UG数控加工第1单元(车削加工)

基于UG模具零件的数控车削加工随着社会的发展，科技的进步，机械制造业产生了革命性的变化，数控车削加工技术已经广泛应用于模具零件制造业等，而数控车削加工普遍采用UG自动编程。

本文首先了解UG的来源、优点及缺点，其次描述了基于UG模具零件的数控车削加工工艺的内容，最后分析了基于UG模具零件的数控车削加工步骤，有助于提高了编程效率并节约成本。

标签：UG；模具零件；数控车削加工0 前言随着电脑技术的快速发展，电脑技术广泛地运用于机械设计领域中。

先进的机械化模具零件生产加工已经彻底代替了传统的人工加工，现在对模具零件生产速度和零件精密度的要求也在逐渐变高，传统的加工方法已经不能满足当代发展的要求。

UG是现在世界上最先进的CAE、CAD、CAM软件，并且是最好的数据机床自动编译工具，能实现复杂模具零件的数据程序自动编译，很大程度的减少了编译所需的时间，并且保证了加工精度，大大的提高了数控车削加工的效率。

1 UG的来历、特点和优缺点（1）UG的来源。

UG是美国UGS公司研发的的一款包含CAD、CAE、CAM 的高端三维CAD软件。

UG包括模具零件的设计加工、二维工程图和有限元分析等模块。

UG在1990年进入我国后，已经普遍应用于我国的航空、航天、交通工具、模具等数控领域。

目前我国已经把握了数控系统、数控主机、专机及其配套件等等基础的数控技术，并且具有开发基础，部分数控技术已经达到可以商品化、产业化，具有不可估量的商业前景；（2）UG的特点。

UG经由模块间的无缝集成，使得零件的三维信息在数控加工和有限元分析模块之间实现了共享，并有着数控设计修改简单便捷，更新速度快等特点。

用户可以很快而且高效高质量地设计模具零件。

制图也更加方便简洁、快速和精准，更加贴近工业所需的标准；（3）UG的优点和缺点。

UG为机械模具零件设计企业提供了完整的模具零件设计、模具零件分析和制造方案。

UG是现今最完全的参数化软件，在零部件的建模、装配和分析上起着很大的作用。

车削加工某轴类零件的模型及二维图如图1所示，对其轮廓进行加工。

图1一、创建车削加工几何体1．进入车削加工环境打开零件模型，选择“开始”|“加工”命令或使用快捷键[Ctrl+Alt+M]进入加工模块。

系统弹出如图2所示的“加工环境”对话框，在“要创建的CAM设置”列表框中选择“turning”模板，单击按钮，完成加工环境的初始化。

图22、创建加工坐标系在资源栏中显示“工序导航器”，将光标置于“工序导航器”空白部分右键单击弹出级联菜单。

级联菜单中有“程序顺序视图”、“机床视图”、“几何视图”、“加工方法视图”等，如图3所示。

在级联菜单中可以切换视图，单击“几何视图”切换到几何视图。

依次单击前的“+”符号，将WORKPIECE及TURNING_WORKPIECE 展开。

如图4所示图3 图4双击“MCS_SPINDLE”结点，系统弹出如图5所示的“MCS主轴”对话框，选择左端面的圆心以指定MCS，如图6所示。

车床工作面指定ZM-XM平面，则ZM轴被定义为主轴中心，加工坐标原点被定义为编程零点。

单击按钮，完成设置。

图5 图63、定义工件在“工序导航器—几何”视图中双击“WORKPIECE”结点，弹出如图7所示的“工件”对话框，完成几何体的指定。

其中，图7单击“指定部件”按钮，弹出“部件几何体”对话框，选择零件轴，如图8所示。

单击按钮，完成设置。

图8单击“指定毛坯”按钮，弹出“毛坯几何体”对话框，选择“包容圆柱体”类型，轴方向选择“+ZM”，按如图9所示设置参数，则可以指定一个长110mm，直径102mm的圆柱体作为毛坯。

