A. 數控銑零件加工工藝及數控編程
和數控編程技術是最重要的技術之一，
本文主要對模具加工所使用的動模板進行CNC加工，採用西門子系統對動模板進行數控編程加工。首先是對工件進行加工工序的確定，並且進行工藝分析，裝夾方式的選擇，切削用量的確定。再對刀具進行了選擇。然後就工藝路線進行編程加工。
當前數控加工的重點發展方向是無圖化生產、單件高精度並行加工、少人化無人化加工，這就要求數控機床能滿足高速、高動態精度、高剛性、熱穩定性、高可靠性、網路化以及與之配套的控制系統，最重要的是模具三維型面加工特別注重機床的動態性能國內已有一些公司引進了高速銑床，並開始應用。國內機床廠陸續開發出一些准高速的銑床，並正開發高速加工機床。
數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴於數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世；19世紀末，以紙為數據載體並具有輔助功能的控制系統被發明；1938年，香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸，奠定了現代計算機，包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年，第一台數控機床問世，成為世界機械工業史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發展。
數控機床是一種技術密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備,是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密加工精度高,質量容易保證,發展前景十分廣闊,因此掌握數控車床的加工編程技術尤為重要
.1數控機床的優點
數控機床採用了計算機數控（ Computerized Nuinerically Control ）系統，因此也稱為計算機數控機床或 CNC 機床。數控機床作為一種新型的自動化機床、在具有高自動程度的同時還具有廣泛的通用性。
這是因為數控機床都具有以下一些共同的優點：
（1）數控機床能縮短生產准備時間，增加切削加工時間的比率。最佳切削參數和最佳走刀路線的合理使用，能夠大大地縮短加工時間，提高生產率。
（2）數控機床按照程序自動加工，不需要人工干預，而且還可以利用軟體進行校正及補償。因此，使用數控機床進行生產，可以保證零件的加工精度。穩定產品質量。
（3）只要改變程序，就能改變數控機床刀具與工件之間的相對運動軌跡，就可以加工不同的零件，使數控加工具備了廣泛的適應性和較大的靈活性。從而能夠完成很多普通機床難以完成或者不能加工的、具有復雜型面的零件的加工。
（4）許多數控機床能夠實現生產加工過程中的自動換刀，使得零件一次性裝夾之後，數控機床就能完成零件的多個加工部位的加工，真正實現了一機多用，大節省了設備和廠房面積。生產者可以精確計算生產成本，並對生產進度進行合理的安排，從而在一事實上程度上可以加速資金的周轉，切實提高經濟效益。
（5）在一般情況下，數控機床在加工生產過程中不需要特別的專用夾具，普通的通用夾具就能滿足數控加工的要求。與普通機床相比，使用數控機床進行生產時，專用夾具設計製造和存放的費用可以大大的減少。
（6）運用數控機床進行生產，能夠大減輕工人的勞動強度。
1.2數控機床的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化，使製造業成為工業化的象徵，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：
1．2.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。
1.2 .2軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其製造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。
在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.2.3 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求，也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak）公司展出的「CyberProction Center」（智能生產控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機床公司展出「IT plaza」（信息技術廣場，簡稱IT廣場）；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放製造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。
