1 引言

　　隨著CAD、CAM、CAE 等技術不斷發展和日趨完善，它們在各個領域得到了極其廣泛的應用。其中Unigraphics 軟件是這一技術發展得比較成功的軟件之一，它起源于美國麥道飛機公司, 是一款集CAD/CAM/CAE于一身的高端三維CAD軟件，目前已廣泛應用于航空、航天、汽車、通用機械等領域。其CAM 模塊尤其出色，在同類軟件中處于絕對領先地位，它提供了一種交互式編程工具,可計算生成精確可靠的刀具加工軌跡，是一個功能強大的計算機輔助制造模塊。目前，這一技術已成功應用于各類產品零件的制造過程，為企業帶來了極高的加工質量及可觀的經濟效益。筆者自使用該軟件以來，成功完成了精密航空系統零件、葉輪葉片等多種產品的程序設計，如圖1所示。

　　圖1 UG NX軟件在葉輪程序設計中的應用

　　2 應用技巧

　　2.1 NC 助手概述

　　“NC 助手”是一個特定于CAM 環境內有效的分析工具，能夠協助工藝人員選擇加工各種零件所需要的刀具，制定加工工藝。進入加工模塊，在分析菜單下最后一項，如圖2。它提供有關層、拐角半徑、圓角半徑和拔模角的信息，該信息可以幫助工藝人員確定模型臺階高度、側拐角角半徑、底角半徑和拔模角大小，并用不同顏色顯示在模型上，同時可在信息窗口顯示分析結果，以方便確定切削刀具參數，例如，刀具長度、直徑、底角半徑和錐角。

　　圖2 NC助理界面

　　其中“NC 助手”對話框中具體參數意義如下表：

　　NC 助手操作過程如下：

　　(1)進入 CAM 模塊，選擇“分析”-->“NC 助手”。

　　(2)從菜單中選擇分析類型。

　　(3)在可用情況下，選擇“參考向量”。系統顯示“向量構造器”對話框。選擇系統分析所選幾何時希望參照的向量(隨后您可以用這些步驟選擇幾何)。

　　(4)在可用情況下，選擇“參考平面”。系統顯示“平面”對話框。選擇系統分析所選幾何時希望參照的平面(隨后您可以用這些步驟選擇幾何)。

　　(5)在“距離/半徑”和/或“角度”字段中，輸入定義各個分類的距離/半徑和角度范圍的值。

　　(6)在“最小限制”字段中，輸入希望系統分析和顯示的最小值。

　　(7)在“最大限制”字段中，輸入希望系統分析和顯示的最大值。

　　(8)選擇您想分析的幾何體。(使用您的鼠標在圖形窗口中，通過在零件周圍繪制一個矩形框來選擇幾何體。)

　　(9)單擊“應用”分析所選幾何。(特別注意:單擊”確定”時會無效)

　　系統處理該數據并在圖形窗口和信息窗口中顯示分析結果。在圖形窗口中，系統根據表示特定級、圓角半徑或拔模角的顏色顯示結果。滾動到“信息”窗口的底部，查看系統定義顏色值的位置。

　　2.2 孔的螺旋加工不提刀

　　對于精度要求比較高的孔的精加工，我們在生產中，工藝上常常使用鏜削、鉸孔來加工，但對于比較小的孔、無退刀槽的盲孔、無鏜刀的時候怎么辦呢?我們可以使用銑削孔來完成，這時，為了達到孔的精度，我們希望銑削時，層與層之間是連續的刀軌，從而保證側壁的加工精度，具體操作步驟如下：

　　第一步：進入加工模塊，如圖3

　　圖3 進入加工模塊 圖4 創建固定軸輪廓銑操作

　　第二步：創建固定軸輪廓銑操作，如圖4

　　第三步：單擊確定后，進入參數對話框，設置相關參數，如圖5

　　圖5 參數設置

　　注意：

　　1、驅動方法選擇表面積，投影矢量選擇朝向幾何體。

　　2、在驅動方法參數對話框里，驅動幾何體選擇孔內表面，剖切方向選擇與圓相切的方向，材料方向箭頭要指向孔軸心的方向，設置完成后單擊確定。

　　第四步：生成刀軌，如圖6，其中螺旋的間距與可以通過圖5中驅動設置的步距數來改變。

　　圖6 螺旋加工不提刀的刀軌

　　2.3 UG NX導入CLSF文件

　　隨著數控技術的發展，CAM自動編程軟件也越來越,，在生產現場，常常會遇到CAM編程軟件的不統一，如將帶有NC刀軌的數據文件從其它的CAM編程軟件轉換到UG NX編程軟件中時，我們常用的做法是重新編制刀路軌跡，造成太多的重復工作。這里介紹一種方法，從其它CAM編程軟件中快速地將刀路軌跡導入UG NX編程軟件中，但前提是此CAM軟件必須支持標準的CLSF輸出。

