数控加工中UG软件的运用

UG软件之所以能够在数控加工中得到了广泛应用，则是因为UG软件能为机械零件产品从图形设计、建立模型、结构分析、加工过程的运动仿真到加工程序生成等提供整套的解决方案，所以其在数控加工中具有一定的优势，对于机械加工制造行业的发展也有着重要的意义。

1UG软件包含模块的功能

1.1CAD模块

（1）可以为机械零件产品提供形状实际，可以生成和编辑零件的曲线。总的来说，就是建立机械零件产品的模型。（2）CAD模块中有多种加工工具，甚至还能让用户从UG软件的三维实体模型中得到模型的二维的工程图。（3）CAD模块具有钣金零件建模功能，在生成复杂的钣金零件的同时，还可以对其进行参数编辑。（4）CAD模块在模拟实际机械装配的过程中，可以利用自上而下或者自下而上的两种装配方式，将零散的零件图形装配成一个完整的机械图形。（5）CAD模块不但为设计者提供了一个能够与UG软件的三维建模完全吻合的模具设计环境，而且还激发了用户对模具的设计产生兴趣。1.2CAM模块CAD模块具有粗加工的单个以及多个型腔的功能，模型能够通过加工设计精度低、有曲面间隙和形状重叠的容腔铣削。CAM模块在数控加工的过程中，为所有基于UG软件下的加工模块提供了最基础的框架。用户在对模型进行后处理程序的时候，可以建立自己的加工后置处理程序。另外，CAD模块可以对零件进行2轴和4轴的线切割加工，以及多种线切割方式。

1.3CAE模块

CAE模块可以进行标准模态与稳态热传递的分析，能够对零件装配的前后进行处理，由于CAE模块主要用于对模具的仿真以及多其性能做出评估，帮助模具设计人员确定模具设计的是否合理，如果不合理则能够检查出不合适的部位，所以，CAE模块可以对任何模型进行运动学和动力学的分析，以及其运动仿真。其次，CAE模块对刀具的选择也是有规定的，因为刀具的选择直接影响着模具零件的加工质量、效率及成本，所以刀具的正确选择显得极为重要。如图1所示，在模具型数控铣削加工中，常用的刀具有平段立铣刀、圆角立铣刀、球头刀及锥度铣刀四种。另外，在模具型腔加工时，刀具要遵循以下几点原则：（1）要根据被加工型面形状来选择刀具的类型。对于凹形表面在半精加工好精加工时，之所以选择球头刀，是为了使表面质量看起来更好。在进行粗加工时之所以选择平段立铣刀或圆角立铣刀，则是因为球头刀切削的条件较差。对于凸形表面，在进行粗加工时多选择平端立铣刀或圆角立铣刀，而对凸形表面进行精加工时选择圆角立铣刀，则是因为圆角立铣刀的几何条件比平端立铣刀好。对带脱模斜度的侧面，一般选用锥度铣刀，虽然平端立铣刀也可以加工斜面，如果真的选用平端立铣刀，不但会使加工路径变长而影响大加工的效率，而且还会加工刀具的磨损，从而影响加工的精度。（2）要根据从大到小的原则选择刀具。由于模具型腔包含多个类型的曲面，所以在完成整个零件的加工时，不能只选择使用一把刀具。另外，不管是粗加工还是精加工，都要尽可能选择直径大的刀具。因为刀具直径越小，其加工的路径就越长，不但会降低加工的效率，而且刀具的磨损也会给加工质量带来影响。（3）在进行粗加工时要尽可能的选择圆角立铣刀。因为圆角立铣刀一方面可以在刀刃与工件接触的范围内给出连续的切削力变化，在保证质量的同时也延长了刀具的使用寿命。另一方面，选择圆角立铣刀进行粗加工是因为汽其比球头刀具有更好的切削条件，而与平段立铣刀相比，则是其可以留下均匀的精加工余量，如图2所示，这个条件非常有利于后续加工。

2UG软件在数控加工中的应用及数控加工程序流程

2.1UG软件在数控加工中的应用

为虚拟化的加工制造建立环境。用户可以在UG软件下根据实际加工制造的情况，建立虚拟化的加工制造环境。在此虚拟化的加工制造环境下，用户可以选择数控机床的模型，以及可以定义刀具、工件毛坯模型。在这个过程当中，为了确保所建立的虚拟化的制造环境与实际加工制造环境一致，用户还可以对数控机床、刀具、工件毛坯等模型的尺寸进行修改，以及调整它们的位置。虚拟化加工制造环境的整个建立过程之所以是在可视化的状态下进行的，则是因为只有这样才可以确保虚拟制造环境与实际加工环境的一致性。

2.2UG软件数控加工程序的流程

在UG软件中进入具有建模功能的模块，利用仿真功能对零件模拟做出仿真图，从而进行零件产品设计。只有进入加工模块后，才可以设置模型的路径及刀具，然后在利用UG软件的零件加工模块对设置好的好的零件工艺参数、设备是否正确运行及加工前对加工操作的过程进行检验。在数控模拟加工的过程中，模拟的零件是否符合设计的要求。当模拟的零件达到预期效果后，则利用UG软件的后处理程序对其生成数控代码，从数控代码中得出刀位的轨迹文件。由于数控机床的控制系统只能识别G代码和M代码数控指令，其次，数控系统是由不同数控设备组成的，多以既有不同的加工程序格式，所以为了数控机床的正确驱动，必须要将刀位的轨迹文件转换成能够识别的后处理程序，从而再进行后处理而生成的数控代码。

3总结

总而言之，UG软件在机械加工制造行业和数控机床加工发挥着重要的作用。其不但提高了零件从设计到制造的衔接性以及零件的加工质量和效率，而且还能够方便的建立零件的几何模型，缩短了零件产品的工艺准备时间以及节省了编程时间。

作者:陆轶凡 单位:南京航空航天大学工程训练中心

参考文献:

[1]姚伟德.UG软件在数控加工中的分析研究[J].现代制造技术与装备,2016(02):143-144.

[2]李珑.数控加工中UG软件在的应用分析[J].现代制造技术与装备,2016(05):240.

[3]章群山,谌立贵,王立坚,苟大维.UG软件在数控加工中的加工[J].机械,2012(06):62-64.