1.2.4 重視新技術標准、規范的建立
如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准，即採用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特徵是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649（STEP－NC），其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個製造過程，乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對於數控技術的發展乃至整個製造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的製造理念，傳統的製造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。
目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。
數控加工是對學生完成課程後，對機械加工工藝過程、數控加工工藝和夾具結構進一步了解的練習性的實踐環節，是學習深化與升華的重要過程，是對學生綜合素質與工程實踐能力的培養。
B. 數控機床中mastercam編程步驟是什麼
第一步、編程前。確定工件基準；確定原點；利用分析功能對工件徹底分析，以便下一步編程用刀選擇。長寬高尺寸，轉角R，側壁斜度，封膠或者膠位位位置，插穿或者碰穿位置等等心中有數。
第二步、編程。開粗，2次開粗。清角再清角，留餘量0,1-0.2，轉角處可用等高，底部R可用自動清角功能精加工之殘料加工或者其他合適的命令。半光，也叫半精加工，光刀。
第三步、編完後泡杯鐵觀音，慢慢品嘗慢慢檢查看看有什麼不妥之處需改正。做數學還要驗慎衡算哩，聽我的沒錯，養成檢查的寬猛做習慣對你以後的工作有利無弊。
C. 數控編程與加工技術_UGNX,CAM模塊數控編程與加工技術探討
[摘 要]型腔銑操作應用廣泛,文章以典型實例闡述了在UG軟體中完成從產品造型到數控加工的全過程,重點討論了UGCAM加工模塊中層的運用、等高輪廓銑參數的設置與編輯優化刀路的方法,從而達到提高編程的精確性與效率,縮短加工生產周期的目的。
[關鍵詞]UGNX CAM NC 數控編程 型腔銑
[中圖分類號]TH16[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)02-0027-02
隨著市場經濟的發展,企業競爭愈發激烈,要求企業必須縮短產品的開發周期、降低開發成本、提高產品質量,實現新產品的快速開發,因此改進產品的傳統設計加工方法,掌握計算機應用技術並應用於產品開發、製造,才能夠在市場競爭中立於不敗之地。UG NX是當前世界上最先進、面向先進製造業、緊密集成的系統軟體,廣泛應用於齒輪的參數化結構設計[1]、高速加工[2]、六自由度並聯機器人曲面加工[3]及精密葉輪加工等[4],其中CAM模塊根據建立的模型生成數控代碼,用於產品加工。UG NX軟體提供的後處理器UG/POST可根據機床參數進行修改生成機床可以識別的NC程序,大大方便了用戶的使用。
1 基於UGNX自動編程過程概述
UGNXCAM涵蓋完整的NC編程和後處理、切削模擬和機床運動模擬功能,可用於構建產品、工裝、夾具及刀具,同時也可以創建機床的遲爛三維模型供模擬使用[5]。
UGNX CAM模塊提供了2-5軸的銑削加工,2-4軸的車削加工,電火花切割加工和點位加工,並在此基礎上提供多種加工子類型,例如平面銑、型腔銑、固定軸曲面輪廓銑及可變軸曲面輪廓銑等,用於各種復雜零件的粗加工、半精加工、精加工,編程人員可慎亮以根據加工零件的結構特徵和加工精度要求選擇合適的加工方法,滿足不同客戶需求。目前CAD/CAM集成系統數控編程是指以待加工零件CAD模型為基礎,生成機床可以識別的NC程序並實現加工過程模擬的相關專業技術;在UG 軟體中,首先對三維實體造型進行加工工藝分析,合理安排加工工序、切削參數與走刀路線,然後用戶可在圖形方式下編輯刀具路徑,生成刀軌,並進行加工模擬。通過設置UG-POST後處理器生成機床可以識別的數控加工指令代碼,編輯調試後輸入數控機床即可進行數控加工;UG NX數控編程加工過程如圖1。
2 UGNX CAM加工工藝分析
下面以凹模零件銑削加工為例,闡述UG在數控加工中的實際應用,軟體版本是UGNX5.0。
2.1 三維建模
利用UGNX強大三維造型功能快速獲取CAD數據模型建立三維實體模型,見圖2所示。
2.2 零件的工藝分析及規劃
制訂數控銑削加工工藝是數控銑削編程的基礎和前提,只有合理安排工藝路線,確定數控銑削工序的內容和步驟才能確保NC程序質量,因此工藝分析及規劃是整個CAM工作的核心。
2.2.1 確定加工內容
根據模型形狀確定需加工的區域,本例中主要是凹模的內型腔側面、底面與凹模頂面的微小台階面。根據加工內容選擇UGCAM加工模塊中的型腔銑子類型就可以完成凹模零件的全部加工。
