基于UG的计算机辅助制造试验

1、实验六基于UG的计算机辅助制造实验一、实验目的1 .了解典型计算机辅助制造（CAM）软件UG的基本功能；2 .熟悉使用UG软件完成CAM功能的基本实现过程；3 .运用实例初步掌握UG软彳CAM的基本功能，即生成零件的刀位文件，进行后置处理，生成数控程序。二、实验内容1 .介名UUG软件的加工环境、CAM操作界面、节点组（程序节点、刀具节点、几何体节点、加工方法节点）等；2 .掌握UG软件完成CAM功能的基本实现过程；3 .介名UUGCAM的基本加工功能；4 .学生在教师指导下完成示例模型的CAM典型铳加工操作。三、实验设备1 .每两个学生一台PC机，CPU:P4D2.8G,硬盘：80G,内存：

2、512MB,显卡：128M以上；2 .UGNX3软件。四、实验原理CAD作为一体化的CAD/CA际统，一般均采用内部统一的数据格式进行管理，使用者用模块进行模型设计工作，而CAM模块则利用CAD莫块所创建的模型进行加工编程操作。3 .CAM数控编程的基本过程CAMB控编程的基本过程（一般步骤）如图6-1所示:图6-1CAM数控编程的基本过程1）加工工艺分析和规划的主要内容包括:(1)加工对象及区域规划，即对加工对象进行分析，对加工区域进行合理规划以达到提高加工效率和加工质量的目的。(2)加工工艺路线规划，即从粗加工到精加工的流程及加工余量分配。(3)加工工艺和加工方式确定，如刀具选择、加工工艺

3、参数和切削方式(刀轨形式)选择等。2)参数设置的内容较多，包括：(1)加工对象设置是指用户通过交互手段指定被加工的几何体或其中的加工分区、毛坯、避让区域等。(2)刀具设置是针对每一个加工工序选择适合的加工刀具，并在CAD/CAM软件中设置相应的刀具参数。(3)切削方式设置用于指定刀轨的类型及相关参数。(4)加工工艺参数设置包括对进退刀位置及方式、切削用量、行间距(用于控制残余高度)、加工余量、安全高度等。3)在完成参数设置后，即可将设置结果提交CAtyCA幅统进行刀轨的计算。这一过程是由CA»CAM件自动完成的。为确保程序的安全性，必须对生成的刀轨进行仿真校验。4)后处理实际上是一个

4、文本编辑处理过程，其作用是将计算出的刀轨(刀位运动轨迹)以规定的标准格式转化为NC代码并输出保存。4 .UGCAM勺主要加工功能UGCA加以实现的主要加工方法如下：1)平面铳与型腔铳(PlanarandCavityMilling)平面铳与型腔铳是最常用的铳削方法。前者以平面为切削边界，主要用于零件的粗加工和精加工；后者以平面、曲面、曲线和体等为切削边界，属于3轴加工，主要用于零件的粗加工。2)固定轴曲面轮廓铳(FixedAxisMilling)固定轴曲面轮廓铳以3轴方式加工零件，基本上能对UGCADt造出来的任何曲面和实体模型进行半精加工和精加工。3)可变轴曲面轮廓铳(VariableAxis

5、Milling)可变轴曲面轮廓铳以5轴方式加工零件，支持定轴和多轴铳削功能。可加工UGCADt造出来的几何体。4)车力口工(ManufacturingTurning)UG的车削模块提供了加工高质量旋转体零件所需的全部功能，能实现粗车、多次走刀精车、车退刀槽、车螺纹和钻中心孔等。5)线切割WireEDM(ElectricalDischargeMachineUG的线切割功能支持两轴和4轴线切割加工。6)其他加工方法UGCAM除以上几种常用加工功能外，还有适用于钻、螺纹加工、饺孔及镇孔等的点位加工(PointtoPoint)和孔加工(Holemaking)，等。3.UG加工环境及设置UGCAM供了数

6、控铳加工、数控车加工、线切割等诸多功能，对于一个加工对象来说，一般根据自己的需要，选择或定制自己的加工编程软件环境，即UG加工环境。选取【应用(Application)】/【加工(Manufacturing)】，进入UG加工模块。对于一个部件来说，当第一次进入Manufacturing模块时会弹出【加工环境(MachiningEnvironment)】对话框，如图6-2所示。首先选择"CAMS程配置”列表框下的加工环境配置文件，再选择“CAM置”列表框下的操作模板。单击按钮“初始化”进入指定的加工环境。当再次打开此部件时，将直接进入加工环境，进行加工编程操作。图6-2加工环境对话框1

