王銳 王剛

摘 要：文章主要講述自動編程加工的操作過程，其構(gòu)建思路為首先進(jìn)入U(xiǎn)G編程環(huán)境，其次對幾何體進(jìn)行分析和檢查，建立加工坐標(biāo)系與安全平面，再次體驗(yàn)UG編程的基本過程，包括創(chuàng)建程序、創(chuàng)建方法、創(chuàng)建刀具和創(chuàng)建操作等內(nèi)容，最后介紹后處理的相關(guān)知識。目的使編程人員能夠了解數(shù)控自動編程基礎(chǔ)知識，同時掌握自動編程的一般加工過程。

關(guān)鍵詞：UG軟件；數(shù)控加工；自動編程；操作方法

中圖分類號：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）14-0110-03

Abstract： This paper mainly describes the operation process of automatic programming and machining， its construction idea is first to enter UG programming environment， secondly to analyze and check geometry， to establish machining coordinate system and safety plane， and to experience the basic process of UG programming again. It includes creating program， creating method， creating tool， creating operation and so on. Finally， it introduces the relevant knowledge of post-processing. The objective is to enable programmers to understand the basic knowledge of CNC automatic programming and to master the general process of automatic programming at the same time.

Keywords： UG software； CNC machining； automatic programming； operating method

1 導(dǎo)入零件模型文件、進(jìn)入加工環(huán)境

（1）啟動Siemens NX軟件，“文件”→“新建”彈出“新建”對話框，輸入文件名kl.prt，指定文件保存的目錄位置，“確定”后即可進(jìn)入U(xiǎn)G建模環(huán)境。

（2）“文件”→“導(dǎo)入”→“STEP203”，彈出“導(dǎo)入自STEP203選項(xiàng)”對話框，單擊 按鈕，選擇文件kl.stp，單擊“確定”文件導(dǎo)入成功，零件三維模型如圖1所示。

（3）點(diǎn)擊“開始”→“加工”命令，在“加工環(huán)境”選擇框中，“CAM會話配置”按照默認(rèn)狀態(tài)“cam_general”不變，“要創(chuàng)建的CAM設(shè)置”選擇mill_planar，點(diǎn)擊“確定”按鈕，進(jìn)入加工環(huán)境。

2 零件模型的檢查與分析

（1）選擇下拉菜單“分析”→“NC助理”命令，在“NC助理”對話框中，“要分析的面”是全部零件模型，“指定矢量”是ZC正方向，“分析類型”按層分析，指定“參考平面”為零件上表面，點(diǎn)擊“應(yīng)用”或點(diǎn)擊“分析幾何體”圖標(biāo) ，工件模型中凡是相對于分析前變了顏色的面全部都是平面。此工件中有2個平面，一個是深藍(lán)色（deep blue），另一個是濃綠色（strong green）。再單擊 就會彈出信息對話框，從中我們能夠了解到零件的相關(guān)信息，有零件名稱、單位mm、分析類型為平面、以及各平面與所選擇的參考平面之間的距離值。通過“分析”→“形狀”→“距離”，測量出曲面最低點(diǎn)與參考平面的距離，由此來確定所用刀具的最小伸出長度。

（2）鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊下拉菜單“分析”→“最小半徑”命

令，選取零件三維模型后，在信息窗口中顯示了零件模型曲面的最小半徑值6mm，通過此數(shù)值我們可以確定在曲面刀路軌跡規(guī)劃時，只有選擇使用的精加工球刀刀具半徑值不大于6mm，才能夠使零件的加工精度得到滿足。

（3）鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊下拉菜單“分析”→“測量距離”命

令，分別選取需要分析的模型相對面，測量零件的長度、寬度和高度，掌握加工零件的大小，為工件的定位和裝夾做準(zhǔn)備。

3 MCS坐標(biāo)系與安全平面的創(chuàng)建

（1）在定義MCS坐標(biāo)系時，我們首先要將WCS位置確定，因?yàn)樵诰幊踢^程中，安全平面的設(shè)置是基于WCS坐標(biāo)系建立的。加工坐標(biāo)系MCS可以參照WCS確定，這樣在刀具路徑規(guī)劃時才是正確的。

a.固定工序?qū)Ш狡鳎c(diǎn)擊下拉菜單“格式”→“WCS”→“原點(diǎn)”，在彈出“點(diǎn)”對話框中，利用“面上的點(diǎn)”將WCS坐標(biāo)系定在零件模型上表面中點(diǎn)處，其中U向參數(shù)設(shè)置0.5，V向參數(shù)設(shè)置0.5， “確定”完成工件坐標(biāo)系的設(shè)定。

b.在工序?qū)Ш狡髦羞x擇幾何視圖，右鍵“MCS_MILL”編輯，彈出“Mill Orient”命令框，在“CSYS”中指定MCS坐標(biāo)系位置參照WCS坐標(biāo)系，確定后WCS與MCS重合。

那么為什么一定要設(shè)置工件坐標(biāo)系WCS和加工坐標(biāo)系MCS兩個坐標(biāo)系重合呢，因?yàn)樵诘堵芬?guī)劃時起刀點(diǎn)，安全平面的Z值和刀軸矢量以及其他矢量數(shù)據(jù)都是參照WCS確定的，刀具位置的各點(diǎn)坐標(biāo)是參照MCS確定的，為了編程過程中避免出錯，所以預(yù)先設(shè)定兩坐標(biāo)系重合。

