ug培訓(xùn)是當(dāng)前世界*先進(jìn)、面向先進(jìn)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(jì)、分析、仿真、數(shù)控程序生成等一整套解決方案。下面ug編程培訓(xùn)機(jī)構(gòu)小編就來(lái)說(shuō)說(shuō)在ug編程培訓(xùn)之前需要知道哪些數(shù)控加工工藝？

UG CAM是整個(gè)UG系統(tǒng)的一部分，它以三維主模型為基礎(chǔ)，具有強(qiáng)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)**具代表性的數(shù)控編程軟件，其*大的特點(diǎn)就是生成的刀具軌跡合理、切削負(fù)載均勻、適合高速加工。另外，在加工過(guò)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(jì)后，編程只需重新計(jì)算即可，所以UG編程的效率非常高。

UG CAM主要由5個(gè)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(dòng)態(tài)仿真模塊和后置處理模塊，下面對(duì)這5個(gè)模塊作簡(jiǎn)單的介紹。

（1）交互工藝參數(shù)輸入模塊。通過(guò)人機(jī)交互的方式，用對(duì)話框和過(guò)程向?qū)У男问捷斎氲毒?、夾具、編程原點(diǎn)、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(shū)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(yùn)動(dòng)軌跡，并提供延伸、縮短和修改刀具軌跡的功能。同時(shí)，能夠通過(guò)控制圖形和文本的信息編輯刀軌。

（4）三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊。是一個(gè)無(wú)須利用機(jī)床、成本低、高效率的測(cè)試NC加工的方法?？梢詸z驗(yàn)刀具與零件和夾具是否發(fā)生碰撞、是否過(guò)切以及加工余量分布等情況，以便在編程過(guò)程中及時(shí)解決。

（5）后處理模塊。包括一個(gè)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(guò)使用加工數(shù)據(jù)文件生成器（MDFG），一系列交互選項(xiàng)提示用戶選擇定義特定機(jī)床和控制器特性的參數(shù)，包括控制器和機(jī)床規(guī)格與類型、插補(bǔ)方式、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)等。

1.2 加工工藝知識(shí)

在進(jìn)行數(shù)控編程前，讀者必須具備一定的加工工藝知識(shí)，例如，數(shù)控機(jī)床的分類、各種數(shù)控機(jī)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(jìn)給速度、吃刀量）選擇原則、工件材料的切削性能、切削過(guò)程中的冷卻和公差配合等。只有具備了這些知識(shí)，才能編制出合理、高效的數(shù)控加工程序。

1.2.1 數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)

先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)達(dá)的標(biāo)志，利用數(shù)控加工技術(shù)可以加工很多普通機(jī)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(huì)得到很大的保證?？傮w上說(shuō)，數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（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(guò)程是由計(jì)算機(jī)控制的，所以零件的互換性強(qiáng)，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(dòng)裝置，提高了分辨率，減少了人為和機(jī)械誤差，因此加工的效率得到很大的提高。

（3）勞動(dòng)強(qiáng)度低。由于采用了自動(dòng)控制方式，也就是說(shuō)切削過(guò)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(jī)床完成加工。因此，在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，操作者只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，勞動(dòng)強(qiáng)度低。

（4）適應(yīng)能力強(qiáng)。數(shù)控機(jī)床在程序的控制下運(yùn)行，通過(guò)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(qiáng)。

（5）加工環(huán)境好。數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)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(hù)措施，工人的操作環(huán)境相對(duì)較好。

1.2.2 數(shù)控機(jī)床介紹

數(shù)控機(jī)床進(jìn)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(duì)輸入的加工程序進(jìn)行處理，輸出各種信號(hào)和指令，控制機(jī)床各部分按規(guī)定有序地動(dòng)作。最基本的信號(hào)和指令包括各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量，各狀態(tài)控制的I/O信號(hào)等，

1．?dāng)?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(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置、輔助控制裝置和機(jī)床本體組成。

（1）數(shù)控程序

數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)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(duì)加工零件進(jìn)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(yùn)動(dòng)軌跡信息。編制程序的工作可由人工進(jìn)行。對(duì)于形狀復(fù)雜的零件的程序，則需要用CAD/CAM進(jìn)行編制。

（2）輸入輸出裝置

輸入輸出裝置的主要作用是進(jìn)行人機(jī)交互和通信。通過(guò)輸入輸出裝置，操作者可以輸入指令和信息，也可顯示機(jī)床的信息。通過(guò)輸入輸出裝置，也可以在計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床之間傳輸數(shù)控代碼、機(jī)床參數(shù)等。