　　第一步：將其它的CAM編程軟件中的刀路軌跡輸出CLSF文件。

　　第二步：運行UG NX，打開需要處理的模型，進入CAM模塊，注意不要移動修改坐標系。選擇“工具”>“CLSF”，彈出對話框。

　　第三步：選擇其它CAM軟件輸出的CLS文件，單擊確定。當其它CAM編程軟件中創建有多個操作時，單擊全選按鈕，將以CLS文件名為名稱創建一個程序組，一次性導入UG NX軟件中，再單擊導入，刀軌在軟件中初創建。可在CLSF管理器中，對導入CLS文件進行編輯、優化、后置處理等操作。

　　第四步：關閉信息窗口，單擊取消按鈕，系統彈出保存CLSF對話框，單擊是。

　　這時，在UG NX的操作導航器中可以看到已經生成的程序組，如圖。

　　2.4 加工局部區域避讓技巧

　　在實際加工中，由于加工區域和編程方式的不同，一個零件需要多個刀軌加工完成。然而創建在后面的操作刀軌，就需要考慮在加工所需區域時，還必須避讓前面操作已經完成的加工區域。如圖所示，該零件已經完成了頂面加工，現在要加工零件的側壁，由于頂面是斜面，所以使得側壁的Zlevel加工時有很多的進退刀，這些進退刀會增加加工時間，且進退刀的表面光潔度也會比較差。

　　如果將頂面也一起選為加工區域，刀軌會比較連貫漂亮，如圖。但是由于頂面已經加工完成，所以會使得已經加工好的頂面被破壞。

　　這時我們可以通過點擊指定部件，系統彈出部件幾何體對話框，通過偏置余量來避讓已加工表面。

　　如果你的部件幾何體是一個實體，這時我們可以點擊“展開項”，在確認對話框中再次點擊確定，這時實體就變成了由片體構成的封閉區域。如果你的部件幾何體本身就是片體，可直接進入下一步。

　　這時點擊對話框中的“定置數據”，系統彈出新的對話框，用鼠標點擊對話框中的左右三角符號，直至系統顯示高亮頂面，如圖所示。

　　點擊對話框中的“余量”復選框，在余量中輸入預設的余量偏置數值。例如0.3mm。

　　確認后返回主界面，重新生刀軌，如圖。

　　2.5 對加工幾何體的檢查技巧

　　由于常常在編制NC程序時，進行曲面加工時出現過切現象，大都是因為源文件的幾何模型有缺陷而造成的。因此在開始著手數控編程之前，最好對要加工的幾何體模型進行檢查，以避免由幾何體模型帶來的錯誤。操作如下：

　　進入 CAM 模塊，選擇“分析”-->“檢查幾何體”命令。系統彈出“檢查幾何體”對話框，單擊“全部設置”然后框選需要分析的幾何體，然后再單擊“檢查幾何體”，查看是否顯示為全部通過，如果有某項未通過，最好修整需要加工的幾何模型。

　　2.6 UG編程發現提刀不夠，加工出現撞刀現象的解釋與解決

　　在使用UG NX里用型腔銑編程時，在非切削的“區域之前傳遞類型”里選用“前一平面”，在UG編程仿真里沒有發現問題，但是到機床上加工就會出現刀軌路徑與UG編程的走法不一樣，這是因為提刀高度不夠高而直接撞到工件上。

　　G00指令在UG里的仿真演示是不會出錯的，是由于UG里仿真時G00指令是嚴格遵循坐標走向，它是走直線的;但在實際機床運行中就不是了，G00的運行是X、Y軸同時走最高速，X軸與Y軸等速，除非是平行于X軸或Y軸的直線，否則刀具走的就不會是一條直線，而是一條45度的斜線加一條平行于X軸或Y國的直線，這就導致了在加工工件時撞刀的現象。

　　所以，在做型腔銑操作時，在非切削的“區域之前傳遞類型”里，建議最好選用“安全平面”是最安全的，也費不了太多的時間。

　　3 結束語

　　以上是筆者在應用UG NX軟件進行數控編程后總結出來的一些應用技巧和體會，特與大家分享。在五軸、多任務機床的數控加工中，使用UG NX軟件進行各類復雜、高精度產品、薄壁多腔體零件產品程序設計時，了解運用相關技巧對提高編程效率有著重要意義。