UG/CAM數(shù)控車編程加工的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

吳永鋼 劉 波 楊興隆

（淮海工業(yè)集團(tuán)有限公司，長治 046012）

UG/CAM數(shù)控車編程技術(shù)在使用的過程中將融線框模型、曲面造型、實(shí)體造型融合為一體，屬于數(shù)化和特征化的系統(tǒng)。該系統(tǒng)本身建立的前提是統(tǒng)一并且有相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫，以工程角度進(jìn)行分析，相互之間具有完全關(guān)聯(lián)性，以達(dá)到CAD/CAM/CAE各部分?jǐn)?shù)據(jù)自由切換的目的。以基本特征作為交互操作的基礎(chǔ)單位，利用特征技術(shù)，用戶可以在更高層次上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控加工編程和工程分析，實(shí)現(xiàn)并行工程CAD/CAPP/CAM的集成與聯(lián)動(dòng)。這不僅有利于CAD/CAM系統(tǒng)之間交換信息，而且有利于信息的共享。應(yīng)用好UG/CAM數(shù)控車編程提供的強(qiáng)大數(shù)控加工編程功能，如數(shù)控車削、銑削、線切割等編程模塊，是提高企業(yè)數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用水平的重要途徑。

本質(zhì)上，UG/CAM數(shù)控車編程即是將汽車配件在生產(chǎn)過程中進(jìn)行全面參數(shù)化設(shè)計(jì)，將之前傳統(tǒng)特征造型、曲面或者實(shí)際造型之間的功能進(jìn)行有效融合。該技術(shù)能夠幫助系統(tǒng)以兩軸加工或者五軸聯(lián)動(dòng)工作的方式，對于實(shí)際生產(chǎn)過程中較為復(fù)雜、難以加工的工件表面進(jìn)行處理，對整體參數(shù)化數(shù)控程序進(jìn)行調(diào)控，達(dá)到提升產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。筆者將通過五個(gè)方面對UG/CAM數(shù)控車編程關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜合分析。

1 UG/CAM數(shù)控車編程刀具軌跡生產(chǎn)控制方式

刀具軌跡是保障最終生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，UG/CAM數(shù)控車編程系統(tǒng)本身帶有生產(chǎn)模版。目前，大部分系統(tǒng)都帶有深孔加工的程序，輔助進(jìn)行刀具軌跡的控制，保障刀具軌跡運(yùn)轉(zhuǎn)能夠更加靈活。筆者認(rèn)為，人們可以從以下方面對UG/CAM數(shù)控車編程中刀具軌跡進(jìn)行生產(chǎn)控制。

1.1 ROUGH_TURN_OD/ID粗車內(nèi)外圓

在UG/CAM數(shù)控車編程系統(tǒng)中，粗車內(nèi)外援模版的功能主要分為10種，具體包括：UG/CAM數(shù)控車編程系統(tǒng)單項(xiàng)輪廓曲線走刀；單項(xiàng)徑直方向走刀；來回往返方向走刀；與軸線平行位置的往返走刀；圍繞輪廓邊緣為標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)走刀；徑直來回方式走刀；往復(fù)循環(huán)插入式走刀切削；簡單單項(xiàng)走刀；與軸線相傾斜單項(xiàng)式走刀；圍繞輪廓來回走刀。在實(shí)際使用過程中，人們應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方式，同時(shí)要提供避開夾具/安全余量、分層切削等數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行輔助運(yùn)動(dòng)[3]。

1.2 FINISH_TURN_OD/I精車內(nèi)外圓

在精車內(nèi)外圓環(huán)節(jié)的粗加工中，最為主要的指標(biāo)是對余量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效控制。其間，人們主要利用UG/CAM數(shù)控車編程系統(tǒng)中自帶的模版功能，保障每個(gè)零件所生產(chǎn)的成品能夠有效滿足生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。一般而言，在自帶的系統(tǒng)中，精車內(nèi)外圓在模版中主要包括只按照端面位置進(jìn)行走刀、車外圓、先端面再外圓、先外圓在再端面、制定角度走刀等走刀方式。

1.3 PARTOFF車槽加工

在車槽加工過程中，清潔程序至關(guān)重要，因?yàn)榧庸ぶ袝?huì)產(chǎn)生大量切屑，切屑本身會(huì)對車槽質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。如果處理不恰當(dāng)，容易導(dǎo)致車槽出現(xiàn)斷裂問題。在UG/CAM數(shù)控車編程控制下，一般采用徑直走刀的方式，使用本身所攜帶的多種切削方式進(jìn)行清潔處理。

1.4 CENTERLINE_SPOTFRILL鉆孔加工

在UG/CAM數(shù)控車編程系統(tǒng)中，鉆孔加工主要有鉆孔、鉸孔、擴(kuò)孔以及攻螺紋等程序。該環(huán)節(jié)處理的關(guān)鍵仍為切屑排除。通常，在UG/CAM數(shù)控車編程中，排屑有兩種方式，一是周期性質(zhì)的提刀形式排屑，二是退刀排屑。

2 刀軌修改

在UG/CAM數(shù)控車編程中，人們能夠以圖形運(yùn)動(dòng)的方式對刀具在加工過程中的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，如果出現(xiàn)問題能夠及時(shí)進(jìn)行修改。

3 切削參數(shù)庫設(shè)計(jì)

在生產(chǎn)的過程中，靈活地使用切削參數(shù)庫當(dāng)中所蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)，能夠明確系統(tǒng)加工期間各種數(shù)據(jù)運(yùn)作的具體標(biāo)準(zhǔn)，以保障整體生產(chǎn)過程中，UG/CAM數(shù)控車編程粗加工程序、細(xì)加工程序以及精加工程序都能夠按照既定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行良好的參數(shù)化進(jìn)程控制，從而降低對操作者專業(yè)技能的需求，同時(shí)提升生產(chǎn)質(zhì)量。一般而言，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，不同企業(yè)對參數(shù)有不同的需求。針對參數(shù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，能夠保障實(shí)際生產(chǎn)過程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合企業(yè)本身需求，使得實(shí)際操作更加簡便。

4 加工仿真

在UG/CAM數(shù)控車編程技術(shù)中，加工仿真主要利用切削仿真模塊數(shù)據(jù)軟件中的第三方模塊。該模塊在實(shí)際工作中主要采用人機(jī)相互交流的方式進(jìn)行模擬，相對其他檢驗(yàn)方式而言，加工仿真更加簡單操作，成本較低。

5 后置處理程序開發(fā)

后置處理程序是保障UG/CAM數(shù)控車編程參數(shù)化的關(guān)鍵，該環(huán)節(jié)的主要作用就是通過系統(tǒng)中的CAM程序?qū)⒌毒哕壽E轉(zhuǎn)化為適合數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制的NC程序，之后通過對刀位文件的控制讀取，人們就能夠根據(jù)機(jī)床本身的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和控制指令格式進(jìn)行相關(guān)操作。

6 結(jié)論

本文全面論述了UG/CAM數(shù)控車編程中的車削加工程序、刀具生成軌跡控制、切削參數(shù)庫設(shè)計(jì)、加工仿真和后置程序開發(fā)等，希望能夠起到拋磚引玉的作用，為相關(guān)研究提供參考依據(jù)。