數(shù)控編程技術(shù)論文(2)
數(shù)控編程技術(shù)論文
數(shù)控編程技術(shù)論文篇二
基于UG的數(shù)控編程關(guān)鍵技術(shù)研究
[摘要]數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)信息化的關(guān)鍵技術(shù)之一，數(shù)控加工是現(xiàn)代制造的重要組成部分。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，數(shù)控編程由手工編程發(fā)展到自動(dòng)編程。本文對(duì)自動(dòng)編程軟件及其工作過程進(jìn)行了介紹，以UG軟件為例描述了自動(dòng)編程軟件在數(shù)控編程與加工中所發(fā)揮的重要作用。
[關(guān)鍵詞]自動(dòng)編程;數(shù)控加工;數(shù)學(xué)模型;三維仿真
[中圖分類號(hào)]TQ018 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158(2013)06-0060-01
1 引言
模具數(shù)控編程作為模具數(shù)控加工的核心，占用CNC加工30%～40%的時(shí)間，因此，數(shù)控編程軟件功能的強(qiáng)大與否直接影響到模具數(shù)控編程效率及加工質(zhì)量。模具制造業(yè)內(nèi)各類數(shù)控編程軟件在不斷改進(jìn)和開發(fā)各種編程功能的同時(shí)，也集成了很多數(shù)據(jù)庫(kù)，提供開放性的二次開發(fā)接口，供用戶根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行重新設(shè)置開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)編程半自動(dòng)化或自動(dòng)化作業(yè)。
隨著編程軟件功能的增多，所需要設(shè)置的編程參數(shù)也相應(yīng)增加，如UG編程軟件提供了很多開放性數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置功能，包括模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、編程數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)眾多編程參數(shù)的半自動(dòng)化、自動(dòng)化及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置。
2 UG自動(dòng)編程的數(shù)控加工工藝選擇
(1)刀具的正確選擇
“工欲善其事，必先利其器”。刀具的合理選擇是獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的前提，數(shù)控加工中，刀具的選擇主要反映在模具的曲面、型腔加工方面，平時(shí)使用較多的是國(guó)外的仿形銑刀，雖價(jià)格昂貴但耐用。粗加工宜用硬質(zhì)合金球刀、端銑刀或圓鼻刀，精加工用單片硬質(zhì)合金球刀，清根用粗加工刀、精加工刀或錐度球刀。合金刀片應(yīng)根據(jù)不同加工材料、加工階段來選，誤用不但影響到工件的加工效率和質(zhì)量，而且將縮短刀片壽命。使用球刀精加工時(shí)，在能滿足曲面形狀幾何要求時(shí)優(yōu)先用大刀。刀具選用當(dāng)否直接關(guān)系到制造的成本、質(zhì)量及效率。
(2)工序的劃分
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粗加工的主要任務(wù)是提高生產(chǎn)率，以較快速度去除毛坯余量使之接近零件形狀，同時(shí)做到安全、經(jīng)濟(jì)。數(shù)控加工程序編制時(shí)應(yīng)盡量對(duì)毛坯進(jìn)行連續(xù)切削，因?yàn)榈毒哳l繁出入切削材料容易被損壞，同時(shí)也增加了操作難度。對(duì)方形毛坯進(jìn)行粗加工應(yīng)采用分層切削法，每層環(huán)切或行切走刀，層間螺旋下刀，深度取刀直徑的12%-25%為宜，步距根據(jù)模具材料不同，一般是刀具直徑的25%左右。較好的做法是取較小的切削量、較快的進(jìn)給速度，既保證了工件的加工質(zhì)量和效益，也保護(hù)了刀具。對(duì)復(fù)雜的模具型腔，可采用大、小幾把刀具分別進(jìn)行粗加工，把上道工序加工完的幾何體作為下道工序的毛坯來使用，以提高加工效率和連續(xù)進(jìn)刀率。鑄造毛坯的粗加工是數(shù)控編程的難點(diǎn)之一，由于不是從平面開始，初始毛坯不易確定，若簡(jiǎn)單用分層加工的方法會(huì)出現(xiàn)許多空跑刀，大大降低加工效率。這時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析余量，可先用投影線在型腔的典型部位分別拉幾刀，測(cè)得實(shí)際余量后再酌情確定加工工藝。