单击按钮，完成对零件轴毛坯的指定。

图94、创建部件边界在“工序导航器—几何”视图中双击“TURNING_WORKPIECE”结点，弹出如图10所示的“车削工件”对话框。

图10在“部件旋转轮廓”类型中选择“无”，单击“指定部件边界”的按钮，弹出如图11所示的“部件边界”对话框，过滤类型默认为“曲线边界”。

基于UG自动编程的数控车削加工第一章简介1.1 UG来源及其优缺点UG 是美国UGS 公司的一款集CAD/CAM/CAE于一身的高端三维CAD 软件。

其中包含零件设计、二维工程图、零件加工和仿真以及有限元分析等模块。

通过模块之间的无缝集成，实现了零件的三维信息在设计、数控加工以及有限元分析模块之间的共享，具有设计修改方便，更新迅速等特点。

随着提高产品加工效率的需求越来越高，数控加工设备的使用也越来越普及，数控车床、数控车削加工中心、数控车铣复合加工中心已大量应用于各制造行业中。

UG NX6中提供了强大的数控车削加工模块，包含了粗车加工、精车加工、中心钻孔加工、螺纹加工等操作，能够实现各种复杂回转类零件的数控加工编程。

UG自从1990年进入我国以来，以其强大的功能和工程背景，已经在我国的航空、航天、汽车、模具和家电等领域得到广泛的应用。

尤其UG软件Pc版本的推出，为UG在我国的普及起到了良好的推动作用。

UG NX 6．O是NX系列的最新版本，它在原版本的基础上进行了多处的改进。

例如，在特征和自由建模方面提供了更加广阔的功能，使得用户可以更快、更高效、更加高质量。

地设计产品。

对制图方面也作了重要的改进，使得制图更加直观、快速和精确，并且更加贴近工业标准。

UG具有以下优势；1、为机械设计、模具设计以及电器设计单位提供一安完整的设计、分析和制造方案。

2、是一个完全的参数化软件，为零部件的系列化建模、装配和分析提供强大的基础支持。

3、可以管理CAD数据以及整个产品开发用期中所有相关数据，实现逆向工程(Reverse design)和并行工程(ConcurrenntEngnieer既)等先进设计方法。

4、可以完成包括自由曲面在内的复杂模型的创建，同时在图形显示方面运用了区域化管理方式，节约系统资源。

5、具有强大的装配功能，并在装配模块个运用了引用集的设计思想，为节省计算机资源提出了行之有效的解决方案，可以极大地提高设计效率。

第一章初识UG数控加工数控加工在现代产品和模具生产中占有举足轻重的地位，得到了广泛应用。

数控加工是通过电脑来控制数控机床进行加工的，因此编制数控加工程序是十分关键的一环，理想的加工程序不仅能保证加工出符合设计要求的合格工件，同时可使数控机床功能和刀具性能得到充分发挥，并可以安全可靠地进行工作。

1.1 关于UG和数控加工1.1.1 UG软件的历史UG软件诞生于美国的麦道飞机公司，距今已有30多年的历史，与它同年代的CAD（计算机辅助设计）/CAM（计算机辅助制造）软件几乎都已消失，只有UG等极少数软件幸存下来，并发展到CAD/CAM软件的顶峰。

UG软件拥有许多世界级的大用户（如通用汽车、波音飞机、通用电气、飞利浦、松下、精工、柯达等），全球近2万家大公司在使用它，正是这些世界级的用户不断提出的要求，推动了UG的不断发展，从而奠定了UG软件在CAM 领域中的领先地位。

UG软件进入中国市场以来发展讯速，已经成为中国航空航天、汽车、机械、电脑及外设、家用电器等领域的首选软件，并为这些企业带来了可观的效益。

另外，由于电脑硬件的不断升级，UG软件也已成为中国小型企业的优先之选。

1.1.2 UG CAM实现加工的原理在介绍UG CAM实现加工的原理前，先了解两个概念。

●刀位轨迹：刀具在加工过程中的运动路径。

在计算机的图形中显示为轨迹线条。

●操作：UG NX6为了创建某一类刀位轨迹而用来收集信息的集合。

UG CAM内定了各种各样的操作，在每一种操作中可以设定相关的信息参数，然后系统根据这些参数计算出特定的刀轨。

例如平面铣操作可以创建基于曲线的刀轨，型腔铣操作可以创建工件的粗加工刀轨，曲面轮廓铣操作可以创建曲面的精加工刀轨。

钻孔操作可以加工工件的孔和螺纹等。

UG CAM的主要目的就是要控制刀具进行指定的运动，加工出需要的工件。

使用UG NX6编程的主要工作就是要创建合理的刀轨。

1.1.3 UG CAM的主要操作UG NX6的加工环境中提供了许多操作模板，但其实只需要掌握几种最基本的操作即可具备编程的能力，并投入实际工作，其他操作都是从这几种基本操作中扩展出来的，稍有区别，在实际使用时甚至可以不使用扩展操作。

第1单元车削加工车削加工是指在车削加工模板所提供的环境下，创建外圆、内孔、端面、沟槽、圆弧、螺纹等车加工操作。

在车削加工中，每一种方式的加工均可生成相应的刀轨文件，并通过后处理操作自动创建出用于实际加工的数控加工程序。

主要内容返回目录1-1 限位轴的加工1-2 锁紧螺母的加工实战演练1：导柱的加工知识梳理退出项目目标：在“车削”模板加工环境下，运用粗车表面、精车表面、切槽、车螺纹、切断等操作，完成图1-1所示“限位轴”零件的全部加工。

图1-1 限位轴学习内容：设定加工环境、创建加工坐标系、创建几何体、创建刀具组；创建精车右端面、粗车表面、精车表面、切退刀槽、车螺纹、切断等加工操作；检验刀具轨迹；后处理生成加工程序等。

