UG編程基礎(chǔ)ug編程后處理晨航數(shù)控技術(shù)中心

[UG編程基礎(chǔ)]ug編程后處理晨航數(shù)控技術(shù)中心本章主要介紹UG編程的基本操作及相關(guān)加工工藝知識(shí)，讀者學(xué)習(xí)完本章后將會(huì)對(duì)UG編程知識(shí)有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)，懂得如何設(shè)置編程界面及編程的加工參數(shù)。另外，為了使讀者在學(xué)習(xí)UG編程前具備一定的加工工藝基礎(chǔ)，本章還介紹了數(shù)控加工工藝的常用知識(shí)。UGUGCAM是整個(gè)UG軸～5）UGCAM適合高速加工。另外，在加工過程中的模型、加工工藝和刀具管理，均與主模型相關(guān)聯(lián)，主模型更改設(shè)計(jì)后，編程只需重新計(jì)算即可，所以UG程的效率非常高。UGCAM55程向?qū)У男问捷斎氲毒?、夾具、編程原點(diǎn)、毛坯和零件等工藝參數(shù)。包括銑削（2.5～5）、車削、線切割等加工方法。本書主要講解2.53刀具軌跡編輯模塊。刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運(yùn)動(dòng)軌和文本的信息編輯刀軌。率的測試NC后處理模塊。包括一個(gè)通用的后置處理器便地建立用戶定制的后置處理。通過使用加工數(shù)據(jù)文件生成器制器和機(jī)床規(guī)格與類型、插補(bǔ)方式、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)等。加工工藝知識(shí)在進(jìn)行數(shù)控編程前，讀者必須具備一定的加工工藝知識(shí)，例如，數(shù)控機(jī)床的分類、各種數(shù)控機(jī)床的加工能力和切削原理、切削刀具的規(guī)格和材料、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、吃刀量）選擇原則、工件材料的切削性能、切削過程中的冷卻和公差配合等。只有具備了這些知識(shí)，才能編制出合理、高效的數(shù)控加工程序。數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)是一個(gè)國家制造業(yè)發(fā)達(dá)的標(biāo)志，利用數(shù)控加工技術(shù)可以加工很多普通機(jī)床不能加工的復(fù)雜曲面零件和模具，并且加工的穩(wěn)定性和精度都會(huì)得到很大的保證。總體上說，數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。且加工過程是由計(jì)算機(jī)控制的，所以零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。加工精度高。同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝提高。適應(yīng)能力強(qiáng)。數(shù)控機(jī)床在程序的控制下運(yùn)行，通過改變程序即應(yīng)能力也強(qiáng)。加工環(huán)境好。數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制、弱電控制好。數(shù)控機(jī)床介紹數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工前，首先必須將工件的幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)等加工信息按規(guī)定的代碼和格式編制成數(shù)控加工程序，并用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒓庸こ绦蜉斎霐?shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸入的加工程序進(jìn)行處理，輸出各種信號(hào)和指令，控制機(jī)床各部分按規(guī)定有序地動(dòng)作。最基本的信號(hào)和指令包括各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量，各狀態(tài)控制的I/O信號(hào)等，其工作原理如圖1-1所示。1-1模具加工中，常用的數(shù)控設(shè)備有數(shù)控銑床、加工中心（具備自動(dòng)換刀功能的數(shù)控銑）、火花機(jī)和線切割機(jī)等，如圖1-2所示。數(shù)控銑床加工中心火花機(jī)線切割機(jī)1-2數(shù)控銑床由數(shù)控程序、輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測裝置、輔助控制裝置和機(jī)床本體組成。數(shù)控程序數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件的工作指令，目前常用的稱作“G代碼”。數(shù)控程序是在對(duì)加工零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的規(guī)則編制的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡信息。編制程序的工作可由人工進(jìn)行。對(duì)于形狀復(fù)雜的零件的程序，則需要用CAD/CAM進(jìn)行編制。