7、) UGCAM操作界面UGNX3加工模块的基本操作界面如图6-3所示。包括：菜单区、工具条区、操作导航区、工作区等。图6-3UGNX3加工模块的操作界面常用UG加工模块的工具条如图6-4所示。包括：加工创建、加工操作、加工对象以及操作导航器。图6-4UG加工模块的常用工具条2) UGCAM节点组UGCAM勺节点有4种，即程序、刀具、几何体以及加工方法。节点既可以被父节点所拥有，也可以拥有子节点，从而形成树形结构，在操作导航器中可以对节点进行查看、编辑和选取。(1)程序节点程序节点的结构如图6-5所示。-43岸作导豌要-程序次序名称I换刀IR就I刀具I刀具号rslWDME.置询标商图6-5程序节

8、点视图(2)刀具节点刀具节点的结构如图6-6所示。4a操作导就器-加工刀具名粽|刀轨I刀具|描述GENERIC_«ACHINE逋用机床3HONEmilljlwu-图6-6刀具节点视图(3)几何体节点几何体节点的结构如图6-7所示。中彼作导值器-几何体刍稀.刀就刀具|几顿体GE0METRT国NDHE-贝McsjimWORKPIECE图6-7几何体节点视图(4)加工方法节点加工方法节点的结构如图6-8所示。W操作导解器-加工方法名称|月轨|刀具|几何体|METHOD国HOKE世:MILL.RDUGK1MILLSEMI_FIMTSH挺MILL.FI11ISK1DRILLJflETHO口图6

9、-8加工方法节点视图五、实验步骤以示例模型为例，完成典型铳操作，主要实验步骤如下:1 .加工工艺分析和规划分析图6-9所示的CAD莫型，为一典型的模具零件凹腔，加工面选为顶面、凹腔表面,图6-9示例CAD模型使用平口钳装夹零件的下端。零件材料45钢。加工阶段划分：顶面一次加工到位，采用直径32mm勺机夹立铳刀；凹腔面分为粗加工、半精加工、精加工。凹腔面粗加工后侧面单边留量1mm底面留量1mm采用直径20mmm夹立铳刀。凹腔面半精加工后侧面及底面单边留量0.3mmx采用直径10mm机夹立铳刀。凹腔面精加工采用直径10mn夹球头立铳刀。2 .进入UG加工环境选取【应用(Application)】/

10、【加工(Manufacturing)】，进入UG加工模块。对于一个部件来说，当第一次进入Manufacturing模块时会弹出【加工环境(MachiningEnvironment)】对话框。"CAMS程配置”列表框下选“camgeneral",再选择"CAM殳置”列表框下的操作模板“millplanar单击按钮“初始化”进入指定的加工环境。当再次打开此部件时，将直接进入加工环境，进行加工编程操作。3 .创建相应的节点组1)程序节点操作导航器切换至“程序次序”，右键快捷键或从工具条建立自己的程序节点“MY_PROGRAM完成后的程序节点如图6-10所示。卡1挺柞导航

11、器-程序次序名称I软刀I刀就I刀具I刀具*匐IW0HE，臭PEJ0GKAMJ闻画:顼货两I：二二1二二二二二二二虻图6-10程序节点视图2)刀具节点操作导航器切换至“刀具次序”，右键快捷键或从工具条建立自己的刀具节点。首先建立直径32mmm勺立铳刀。如图6-11所示。图6-11建立刀具依次建立所使用的其他刀具：直彳空20mmi夹立铳刀、直彳空10mmi夹立铳刀、直彳空10mm机夹球头立铳刀。完成后的程序节点如图6-12所示。-二操作导航器-加工刀具1名称一卜力一刀具描述Sis|GEiraMC_M*CHIHE通用机床.富NONE9D32_ENDMILLgD20_ENPMILLD1O_BA1L_M

12、ILLgD6_BALL_MILLmilljlanarWillingTool-5MillieTglYMillincTool-EMillingTool-Ii图6-12刀具节点视图3）几何体节点操作导航器切换至“几何体次序”，双击节点“WORKPIECE打开如图6-13所示对话框。并依次设置部件几何体及毛坯几何体。*1ILL_GEO15<n何体图6-13几何体设置对话框4）加工方法节点操作导航器切换至“加工方法次序”，双击节点“MILL_ROUGH"MILL_SEMIFINISH”、“MILL_FINISH”。打开如图6-14所示对话框。依次设置各加工方法的加工余量、进给速度、切削方

13、式。切出去差01200切削方式：脚一山.#科，消图6-14加工方法设置对话框4.建立顶面加工操作从“加工创建”工具条上单击建立操作按钮，打开如图6-15的创建操作一级对话框。选择面铳子类型，选取已建立的程序组节点、使用几何体节点、使用刀具节点、使用方法节点。确定后弹出如图6-16所示的操作设置主界面。图6-15创建操作一级对话框在操作设置主界面中，完成必要的切削区域设置、切削方式设置、进刀让设置等，其他采用系统默认值。/退刀设置、避图6-16操作设置主界面6-17所示。单击操作设置主界面下端的生成按钮，则生成以上设置相应的刀轨。如图图6-17顶面加工刀轨单击操作设置主界面下端的刀轨加工模拟确认