UG軟件的粗加工可以對(duì)零件的不同范圍分別設(shè)置不同的毛坯厚度及工藝參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算加工層數(shù)，程序一次完成。特別需要注意的是粗加工中出現(xiàn)的過切問題。在排除程序錯(cuò)誤的前提下產(chǎn)生過切，常是因機(jī)床的控制系統(tǒng)與NC程序不統(tǒng)一。如FANUc、SIEMENS系統(tǒng)，在G00運(yùn)行時(shí)機(jī)床控制系統(tǒng)往往走的軌跡是折線，此時(shí)看程序沒有問題但實(shí)際加工卻產(chǎn)生了過切。這種情況UG軟件的刀軌驗(yàn)證功能無法辨別，只有NC程序經(jīng)仿真軟件驗(yàn)證檢查，在模擬加工中正確設(shè)置機(jī)床參數(shù)才能發(fā)現(xiàn)。解決方法：適當(dāng)加大層間抬刀的垂直參數(shù)(G00時(shí)避開折線點(diǎn))，如將層間抬刀至安全平面，缺點(diǎn)是降低了加工效率。徹底的解決辦法是在Feeds andSpeeds菜單的Rapid一欄里填上數(shù)值(默認(rèn)為0)即可。
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半精加工一般用于零件尺寸精度要求較高時(shí)，為給精加工留下較小的加工余量的切削，可根據(jù)加工材料及零件公差要求靈活使用。精加工是對(duì)工件最后的切削運(yùn)動(dòng)，直接關(guān)系到零件加工質(zhì)量的高低，不同的刀路程序會(huì)對(duì)零件加工出截然不同的精度效果，UG軟件提供了多種方式可選。比如在較陡峭的面多選等高線加工方式，為克服在不同斜率的面上加工殘留不均勻則多選曲面加工中的3D步距方式。半精加工、精加工時(shí)對(duì)精度的取值應(yīng)看具體情況，不要一味地追求精度而忽視了加工效益。
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清根是常用的加工工序，主要是把前面加工中應(yīng)加工而沒有加工掉的余量切掉。有兩種情況須使用清根：一是在大刀后換小刀以前，為了給后續(xù)加工一個(gè)好的加工環(huán)境，避免小刀在零件拐角處的切削量過大而導(dǎo)致進(jìn)給不能保持恒定速度，此時(shí)需先清根;再就是用于精加工前后，也是為了速度及加工出符合要求的圓角。清根常采用球刀，具體選什么刀具應(yīng)根據(jù)曲面的情況而定。
(3)后置處理
后置處理就是把CAM軟件生成的刀具軌跡，根據(jù)機(jī)床控制系統(tǒng)的要求轉(zhuǎn)換成G代碼格式的數(shù)控加工程序。特別注意不同的數(shù)控操作系統(tǒng)對(duì)數(shù)控加工程序的格式、代碼規(guī)定也有所不同，這是數(shù)控編程的最后環(huán)節(jié)。UG可以直接對(duì)內(nèi)部刀軌進(jìn)行后處理。此外，UG有可供用戶自定義后處理格式，以解決各種編程中的問題。
(4)對(duì)加工程序的驗(yàn)證
三維仿真軟件模擬加工、驗(yàn)證、分析是CAM軟件應(yīng)用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，模擬分析的好處就是可在計(jì)算機(jī)上像了解真實(shí)加工一樣觀察產(chǎn)品制造的全過程，用計(jì)算機(jī)來分析還沒有制造出來的零件的質(zhì)量，并發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造等存在的問題。驗(yàn)證分析可以針對(duì)產(chǎn)品、零件設(shè)計(jì)，也可針對(duì)數(shù)控加工程序。NC程序常用的仿真驗(yàn)證軟件是上海宇龍公司研制的仿真軟件，它采用數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理刀具材料和性能參數(shù)庫(kù)，提供多種機(jī)床的常用操作面板，可對(duì)數(shù)控機(jī)床操作全過程和加工運(yùn)行進(jìn)行仿真。在操作過程中，具有完全自動(dòng)、智能化的高精度測(cè)量功能和全面的碰撞檢測(cè)功能，可檢測(cè)出刀軌路徑的錯(cuò)誤以及導(dǎo)致零件、夾具和刀具損壞或機(jī)床碰撞等問題，還可對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行處理。若加工程序的驗(yàn)證既由編程人員同時(shí)也由機(jī)床操作人員來做，則基本能有效地防止錯(cuò)誤的發(fā)生。
3 結(jié)束語
在數(shù)控加工中合理選用自動(dòng)編程軟件可以提高編程效率，做到事半功倍。只有不斷地實(shí)踐，不斷地總結(jié)，熟練掌握其中的運(yùn)用技巧，才能夠得到理想的數(shù)控加工程序。
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