基于UG的缸体类零件数控铣编程与仿真

1 引言

　　数控编程一般分为手动编程和自动编程。手工编程常用于几何形状不太复杂、工作量较小、几何计算较简单的数控加工，对于复杂结构的零件则由自动编程完成。目前，在数控加工中普遍采用的是图形交互式自动编程方法，编程时在终端屏幕下显示所要加工的零件图形，确定进给路径和切削用量，计算机便可按预先存储的图形自动编制程序，CNC系统计算刀具轨迹，自动编制出零件的加工程序，并输出程序单。

　　本文所提到的缸体主要是指汽轮机的高中压外缸，电站设备中的大型零件。通过对高中压汽缸的待加工特征进行的全面分析，其加工特征分六类：孔特征、面特征、曲面特征、缺口特征、开档特征、管口特征。采用设备主要为数控龙门铣，加下方法包括铣平面、铣开档、钻孔等。

2 自动数控编程的准备工作

　　准备工作主要包括工件坐标系、对刀点与换刀点的确定，工件坐标系零点就是编程零点。在加工编程中，为了使工艺基准与设计基准保持一致。在进行零点设置时，本文把工件坐标系的零件设在高中压下缸的水平中分面与凋端的汽封面的交点，工件坐标系如图1、图2所示。

图1 工件坐标系设置俯视图



图2 工件坐标系设置前视图

　　工件坐标系确定后，还应确定对刀点及换刀点的位置。对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点，即程序起点，在机床上容易找正，加工时便于检查，应设置在零件的设计基准或工艺基准上，使刀位点与对刀点重合。本文在高中压下缸加工中把对刀点设置在工件坐标系的零点上；而换刀点则是机床换刀具的位置，应设置在远离零件、不干涉零件之处，本文设置在高中压下缸的中部。

3 基于UG的高中压下缸数控加工编程

　　3．1 UG的CAM模块概述

　　利用UG软件的CAM环境，即加工模块，利用它可以针对任何加工任务生成优化和可用的数控加工路径。从CAM的角度来讲，可以说UG是最好、最具代表性的数控软件之一。UG／CAM模块所支持的加工方法包括平面铣削、二轴仿形铣削、多坐标铣削、车削、线切割及薄片加工等，其后处理程序支持多种类型的数控机．功能强大的刀轨生成方法是其主要特点之一。本文主要利用UG/CAM的平面铣、固定轴轮廓铣及点位加工功能完成高中压下缸的数控加工编程。

　　3．2 创建刀具

　　在编制数控加工程序之前，应创建本文加工所用到的刀具库，首先在UG的创建刀具的对话框里选择刀具的类型，并设置刀具的几何参数、材料、刀具号等，如图3所示。按照工艺文件中的刀具卡将刀具一一创建，形成刀具库，以备调用。

图3  UG／CAM模块下刀具创建

　　3．3 创建操作

　　操作是一个专门的概念。从数据的角度看，它是一个数据集，包含一个单一的刀轨以及生成这个刀轨所需要的所有信息，这些信息称为操作的参数。用UG编程过程中的主要工作就是创建一系列各种各样的工序或工步。

　　在创建操作的过程中主要涉及到以下两方面的内容：

　　(1)操作类型设置，其中包括操作类型、父几何体、刀具及加工方法等参数的选择。

　　(2)切削参数设置，指定与具体加工过程中相关的一些参数值。主要有部件几何体、毛坯几何体切削步长、行距，切削方式、切削速度、进退刀方法、走刀路钱、避让(即安全全面、对刀点、返回点等非切削运动路线)等参数的设置。参数项目的种类随操作类型的不同而有些变化。

　　按照工艺卡上的工步内容包括切削参数、毛坯余量等逐步将工步建立出来，形成一系列高中压下缸的加工操作过程。如图4所示。

图4 部分高中压下缸加工操作