2.2.2 確定加工工藝路線
即確定從粗加工到精加工的流程與加寬旦寬工餘量。本例中加工工藝路線是首先採用UGCAM模塊中型腔銑操作(MILL_CONTOUR)粗銑凹模內輪廓,留0.1mm的精加工餘量,選擇切削模式為跟隨部件,步距為刀具直徑的75%;其次是凹模側壁與底平面精加工,選用型腔銑子類型--等高輪廓銑(ZLEVEL_PROFILE),通過設置切削區域、指定修剪邊界簡化刀路,提高生產效率。另外,在等高輪廓銑子類型的切削參數對話框設置中,將連接類型設置為直接對部件與在層之間切削,可同時實現底平面的精加工,精簡了NC程序,大大提高了加工效率。
最後是凹模頂部台階面的清根加工,選取型腔銑子類型――等高輪廓銑,通過設置切削層深度巧妙的將加工范圍限制在台階面的上下,可快速高效實現上部台階面清根加工。
2.2.3刀具及切削參數的設置
根據加工要求選擇刀具、加工工藝參數與切削參數。本例中凹模內腔為帶斜度陡壁,選用型腔銑子類型――等高輪廓銑,為獲得高的表面粗糙度,垂直方向的切削層設置為最優化模式,系統會根據三維模型自動調整層深,一般在有淺面的地方生成比較小的每刀切削深度,在陡峭面的地方使用相對比較大的每刀切深,從而獲得比較好的表面加工質量。
根據上述工藝分析,選用三把刀具,其直徑分別為φ16mm,底圓角半徑0.2mm;φ6mm,底圓角半徑為3mm;φ12mm,底面角半徑為零。根據切削參數確定主軸轉速為粗加工2000r/min,精加工為7000r/min,進給速度為粗加工F=1000mm/min,精加工F=800mm/min,邊界內公差和邊界外公差設置為0.03,由此可知該部分加工工藝表如下:
3 UGCAM模擬導加工過程
3.1 進入CAM環境
選擇mill_contour(型腔銑),刀具選擇可以根據模板或直接調用UG刀具庫里的刀具,創建加工刀具尺寸參數。
3.2 設置操作參數
創建操作的過程中主要包括選擇操作類型(子類型)、設定工件坐標系與安全平面、創建工件幾何體等幾大塊。在操作對話框中設置加工過程相關的一些參數,主要有檢查幾何體、指定切削區域、指定修剪邊界、切削模式、切削層等。在操作對話框中完成切削順序、切削方向、餘量以及進給量等相關參數設置。
3.3 模擬加工刀具路徑
完成參數設置後,系統進行刀軌計算,自動生成加工刀具路徑,如圖3所示
3.4 輸出機床加工程序
UGNX5.0提供了強大的後處理器,利用該處理器生成的NC程序無法直接在數控機床上應用,因不同的機床生產廠商生產的數控機床硬體不同,即使是相同的機床所安裝數控系統也不一定相同,這些特定的機床參數並不包含在刀具位置源文件中,因此必須根據特定數控機床參數設置後處理器,以便生成該機床可以識別的NC程序。最終將凹模NX程序導入LGMazak型號為Nexus510C的立式機床進行加工,圖4為在LGMazak機床上生成實際加工的程序,圖5為最終加工效果圖。從圖中可以看出最終加工效果圖與零件的三維模型一樣,從而實現了零件的快速加工。
4 結語
文章詳細闡述了UGNX在現代製造業中的應用,利用加工模塊提供的切削層設置工具,將凹模切削層設為最優化,UGCAM根據三維模型自動優化刀軌,大大提高零件的加工效率,精簡加工工藝,因此得出如下結論:
(1)可以在一次裝夾中,完成型腔的粗、精加工,實現一次加工成品,簡化NC加工程序;
(2)利用UGNX數控編程技術快速實現了產品設計-模擬加工-實際加工的一體化過程,提高產品的開發生產效率,大大縮短了產品開發周期;
(3)UGNX提供了強大的加工過程模擬工具,從而有效預防和減少了復雜零件實際加工中錯誤的發生。
[參考文獻]
[1] 邵家雲,任豐蘭.UG中漸開線斜齒輪的全參數化精確建模[J].農機使用與維修,2009(1).
[2] 王建華,王妮.UG在高速加工數控編程中的應用[J].航天製造技術,2006.
[3] 薛世超,高國琴,庄景燦.基於UG的六自由度並聯機器人曲面銑加工實現[J].機械設計與製造,2009(1).
[4] 李群,陳五一,單鵬,宋放之.基於UG的復雜曲面葉輪三維造型及五軸數控加工技術研究[J].計算機應用,2007,8.
[5] 黃宜松,謝龍漢,王磊.數控加工入門與實例進階[M].北京:清華大學出版社,2008.
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D. ug插銑側壁刻度線如何編程
1、進入ug軟體加工環境，點擊ug插銑側壁刻度線「創建工序」。
2、在ug插銑側壁刻度線創建工序的對話框裡面的類型里選擇mill-contour。然後點擊「工序子類型」裡面的「深度加工拐角」，點擊確定。
3、進入「深度加工拐角」對話框，首先選擇幾何體，即選擇建立的ug插銑側壁刻度線坐標系。
4、指定ug插銑側壁刻度線使用的部件和切削區域。5、指定ug插銑側壁刻度線使用的刀具。
6、設置沒刀的ug插銑側壁刻度線需要多大切削深度。7
、設置切削層，這里就是把ug插銑側壁刻度線切削范圍確定一下。
8、然後就是把ug插銑側壁刻度線往復循環切削，這里在切削參數裡面設置一下。設置完成後，點擊「生成」和「確定」進行ug插銑側壁刻度線的刻畫模擬了。