董燁

摘要：隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，對高速加工技術提出更高的要求。而高速加工技術實際應用中，又需考慮其數(shù)控編程問題，其是確保生產(chǎn)效率與加工精度的關鍵。本次研究將對CAM系統(tǒng)在高速加工數(shù)控編程中的應用要求以及高速加工數(shù)控編程中UG的具體應用進行探析。

關鍵詞：高速加工：數(shù)控編程：UG：應用

前言：作為當前制造領域中常用的技術之一，高速加工以其生產(chǎn)效率高、表面質(zhì)量高、加工精度高等優(yōu)勢被廣泛投入于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，即使對于大多傳統(tǒng)加工工藝難以處理的特殊材料，在高速加工工藝應用下也可取得較好的加工效果。但值得注意的是，高速加工中除考慮刀具路徑的使用外，對數(shù)控編程要求較高，確保高速銑削數(shù)控程序為最優(yōu)，而該要求的實現(xiàn)便需考慮到將UG引入其中。

因此，本文對高速加工數(shù)控編程中UG的應用研究，具有十分重要的意義。

1基于UGNX的CAM系統(tǒng)在高速加工數(shù)控編程中的應用要求

高速加工環(huán)節(jié)中，為適應主軸轉(zhuǎn)速、進給速度，應保證數(shù)控程序達到一定要求，而數(shù)控程序操作主要借助CAM系統(tǒng)實現(xiàn)。因此，CAM系統(tǒng)投入使用后，需滿足：①編程速度快，對于程序的編輯調(diào)整較為容易；②對高速加工中的進給速度可優(yōu)化；③可自行檢查刀柄干涉情況，避免有過切問題發(fā)生；④對于特殊加工要求，可提供相應的加工策略。這些要求得以滿足的基礎上，才可使數(shù)控編程程序適應高速加工要求。

2高速加工數(shù)控編程中UG的具體應用分析

數(shù)控編程是高速加工過程中需考慮的主要環(huán)節(jié)，為保證數(shù)控編程的合理，可考慮將UG引入其中，從加工刀軌質(zhì)量控制、刀具過載問題控制、進刀或退刀運動控制以及程序處理速度的提高等方面著手，為高速加工提供保障。

2.1加工刀軌質(zhì)量控制

從高速加工操作實際情況看，由于刀具運轉(zhuǎn)保持極高的速度，很可能出現(xiàn)慣性沖擊作用下使刀具或機床主軸被損壞，更無從談及表面質(zhì)量的保證。此時，在UG運用下，編程中應注意加工刀軌質(zhì)量控制。

具體策略包括：第一，零件加工模型構建時，UGCAD運用下，應將型腔圓角結構畫出，對于其中直線插補需考慮以圓弧插補為主，使刀具的運動軌跡呈光滑狀態(tài)，這樣在實際加工中，避免因加工方向突變而使慣性沖擊擠壓槽腔圓角，可使表面質(zhì)量得到保障。第二，UGCAM環(huán)境下，需將FILLETS過渡設置于CORNER中，在此基礎上利用SLOWDOWNS，使拐角降速比例、降速范圍得到控制。采用這種方式，能夠保證FILLETS處進給速度得到控制，刀具在運轉(zhuǎn)中保持平穩(wěn)的加工過程，擠壓變形問題或過切聞問題得以避免。第三，拐角的精加工，該過程中對刀具的選擇有具體的要求，刀具應用下應滿足排屑要求，切忌在加工中因刀具載荷發(fā)生溫度變化，影響圓角、側面表面質(zhì)量。

2.2刀具過載問題控制

高速加工過程中，一般刀具保持在中20以下直徑，運動速度極高，若刀具載荷未固定，很可能在加工時出現(xiàn)刀具損壞、機床主軸受損情況。

對此情況，在數(shù)控編程中，UG應用下不僅需考慮將圓弧過渡段設置于程序段處，還需控制走刀加工余量?？刹扇〉牟呗允紫缺憩F(xiàn)為，對于型腔拐角處刀具加工余量進行控制，無論精加工、半精加工或粗加工所采用的刀具，在半徑上都需合理控制。以15.8×24.5×5.5尺寸型腔為例，加工過程中刀具的順次應為Φ8、Φ4、Φ1餾，切忌直接以Φ8過渡到Φ1.8。其次，考慮到圓角較小的型腔結構，加工中刀具的選擇應以Φ2直徑刀具為主，但此時加工中可能出現(xiàn)進給量增高、主軸轉(zhuǎn)速快情況，在圓角余量、型腔側面余量不均下，很可能出現(xiàn)刀具運轉(zhuǎn)顫動情況，對零件表面質(zhì)量產(chǎn)生影響。對此在數(shù)控編程中，考慮將清根程序設置其中，如FLOWCUT-REF-TOOL的操作，且刀具直徑應接近圓角半徑，這樣在清根操作下，更能使加工余量保持均勻。

2.3進刀或退刀運動控制

數(shù)控編程中，進刀、退刀是圓滑過渡方面需考慮的主要問題。如平面銑，可采用圓弧水平進刀、退刀方式，或以螺旋垂直進、退刀方式為主，以螺旋入刀為例，要求控制5。以內(nèi)螺旋角。再如曲面輪廓銑，一般以切圓弧進刀或退刀運動為主，同時注意以smooth作為traverse運動設置形式，或在拐角、步距圓滑中以all passes作為fillet制定選項。另外，UG應用下，也要求注意在切削負荷上進行控制，通常需以“小刀快跑”為原則，該原則指導下，強調(diào)主軸轉(zhuǎn)速較快下，應保證切削用量較小，使徑向走刀速度得以提高。以刀具直徑為依據(jù)，切削的深度與寬度需分別控制為其20%、30%。這樣可使刀具切削負載得以減輕，有助于刀具壽命的延長。

2.4程序處理速度提高

高速加工數(shù)控編程中，涉及的程序量較大，要求在加工時將程序塊減少，使程序處理速度、修改速度得以提高。而該目標的實現(xiàn)可借助Nurbs插補功能。變成過程中，對于machine control下的motion output，可考慮進行nurbs的設置。需注意，該插補功能的實現(xiàn)要求機床控制器、UG后處理器對其支持。這樣在高速進給環(huán)境下，Nurbs插補功能的應用，可使曲面更加光滑，表面質(zhì)量因此得以提。

結論：高速加工數(shù)控編程中UG的運用是提高數(shù)控編程質(zhì)量的關鍵所在。實際進行數(shù)控編程中，應明確高速加工對CAM系統(tǒng)的使用要求，在此基礎上做數(shù)控編程工作，主要可從加工刀軌質(zhì)量控制、刀具過載問題控制、進刀或退刀運動控制以及程序處理速度的提高等方面著手。通過數(shù)控編程程序優(yōu)化，滿足高速加工要求，提高加工效率與加工精度。