輸入輸出裝置零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式，一種是邊讀入邊加工（DNC）；另一種是一次將零件加工程序全部讀入數(shù)控裝置內(nèi)部的存儲(chǔ)器，加工時(shí)再從內(nèi)部存儲(chǔ)器中逐段調(diào)出進(jìn)行加工。數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心部分。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中讀取或接收輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控程序，經(jīng)過數(shù)控裝置進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作。驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測裝置驅(qū)動(dòng)裝置接收來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，發(fā)送給伺服電機(jī)，伺服電機(jī)按照指令信息驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件，按一定的速度移動(dòng)一定的距離。位置檢測裝置檢測數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位移量，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋至機(jī)床的數(shù)控裝置，數(shù)控裝置比較反饋回來的實(shí)際位移量值與設(shè)定值，如果出現(xiàn)誤差，則控制驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行補(bǔ)償。輔助控制裝置經(jīng)過邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)動(dòng)作。這些控制主要包括主軸起停、換刀、冷卻液和潤滑裝置的啟動(dòng)停止、工件和機(jī)床部件的松開與夾緊等。機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。數(shù)控銑床的主要功能和加工范圍點(diǎn)定位一般會(huì)將典型的加工方式編制為固定的程序——稱為固定循環(huán)，方便常用孔加工方法的使用。連續(xù)輪廓控制常見的數(shù)控系統(tǒng)均提供直線和圓弧插補(bǔ)，高檔的數(shù)控系統(tǒng)還提供螺旋插補(bǔ)和樣條插補(bǔ)，這樣就可以使刀具沿著連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)，加工出需要的形狀。連續(xù)輪廓控制為機(jī)床提供了輪廓、箱體和曲面腔體等零件的加工。1-331-4或者線切割機(jī)加工。很多數(shù)控編程初學(xué)者認(rèn)為無須了解火花機(jī)或線切割機(jī)，這種想法是非常錯(cuò)誤的。因?yàn)橹挥蟹浅Ｇ宄亓私饬穗娀鸹C(jī)和線切割機(jī)的加工工藝知識(shí)，才能編寫出合理刀路，提高生產(chǎn)效率和減少錯(cuò)誤。刀具補(bǔ)償利用刀具補(bǔ)償功能，可以簡化數(shù)控程序編制和提供誤差補(bǔ)償?shù)取?．?dāng)?shù)控銑床編程要點(diǎn)設(shè)置編程坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系的位置以方便對(duì)刀為原則，毛坯上的任何位置均可。設(shè)置安全高度安全高度一定要高過裝夾待加工工件的夾具高度，但也不應(yīng)太高，以免浪費(fèi)時(shí)間。刀具的選擇在型腔尺寸允許的情況下盡可能選擇直徑較大及長度較短的刀具；優(yōu)盡量少用白鋼刀具（因?yàn)榘卒摰毒吣p快，換刀的時(shí)間浪費(fèi)嚴(yán)重，得不償失）；對(duì)于很小的刀具才能加工到的區(qū)域應(yīng)該考慮使用電火花機(jī)或者線切割機(jī)加工。加工模型的準(zhǔn)備設(shè)置合適的編程坐標(biāo)系，創(chuàng)建毛坯，修補(bǔ)切削不到的區(qū)域（例如，很小的孔和腔、沒有圓角的異型孔等）。1．刀具的介紹數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要連接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，鑲嵌式刀具采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到了廣泛的應(yīng)用，在使用數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控30%～4080%～90%。數(shù)控銑刀從形狀上主要分為平底刀（端銑刀）、圓鼻刀和球刀，如圖1-5所示，從刀具使用性能上分為白鋼刀、飛刀和合金刀。在工廠實(shí)際加工中，最常用的刀具有D63R6，D50R5，D35R5，D32R5，D30R5，D25R5，D20R0.8，D17R0.8，D13R0.8，D12，D10，D8，D6，D4，R5，R3，R2.5，R2，R1.5，R1和R0.5等。1-5①白鋼刀（即高速鋼刀具）白鋼刀價(jià)格便宜，但切削壽命短、吃刀量小、進(jìn)給速度低、加工效率低，在數(shù)控加工中較少使用。