返回单元首页任务分析：1．加工条件根据工艺要求，该加工件在配有后置刀架的全功能数控车床上加工。

工件的毛坯为Ø40×140棒料，材料为45钢。

使用三爪自定心卡盘装夹棒料的左端。

2．工序安排该加工件安排7个加工工步，在数控车床上完成前6个工步。

第7工步为车左端面并倒C2斜角，在普通车床上完成。

【工步1】精车右端面精车M16螺纹柱右端面，选用80º外圆左偏刀车削，一次切削到位。

【工步2】粗车外表面粗车Ø36、Ø25、Ø18锥体、M16外圆、圆角R2等外表面，选用80º外圆左偏刀车削，直径和长度方向均留0.5mm的加工余量。

【工步3】精车退刀槽精车5×Ø13退刀槽（不分粗精车），选用宽度为4的外圆切槽刀，一次切削到位。

【工步4】精车外表面精车Ø36、Ø25、Ø18锥体、M16外圆、圆角R2等外表面，选用55º外圆左偏刀车削，一次切削到位。

【工步5】精车外螺纹精车M16（螺距为2）外螺纹，选用60º螺纹尖刀，一次切削到位。

【工步6】切断工件将工件长度预留102（比工件总长度多出2mm），仍选用宽度为4的外圆切槽刀，切深至切口直径为Ø8时停止，用手将工件折断，以免发生意外。

UG编程基本操作及加工工艺介绍第1章UG编程基本操作及加工工艺介绍本章主要介绍UG编程的基本操作及相关加工工艺知识，读者学习完本章后将会对UG 编程知识有一个总体的认识，懂得如何设置编程界面及编程的加工参数。

另外，为了使读者在学习UG编程前具备一定的加工工艺基础，本章还介绍了数控加工工艺的常用知识。

1.1UG编程简介UG是当前世界最先进、面向先进制造行业、紧密集成的CAID/CAD/CAE/CAM软件系统，提供了从产品设计、分析、仿真、数控程序生成等一整套解决方案。

UG CAM是整个UG 系统的一部分，它以三维主模型为基础，具有强大可靠的刀具轨迹生成方法，可以完成铣削（2.5轴～5轴）、车削、线切割等的编程。

UG CAM是模具数控行业最具代表性的数控编程软件，其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理、切削负载均匀、适合高速加工。

另外，在第1章 UG编程基本操作及加工工艺介绍 2加工过程中的模型、加工工艺和刀具管理，均与主模型相关联，主模型更改设计后，编程只需重新计算即可，所以UG编程的效率非常高。

UG CAM主要由5个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块，下面对这5个模块作简单的介绍。

（1）交互工艺参数输入模块。

通过人机交互的方式，用对话框和过程向导的形式输入刀具、夹具、编程原点、毛坯和零件等工艺参数。

（2）刀具轨迹生成模块。

具有非常丰富的刀具轨迹生成方法，主要包括铣削（2.5轴～5轴）、车削、线切割等加工方法。

本书主要讲解2.5轴和3轴数控铣加工。

（3）刀具轨迹编辑模块。

刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹，并提供延伸、缩短和修改刀具轨迹的功能。

同时，能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨。

（4）三维加工动态仿真模块。

是一个无须利用机床、成本低、高效率的测试NC加工的方法。

可以检验刀具与零件和夹具是否发生碰撞、是否过切以及加工余量分布等情况，以便在编程过程中及时解决。

数控车加工数控车削加工是一种重要的加工方法，主要用于轴类、盘类等回转零件的加工。

UG的车加工模块，可以完成零件的初车、精车、车端面、车螺纹和钻中心孔等工艺过程。

本文主要介绍各类车削操作的创建方法，参数设置、编辑以及刀具路径的生成和模拟等内容。

1．1车削概述在UG中建立回转体类零件的模型后，可在主菜单条上选择Application-Manufacturing菜单选项进入加工程序。

首次进入加工程序时，系统会弹出加工环境设置对话框。

在建立车削加工操作时，就在环境设置对话框的上部选择车削加工配置文件Lathe，在对话框下部选择车削模板零件Turning，然后再初始化加工环境。

建立车削加工操作的整体顺序是首先创建车削几何体；然后用与铣加工相类似的方法，分别创建程序、刀具、加工方法等；最后通过各操作对话框创建粗车、精车、车螺纹、车槽、钻孔等车削加工操作。

1．1．1创建车削几何在创建工具条中，单击创建几何图标，弹出如图1-2所示创建几何对话框。

在系统默认的车削模板零件中，包含六个车削几何模板图标：加工坐标创建图标、工件创建图标、车削零件创建图标、零件几何创建图标、切削区域约束图标、避让创建图标分别用于创建车削加工坐标系、工件、车削零件与毛坯、车削零件、约束切削区域和避让。

图1-21．创建车削坐标系图1-2对话框中的坐标系模板图标（MCS-SPINDLE），用于设置车削加工坐标系。

单击该图标后单击OK或Apply弹图1-3的坐标系设置对话框。

设置加工坐标系时，使MCS坐标系和WCS坐标系在同一坐标原点，同时坐标轴方向一致，否则在生成刀具路径时因无法得到切削区域而出现错误显示。

加工坐标系也可以操作导航工具中进行编辑。

图1－32．工件的创建方法创建工件时，先根据零件加工的需要，在子类区域中选择几何模板图标；再在Parent Group下拉列表框中选择父组的几何名称，继承父组的几何属性；然后，在Name文本框中输入在创建的车削几何名称；最后，单击OK或Apply。