14、按钮，则可进行刀轨的动态模拟，如图6-18所示。图6-18顶面加工刀轨3D动态模拟5,建立凹腔粗加工操作从“加工创建”工具条上单击建立操作按钮，打开如图6-19所示的创建操作一级对话框。类型选择mill_contour,子类型选择CAVITY_MILL,选取已建立的程序组节点、使用几何体节点、使用刀具节点、使用方法节点。确定后弹出如图6-20的操作设置主界面。中创迂盘件U20_E)n)MILLIOJLKFTECEMILLJiDUOH匚心口TYMILLmiLLcon.t(mr程序HT_PBDGRAH使用几何体使用力具付用方法名称.应用型图6-19创建凹腔粗加工操作对话框在操作设置主界面中，完成必

15、要的切削区域设置、切削方式设置、进刀/退刀设置、避让设置等，并选择中部的“切削”按钮，在弹出的包容选项卡中选择生产中的工件为“使用3D'。其他采用系统默认值。图6-20操作设置主界面单击操作设置主界面下端的生成按钮，则生成以上设置相应的刀轨。如图6-21所示。图6-21粗加工凹腔刀轨单击操作界面下端的显示IPW（inprocessworkpiece）,得到如图6-22所示的中间加工状态（即粗加工后状态）。图6-22中间加工状态（粗加工）IPW单击操作设置主界面下端的刀轨加工模拟确认按钮，则可进行刀轨的动态模拟，如图6-23所示。图6-23粗加工凹面刀轨3D动态模拟6 .建立凹腔半精加工

16、操作从“加工创建”工具条上单击建立操作按钮，创建操作一级对话框。类型选择mill_contour,子类型选择CAVITY_MILL,选取已建立的程序组节点、使用几何体节点、使用刀具节点D10_ENDMILL使用方法节点。确定后弹出相应的操作设置主界面。在操作设置主界面中，完成必要的切削区域设置、切削方式设置、进刀/退刀设置、避让设置等，并选择中部的“切削”按钮，在弹出的包容选项卡中选择生产中的工件为“使用3D'。其他采用系统默认值。单击操作设置主界面下端的生成按钮，则生成以上设置相应的刀轨。如图6-24所示。图6-24半精加工凹腔刀轨单击操作界面下端的显示IPW(inprocesswo

17、rkpiece),得到中间加工状态(即半精加工后状态)。单击操作设置主界面下端的刀轨加工模拟确认按钮，则可进行刀轨的动态模拟。7 .建立凹腔精加工操作从“加工创建”工具条上单击建立操作按钮，打开创建操作一级对话框。类型选择mill_contour,子类型选择FIXED_CONTOU砒取已建立的程序组节点、使用几何体节点、使用刀具节点D10_BALLMILL使用方法节点。确定后弹出相应的操作设置主界面。如图6-25所示。图6-25固定轴轮廓铳设置主界面在操作设置主界面中，选择驱动方式位区域铳削，在弹出的对话框中设置相应的驱动方式参数，如图6-26所示。其他采用系统默认值。图6-26驱动方式设置单

18、击操作设置主界面下端的生成按钮，则生成以上设置相应的刀轨。如图6-27所示。图6-27精加工凹腔刀轨单击操作设置主界面下端的刀轨加工模拟确认按钮，则可进行刀轨的动态模拟。8 .生成clsf文件选择菜单工具僚作导航器/输出/CLSF（切削路径源文件），弹出图6-28所示的对话框，选择标准CLSF,设置好文件路径及名称，则生成与零件所有加工相应的CLSF文件。如图6-29所示。图6-28CLSF对话框11信息女件(F)编辑如列出信息创建于I日期当前工作部件中点名:2007-7-1211:20:54:E:UG_file_testshiyan.prt；adm_zjhTOOLPATH/FACE_KILL

19、ING_AREArTOOL,D32_ENDMILLTLDATA/MILLIE700DOTD.OoOO.lOD.OoOO,0.OOOOH0,OOOOHSYS/0iOOOO,0-OOOO,40.0000,1,0000000,0r00000000.00000000,000$centerlinedataPAIMT/PATHPAINT/SPEED,10PAINT/COLOR,IB6FROK/0.0000,O.0000,30.0000,O.0000000,0.0000000,1.0000000LOAD/TOOL,1fl图6-29生成的CLSF文件V>119.后处理，生成NC代码选择菜单工具/操作导航器/输出/NX后处理，弹出图6-30所示的对话框，选择机床类型，设置好文件路径及名称，确定后则生成与零件所有加工相应的NC代码文件。如图6-31所示。图6-29后处理对话框图6-30生成的NC代码10.输出车间文件点击菜单