②飛刀（即鑲嵌式刀具）切削速度高，在數(shù)控加工中應(yīng)用非常廣泛，用于模胚的開粗、平面和曲面粗精加工效果均很好。③合金刀（通常指的是整體式硬質(zhì)合金刀具）精度高、切削速度高，但價(jià)格昂貴，一般用于精加工。數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有以下不同的要求。剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小?；Q性好，便于快速換刀。壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠。刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間。刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦?．刀具的使用在數(shù)控加工中，刀具的選擇直接關(guān)系到加工精度的高低、加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣和加工效率的高低。選擇合適的刀具并設(shè)置合理的切削參數(shù)，將使數(shù)控加工以最低的成本和最短的時(shí)間達(dá)到最佳的加工質(zhì)量?？傊毒哌x擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。80×80，則應(yīng)該選擇D25R5或D16R0.8100×100，則應(yīng)該選擇D30R5D32R5或D35R5300×300，那應(yīng)該選擇直徑大于D35R5D50R5或D63R6D50R5在實(shí)際加工中，常選擇立銑刀加工平面零件輪廓的周邊、凸臺(tái)、凹槽等；選擇鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀加工毛坯的表面、側(cè)面及型腔開粗；選擇球頭銑刀、圓鼻刀、錐形銑刀和盤形銑刀加工一些立體型面和變斜角輪廓外形。刀具切削參數(shù)的設(shè)置合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)效率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。具體要考慮以下5個(gè)因素。切削深度ap（mm）。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap精加工余量可略小于普通機(jī)床。L（mm）。Ld經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。切削速度v（m/min）。提高v但vv度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材30CrNi2MoVAv8m/min200m/min主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度vmm）。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）速在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)給速度f（mm/min）。ff隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。1-1①刀具直徑越大，轉(zhuǎn)速越慢；同一類型的刀具，刀桿越長，吃刀量就要減小，否則容易彈刀而產(chǎn)生過切。②白鋼刀轉(zhuǎn)速不可過快，進(jìn)給速度不可過大。1-2①以上的飛刀參數(shù)只能作為參考，因?yàn)椴煌娘w刀材料其參數(shù)值也不相同，不同的刀具廠生產(chǎn)的飛刀其長度也略有不同。另外，刀具的參數(shù)值也因數(shù)控銑床或加工中心的性能和加工材料的不同而不同，所以刀具的參數(shù)一定要根據(jù)工廠的實(shí)際情況來設(shè)定。②飛刀的剛性好，吃刀量大，最適合模胚的開粗。另外，飛刀精加工陡峭面的質(zhì)量也非常好。1-61-61-3①合金刀剛性好，不易產(chǎn)生彈刀，用于精加工模具的效果最好。②合金刀和白鋼刀一樣有側(cè)刃，精銑銅公直壁時(shí)往往使用其側(cè)刃。編程的工藝流程編程時(shí)，應(yīng)該遵守編程的工藝流程，否則極容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。首先需要分析圖紙、編寫工藝卡等，接著需要編寫模具的加工程序，然后將程序輸入到數(shù)控機(jī)床，最后進(jìn)行程序檢驗(yàn)和切試。分析圖紙編寫程序編程人員應(yīng)根據(jù)工藝分析的結(jié)果和編程軟件的特點(diǎn)，選擇合理的加工方法及切削參數(shù)，編寫高效的程序。例如，本書使用UG軟件進(jìn)行編程，則需要熟悉UG的各種編程方法及各項(xiàng)參數(shù)的意義。輸入程序RS232接口及網(wǎng)絡(luò)等。目前常用的方法有：通過鍵盤輸入程序；通過計(jì)算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的通訊接口將加工程序傳送到數(shù)控機(jī)床的程序存儲(chǔ)器中（現(xiàn)在一些新型數(shù)控機(jī)床已經(jīng)配置大容量存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)加工程序，作為數(shù)控機(jī)床程序存儲(chǔ)器使用，因此數(shù)控程序可以事先存入存儲(chǔ)卡中）；還可以一邊由計(jì)算機(jī)給機(jī)床傳輸程序，一邊加工（這種方式一般稱作DNC，程序并不保存在機(jī)床存儲(chǔ)器中）。