零件加工程序輸入過(guò)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(chǔ)器，加工時(shí)再?gòu)膬?nèi)部存儲(chǔ)器中逐段調(diào)出進(jìn)行加工。

（3）數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心部分。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中讀取或接收輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作。

（4）驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置接收來(lái)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(jī)，伺服電機(jī)按照指令信息驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件，按一定的速度移動(dòng)一定的距離。

位置檢測(cè)裝置檢測(cè)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位移量，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋至機(jī)床的數(shù)控裝置，數(shù)控裝置比較反饋回來(lái)的實(shí)際位移量值與設(shè)定值，如果出現(xiàn)誤差，則控制驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行補(bǔ)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(kāi)關(guān)量信號(hào)，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。這些控制主要包括主軸起停、換刀、冷卻液和潤(rùn)滑裝置的啟動(dòng)停止、工件和機(jī)床部件的松開(kāi)與夾緊等。

（6）機(jī)床本體

數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。

2．?dāng)?shù)控銑床的主要功能和加工范圍

（1）點(diǎn)定位

點(diǎn)定位提供了機(jī)床鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔和鉸孔等加工能力。在孔加工中，一般會(huì)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(jiàn)的數(shù)控系統(tǒng)均提供直線和圓弧插補(bǔ)，高檔的數(shù)控系統(tǒng)還提供螺旋插補(bǔ)和樣條插補(bǔ)，這樣就可以使刀具沿著連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)，加工出需要的形狀。連續(xù)輪廓控制為機(jī)床提供了輪廓、箱體和曲面腔體等零件的加工。

如圖1-3所示的模具型腔是利用3軸聯(lián)動(dòng)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(lái)。如圖1-4所示的模具型腔的指示部位，由于刀具的限制用數(shù)控銑無(wú)法加工，還需要使用電火花機(jī)或者線切割機(jī)加工。

編程人員點(diǎn)評(píng)：很多數(shù)控編程初學(xué)者認(rèn)為無(wú)須了解火花機(jī)或線切割機(jī)，這種想法是非常錯(cuò)誤的。因?yàn)橹挥蟹浅Ｇ宄亓私饬穗娀鸹C(jī)和線切割機(jī)的加工工藝知識(shí)，才能編寫(xiě)出合理刀路，提高生產(chǎn)效率和減少錯(cuò)誤。

（3）刀具補(bǔ)償

利用刀具補(bǔ)償功能，可以簡(jiǎn)化數(shù)控程序編制和提供誤差補(bǔ)償?shù)取?/span>

3．?dāng)?shù)控銑床編程要點(diǎn)

（1）設(shè)置編程坐標(biāo)系

編程坐標(biāo)系的位置以方便對(duì)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(guò)裝夾待加工工件的夾具高度，但也不應(yīng)太高，以免浪費(fèi)時(shí)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(zhǎng)度較短的刀具；優(yōu)先選擇鑲嵌式刀具，對(duì)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?yàn)榘卒摰毒吣p快，換刀的時(shí)間浪費(fèi)嚴(yán)重，得不償失）；對(duì)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(jī)或者線切割機(jī)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(bǔ)切削不到的區(qū)域（例如，很小的孔和腔、沒(méi)有圓角的異型孔等）。

1.2.3 數(shù)控刀具介紹以及使用

1．刀具的介紹

數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要連接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：① 整體式；② 鑲嵌式，鑲嵌式刀具采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③ 特殊型式，如復(fù)合式刀具、減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：① 高速鋼刀具；② 硬質(zhì)合金刀具；③ 金剛石刀具；④ 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到了廣泛的應(yīng)用，在使用數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。

數(shù)控銑刀從形狀上主要分為平底刀（端銑刀）、圓鼻刀和球刀，如圖1-5所示，從刀具使用性能上分為白鋼刀、飛刀和合金刀。在工廠實(shí)際加工中，最常用的刀具有D63R6，D50R5，D35R5，D32R5，D30R5，D25R5，D20R0.8，D17R0.8，D13R0.8，D12，D10，D8，D6，D4，R5，R3，R2.5，R2，R1.5，R1和R0.5等。

（1）平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺點(diǎn)是刀尖容易磨損，影響加工精度。

（2）圓鼻刀：主要用于模胚的粗加工、平面精加工和側(cè)面精加工，特別適用于材料硬度高的模具開(kāi)粗加工。

（3）球刀：主要用于非平面的半精加工和精加工。

編程人員點(diǎn)評(píng)：

① 白鋼刀（即高速鋼刀具）因其通體銀白色而得名，主要用于直壁加工。白鋼刀價(jià)格便宜，但切削壽命短、吃刀量小、進(jìn)給速度低、加工效率低，在數(shù)控加工中較少使用。

