一、 UG編程簡介。 　　UG是當(dāng)前世界最先進、面向先進制造行業(yè)、緊密集成的CAID/CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)，提供了從產(chǎn)品設(shè)計、分析、仿真、數(shù)控程序生成等一整套解決方案。UG CAM是整個UG系統(tǒng)的一部分，它以三維主模型為基礎(chǔ)，具有強大可靠的刀具軌跡生成方法，可以完成銑削(2.5軸～5軸)、車削、線切割等的編程。UG CAM是模具數(shù)控行業(yè)最具代表性的數(shù)控編程軟件，其最大的特點就是生成的刀具軌跡合理、切削負載均勻、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)計后，編程只需重新計算即可，所以UG編程的效率非常高。 　　UG CAM主要由5個模塊組成，即交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和后置處理模塊，下面對這5個模塊作簡單的介紹。 　　(1)交互工藝參數(shù)輸入模塊。通過人機交互的方式，用對話框和過程向?qū)У男问捷斎氲毒�、夾具、編程原點、毛坯和零件等工藝參數(shù)。 　　(2)刀具軌跡生成模塊。具有非常豐富的刀具軌跡生成方法，主要包括銑削(2.5軸～5軸)、車削、線切割等加工方法。本書主要講解2.5軸和3軸數(shù)控銑加工。 　　(3)刀具軌跡編輯模塊。刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運動軌跡，并提供延伸、縮短和修改刀具軌跡的功能。同時，能夠通過控制圖形和文本的信息編輯刀軌。 　　(4)三維加工動態(tài)仿真模塊。是一個無須利用機床、成本低、高效率的測試NC加工的方法。可以檢驗刀具與零件和夾具是否發(fā)生碰撞、是否過切以及加工余量分布等情況，以便在編程過程中及時解決。 　　(5)后處理模塊。包括一個通用的后置處理器(GPM)，用戶可以方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(MDFG)，一系列交互選項提示用戶選擇定義特定機床和控制器特性的參數(shù)，包括控制器和機床規(guī)格與類型、插補方式、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)等。 　　二、編程加工工藝知識 　　在進行數(shù)控編程前，讀者必須具備一定的加工工藝知識，例如，數(shù)控機床的分類、各種數(shù)控機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，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： 　　先進的數(shù)控加工技術(shù)是一個國家制造業(yè)發(fā)達的標(biāo)志，利用數(shù)控加工技術(shù)可以加工很多普通機床不能加工的復(fù)雜曲面零件和模具，并且加工的穩(wěn)定性和精度都會得到很大的保證�？傮w上說，數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工相比具有以下優(yōu)點。 　　(1)加工效率高。利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面，并且加工過程是由計算機控制的，所以零件的互換性強，加工的速度快。 　　(2)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)化了傳動裝置，提高了分辨率，減少了人為和機械誤差，因此加工的效率得到很大的提高。 　　(3)勞動強度低。由于采用了自動控制方式，也就是說切削過程是由數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控程序的控制下完成，不像傳統(tǒng)加工那樣利用手工操作機床完成加工。因此，在數(shù)控機床工作時，操作者只需要監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)，勞動強度低。 　　(4)適應(yīng)能力強。數(shù)控機床在程序的控制下運行，通過改變程序即可改變所加工產(chǎn)品，產(chǎn)品的改型快且成本低，因此加工的柔性非常高，適應(yīng)能力也強。 　　(5)加工環(huán)境好。數(shù)控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體的高科技產(chǎn)物，通常都有很好的保護措施，工人的操作環(huán)境相對較好。 　　數(shù)控機床介紹： 　　數(shù)控機床進行加工前，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)對輸入的加工程序進行處理，輸出各種信號和指令，控制機床各部分按規(guī)定有序地動作。最基本的信號和指令包括各坐標(biāo)軸的進給速度、進給方向和進給位移量，各狀態(tài)控制的I/O信號等。 　　數(shù)控銑床組成： 　　數(shù)控銑床由數(shù)控程序、輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動裝置和位置檢測裝置、輔助控制裝置和機床本體組成。 　　數(shù)控程序： 　　數(shù)控程序是數(shù)控機床自動加工零件的工作指令，目前常用的稱作“G代碼”。數(shù)控程序是在對加工零件進行工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的規(guī)則編制的刀具運動軌跡信息。編制程序的工作可由人工進行。對于形狀復(fù)雜的零件的程序，則需要用CAD/CAM進行編制。 　　(2)輸入輸出裝置 　　輸入輸出裝置的主要作用是進行人機交互和通信。通過輸入輸出裝置，操作者可以輸入指令和信息，也可顯示機床的信息。通過輸入輸出裝置，也可以在計算機和數(shù)控機床之間傳輸數(shù)控代碼、機床參數(shù)等。 　　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)部的存儲器，加工時再從內(nèi)部存儲器中逐段調(diào)出進行加工。 　　(3)數(shù)控裝置 　　數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心部分。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲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)控裝置進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機床各部分的工作。 　　(4)驅(qū)動裝置和位置檢測裝置 　　驅(qū)動裝置接收來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，發(fā)送給伺服電機，伺服電機按照指令信息驅(qū)動機床移動部件，按一定的速度移動一定的距離。 　　位置檢測裝置檢測數(shù)控機床運動部件的實際位移量，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋至機床的數(shù)控裝置，數(shù)控裝置比較反饋回來的實際位移量值與設(shè)定值，如果出現(xiàn)誤差，則控制驅(qū)動裝置進行補償。 　　(5)輔助控制裝置 　　輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置或傳感器輸出的開關(guān)量信號，經(jīng)過邏輯運算，實現(xiàn)機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)動作。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停止、工件和機床部件的松開與夾緊等。 　　(6)機床本體 　　數(shù)控機床的機床本體與傳統(tǒng)機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。 　　2.數(shù)控銑床的主要功能和加工范圍。 　　(1)點定位。 　　點定位提供了機床鉆孔、擴孔、鏜孔和鉸孔等加工能力。在孔加工中，一般會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。 　　(2)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，高檔的數(shù)控系統(tǒng)還提供螺旋插補和樣條插補，這樣就可以使刀具沿著連續(xù)軌跡運動，加工出需要的形狀。連續(xù)輪廓控制為機床提供了輪廓、箱體和曲面腔體等零件的加工。 　　模具型腔是利用3軸聯(lián)動數(shù)控銑加工的典型零件。但并非所有的模具都能由數(shù)控銑直接完全加工出來。模具型腔的指示部位，由于刀具的限制用數(shù)控銑無法加工，還需要使用電火花機或者線切割機加工。 　　很多數(shù)控編程初學(xué)者認為無須了解火花機或線切割機，這種想法是非常錯誤的。因為只有非常清楚地了解了電火花機和線切割機的加工工藝知識，才能編寫出合理刀路，提高生產(chǎn)效率和減少錯誤。 　　(3)刀具補償。 　　利用刀具補償功能，可以簡化數(shù)控程序編制和提供誤差補償?shù)取? 　　3.數(shù)控銑床編程要點。 　　(1)設(shè)置編程坐標(biāo)系。 　　編程坐標(biāo)系的位置以方便對刀為原則，毛坯上的任何位置均可。 　　(2)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，以免浪費時間。 　　(3)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)先選擇鑲嵌式刀具，對于精度要求高的部位可以考慮使用整體式合金刀具;盡量少用白鋼刀具(因為白鋼刀具磨損快，換刀的時間浪費嚴重，得不償失);對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或者線切割機加工。 　　(4)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)。