（2）安全平面的設(shè)定

在“Mill Orient”命令下，利用“安全設(shè)置選項(xiàng)”中的“平面”來設(shè)定安全平面在零件表面上方30mm處。安全平面設(shè)定如圖2所示。

4 零件數(shù)控自動編程的一般過程

（1）在工序?qū)Ш狡鬟x擇幾何視圖中，雙擊“WORKP

IECE”，在幾何體組中分別定義加工部件和加工毛坯，單擊圖標(biāo) ，選擇零件三維模型為加工部件，單擊圖標(biāo) ，應(yīng)用“包容塊”命令定義零件加工毛坯，檢查幾何體不定義，確定后完成銑削幾何體的設(shè)置。

（2）在工序?qū)Ш狡鬟x擇機(jī)床視圖中，鼠標(biāo)單擊圖標(biāo) 。

在“創(chuàng)建刀具”對話框中刀具子類型選擇銑刀，并輸入名稱D10R2，單擊“應(yīng)用”打開銑刀設(shè)定參數(shù)對話框如圖3所示，設(shè)置刀具直徑為8，下半徑為2，長度為75，刀刃長度50，刀刃數(shù)為2，刀具號為1的標(biāo)準(zhǔn)系列立銑刀，單擊“確定”按鈕創(chuàng)建銑刀D8R2。

用同樣方法創(chuàng)建名稱為D8R4的銑刀，設(shè)置刀具直徑為6，下半徑為3，刀刃數(shù)為2，刀具號為2。設(shè)置完各參數(shù)后單擊“確定”按鈕創(chuàng)建刀具D6R3。

（3）點(diǎn)擊創(chuàng)建工序圖標(biāo) ，在“創(chuàng)建工序”中選擇“mill_contour”，點(diǎn)擊第一個圖標(biāo) 型腔銑，“程序”是PROGRAM、“刀具”是D10R2、“幾何體”是WORKPIECE、“方法”是“MILL_ROUGH”，“確定”后打開“型腔銑”工序參數(shù)設(shè)置對話框，“刀軌設(shè)置”中“切削模式”修改為跟隨周邊，“最大距離”1mm。點(diǎn)擊“非切削移動”后的圖標(biāo) 彈出“非切削移動”對話框，選擇“轉(zhuǎn)移/快速”選項(xiàng)，在“區(qū)域之間”的“轉(zhuǎn)移類型”下選擇毛坯平面，“安全距離”設(shè)置為3mm。點(diǎn)擊圖標(biāo) ，定義“主軸轉(zhuǎn)速”為2000、進(jìn)給率切削1200。單擊圖標(biāo) ，系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算后生成零件型腔銑粗加工的刀路軌跡如圖4所示。

（4）點(diǎn)擊圖標(biāo) ，在“創(chuàng)建工序”中選擇 “mill_contour”，選擇工序子類型中的第七個圖標(biāo) 固定輪廓銑，“程序”為PROGRAM、“刀具”為D8R4、“幾何體”為WORKPIECE、“方法”為MILL_FINISH，點(diǎn)擊“確定”進(jìn)入“固定輪廓銑”對話框，點(diǎn)擊指定切削區(qū)域按鈕 ，選取零件中間曲面部分，“驅(qū)動方法”選擇“區(qū)域銑削”，在“區(qū)域銑削驅(qū)動方法”中，非陡峭切削模式選擇“跟隨周邊”，刀路方向“向內(nèi)”，切削方向“順銑”，步距“恒定”，最大步距“0.2mm”，步距已應(yīng)用“在部件上”，單擊“確定”按鈕返回“固定輪廓銑”對話框。在“固定輪廓銑”對話框中，打開“切削參數(shù)”，在“策略”選項(xiàng)卡中，勾選“在邊上延伸”選項(xiàng)，指定距離為10%的刀具直徑。完成設(shè)置后單擊“確定”按鈕返回“固定輪廓銑”對話框。點(diǎn)擊圖標(biāo) ，在“進(jìn)給率和速度”中設(shè)置“主軸速度”4000、進(jìn)給率切削2000，單擊圖標(biāo) ，經(jīng)系統(tǒng)計(jì)算后，生成固定輪廓銑精加工刀路軌跡如圖5所示。

（5）在程序順序視圖下，同時選擇型腔銑粗加工和固定輪廓銑精加工程序，單擊圖標(biāo) ，在“刀軌可視化”對話框中選擇“3D動態(tài)”，單擊圖標(biāo) ，開始實(shí)體模擬仿真加工，結(jié)果如圖6所示。

5 后處理輸出G代碼

選擇型腔銑粗加工和固定輪廓銑精加工程序，單擊圖標(biāo) ，在“后處理”對話框，選擇后處理器mill_3ax_sinumerik.pui，指定NC程序保存目錄，點(diǎn)擊“確定”，生成G代碼程序如圖7所示。

6 結(jié)束語

以上就是UG編程加工的基本過程，首先定義加工坐標(biāo)系MCS與工作坐標(biāo)系WCS重合，然后選擇加工零件幾何體與毛坯幾何體，創(chuàng)建所使用的刀具，創(chuàng)建工序操作，設(shè)置工序參數(shù)，自動生成刀具路徑，最后刀具路徑模擬，后處理生成機(jī)床G代碼程序。

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