檢驗(yàn)程序和進(jìn)行試切數(shù)控程序必須經(jīng)過檢驗(yàn)和試切才能正式加工。一般可以利用數(shù)控軟件的仿真模塊，首先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬加工，以判斷是否存在撞刀、少切檢查刀具軌跡的正確性，對(duì)無此功能的數(shù)控機(jī)床可進(jìn)行空運(yùn)行檢驗(yàn)。但這種方法只能檢驗(yàn)出刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確，不能查出刀具及對(duì)刀誤差。因?yàn)闀?huì)存在由于刀具調(diào)整不當(dāng)或某些計(jì)算誤差引起的加工誤差，所以有必要進(jìn)行首件試切的這一重要步驟。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差不符合圖紙要求時(shí)，應(yīng)分析誤差產(chǎn)生的原因，以便修改加工程序或采取刀具尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?，直到加工出合乎圖紙要求的模具為止。編程界面及加工環(huán)境簡介讀者剛學(xué)習(xí)編程時(shí)，需要熟悉編程界面和加工環(huán)境，應(yīng)該知道如何進(jìn)入編程界面和了解編程中需要設(shè)置哪些參數(shù)等。加工環(huán)境簡介當(dāng)?shù)谝淮芜M(jìn)入編程界面時(shí)，會(huì)彈出〖加工環(huán)境〗對(duì)話框，如圖1-7所示。在〖加工環(huán)境〗對(duì)話框中選擇加工方式，然后單擊1-7〖加工環(huán)境〗對(duì)話框q平面加工：主要加工模具或零件中的平面區(qū)域。q輪廓加工：根據(jù)模具或零件的形狀進(jìn)行加工，包括型腔銑加工、等高輪廓銑加工和固定軸區(qū)域輪廓銑加工等。q點(diǎn)位加工：在模具中鉆孔，使用的刀具為鉆頭。qq加工。編程界面簡介首先打開要進(jìn)行編程的模型，然后在菜單條中選擇〖開始〗/〖加工〗命令或按Ctrl+Alt+M組合鍵即可進(jìn)入編程界面，如圖1-8所示。q〖菜單條〗工具條：包含了文件的管理、編輯、插入和分析等命令。q〖標(biāo)準(zhǔn)〗工具條：包含了打開所有模塊、新建文件或打開文件、保存文件和撤銷等操作。q〖視圖〗工具條：包含了產(chǎn)品的顯示效果和視角等命令。q〖加工創(chuàng)建〗工具條：包含了創(chuàng)建程序、創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體和創(chuàng)建操作4種命令。q〖加工操作〗工具條：包含了生成刀軌、列出刀軌、校驗(yàn)刀軌和機(jī)床仿真4種命令。q〖程序順序視圖〗工具條：包含了程序順序視圖、機(jī)床視圖、幾何視圖和加工方法視圖。1-8加工操作導(dǎo)航器介紹在編程主界面左側(cè)單擊〖操作導(dǎo)航器〗按鈕1-91-101-91-10編程前的參數(shù)設(shè)置UG加工公差等一些公共參數(shù)。希望UG創(chuàng)建刀具打開需要編程的模型并進(jìn)入編程界面后，第一步要做的工作就是分析模型，確定加工方法和加工刀具。在〖加工創(chuàng)建〗工具條中單擊〖創(chuàng)建刀具〗按鈕1-11輸入刀具的名稱，接著單擊確定1-121-111-1230，5D30R512其名稱定義為D125R5。②輸入刀具名稱時(shí)，只需要輸入小寫字母即可，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將字母轉(zhuǎn)為大寫狀態(tài)。③設(shè)置刀具參數(shù)時(shí)，只需要設(shè)置刀具的直徑和底圓角半徑即可，其他參數(shù)按默認(rèn)即可。加工時(shí)，編程人員還需要編寫加工工藝說明卡，注明刀具的類型和實(shí)際長度。創(chuàng)建幾何體幾何體包括機(jī)床坐標(biāo)、部件和毛坯，其中機(jī)床坐標(biāo)屬于父級(jí)，部件和毛坯屬于子級(jí)。在〖加工創(chuàng)建〗工具條中單擊〖創(chuàng)建幾何體〗按鈕1-13對(duì)話框中選擇幾何體和輸入名稱，然后單擊按鈕，即可創(chuàng)建幾何體。上述創(chuàng)建幾何體的方法很容易使初學(xué)者混淆機(jī)床坐標(biāo)與毛坯的父子關(guān)1-13〖創(chuàng)建幾何體〗對(duì)話框下面介紹一種最常用的且容易讓編程初學(xué)者掌握的創(chuàng)建幾何體的方法。1．創(chuàng)建機(jī)床坐標(biāo)首先，在編程界面的左側(cè)單擊〖操作導(dǎo)航器〗按鈕，使操作導(dǎo)航器顯示在界面中。1-141-14在操作導(dǎo)航器中雙擊1-151-16CSYSCSYS1-17坐標(biāo)或重新創(chuàng)建坐標(biāo)；最后單擊按鈕兩次。1-151-161-17機(jī)床坐標(biāo)一般在工件頂面的中心位置，所以創(chuàng)建機(jī)床坐標(biāo)時(shí)，最好先設(shè)置好當(dāng)前坐標(biāo)，然后在〖CSYS〗對(duì)話框中設(shè)置“參考”為WCS。2．指定部件雙擊MillGeom1-18MillGeom對(duì)話框中單擊〖指定部件〗按鈕，彈出〖部件幾