② 飛刀（即鑲嵌式刀具）主要為機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具，這種刀具剛性好、切削速度高，在數(shù)控加工中應(yīng)用非常廣泛，用于模胚的開(kāi)粗、平面和曲面粗精加工效果均很好。

③ 合金刀（通常指的是整體式硬質(zhì)合金刀具）精度高、切削速度高，但價(jià)格昂貴，一般用于精加工。

數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有以下不同的要求。

（1）剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小。

（2）互換性好，便于快速換刀。

（3）壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠。

（4）刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間。

（5）刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦?/span>

（6）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。

2．刀具的使用

在數(shù)控加工中，刀具的選擇直接關(guān)系到加工精度的高低、加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣和加工效率的高低。選擇合適的刀具并設(shè)置合理的切削參數(shù)，將使數(shù)控加工以*低的成本和最短的時(shí)間達(dá)到*佳的加工質(zhì)量?？傊?，刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。

選擇刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與模胚的加工尺寸相適應(yīng)。如果模腔的尺寸是80X80，則應(yīng)該選擇D25R5或D16R0.8等刀具進(jìn)行開(kāi)粗；如果模腔的尺寸大于100X100，則應(yīng)該選擇D30R5、D32R5或D35R5的飛刀進(jìn)行開(kāi)粗；如果模腔的尺寸大于300X300，那應(yīng)該選擇直徑大于D35R5的飛刀進(jìn)行開(kāi)粗，例如D50R5或D63R6等。另外，刀具的選擇由機(jī)床的功率所決定，例如，功率小的數(shù)控銑床或加工中心，則不能使用大于D50R5的刀具。

在實(shí)際加工中，常選擇立銑刀加工平面零件輪廓的周邊、凸臺(tái)、凹槽等；選擇鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀加工毛坯的表面、側(cè)面及型腔開(kāi)粗；選擇球頭銑刀、圓鼻刀、錐形銑刀和盤形銑刀加工一些立體型面和變斜角輪廓外形。

3．刀具切削參數(shù)的設(shè)置

合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)效率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。具體要考慮以下5個(gè)因素。

（1）切削深度ap（mm）。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap就等于加工余量。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工，這是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)有效措施。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。

（2）切削寬度L（mm）。L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。

（3）切削速度v（m/min）。提高v也是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，切削熱升高，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，v可選200m/min以上。

（4）主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來(lái)選定。計(jì)算公式為：v=πnd/1000（d——刀具直徑，單位mm）。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開(kāi)關(guān)，可在加工過(guò)程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

（5）進(jìn)給速度f(wàn)（mm/min）。f應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來(lái)選擇。f的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，f可選擇得大些。在加工過(guò)程中，f也可通過(guò)機(jī)床控制面板上的修調(diào)開(kāi)關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，但是*大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。

隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在數(shù)控程序的編制過(guò)程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。

白鋼刀:

① 刀具直徑越大，轉(zhuǎn)速越慢；同一類型的刀具，刀桿越長(zhǎng)，吃刀量就要減小，否則容易彈刀而產(chǎn)生過(guò)切。

② 白鋼刀轉(zhuǎn)速不可過(guò)快，進(jìn)給速度不可過(guò)大。

③ 白鋼刀容易磨損，開(kāi)粗時(shí)少用白鋼刀。

飛刀:

① 不同的飛刀材料其參數(shù)值也不相同，不同的刀具廠生產(chǎn)的飛刀其長(zhǎng)度也略有不同。另外，刀具的參數(shù)值也因數(shù)控銑床或加工中心的性能和加工材料的不同而不同，所以刀具的參數(shù)一定要根據(jù)工廠的實(shí)際情況來(lái)設(shè)定。

② 飛刀的剛性好，吃刀量大，最適合模胚的開(kāi)粗。另外，飛刀精加工陡峭面的質(zhì)量也非常好。

③ 飛刀主要是鑲刀粒的，沒(méi)有側(cè)刃，如圖1-6所示。

合金刀:

① 合金刀剛性好，不易產(chǎn)生彈刀，用于精加工模具的效果*好。

② 合金刀和白鋼刀一樣有側(cè)刃，精銑銅公直壁時(shí)往往使用其側(cè)刃。