械設計基礎教程[M].人民郵電出版社，2009.

[3] 吳明友.UG NX6.0中文版數控編程[M].化學工業(yè)出版社，2010.