A. 数控铣零件加工工艺及数控编程
和数控编程技术是最重要的技术之一，
本文主要对模具加工所使用的动模板进行CNC加工，采用西门子系统对动模板进行数控编程加工。首先是对工件进行加工工序的确定，并且进行工艺分析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就工艺路线进行编程加工。
当前数控加工的重点发展方向是无图化生产、单件高精度并行加工、少人化无人化加工，这就要求数控机床能满足高速、高动态精度、高刚性、热稳定性、高可靠性、网络化以及与之配套的控制系统，最重要的是模具三维型面加工特别注重机床的动态性能国内已有一些公司引进了高速铣床，并开始应用。国内机床厂陆续开发出一些准高速的铣床，并正开发高速加工机床。
数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。
数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要
.1数控机床的优点
数控机床采用了计算机数控（ Computerized Nuinerically Control ）系统，因此也称为计算机数控机床或 CNC 机床。数控机床作为一种新型的自动化机床、在具有高自动程度的同时还具有广泛的通用性。
这是因为数控机床都具有以下一些共同的优点：
（1）数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。最佳切削参数和最佳走刀路线的合理使用，能够大大地缩短加工时间，提高生产率。
（2）数控机床按照程序自动加工，不需要人工干预，而且还可以利用软件进行校正及补偿。因此，使用数控机床进行生产，可以保证零件的加工精度。稳定产品质量。
（3）只要改变程序，就能改变数控机床刀具与工件之间的相对运动轨迹，就可以加工不同的零件，使数控加工具备了广泛的适应性和较大的灵活性。从而能够完成很多普通机床难以完成或者不能加工的、具有复杂型面的零件的加工。
（4）许多数控机床能够实现生产加工过程中的自动换刀，使得零件一次性装夹之后，数控机床就能完成零件的多个加工部位的加工，真正实现了一机多用，大节省了设备和厂房面积。生产者可以精确计算生产成本，并对生产进度进行合理的安排，从而在一事实上程度上可以加速资金的周转，切实提高经济效益。
（5）在一般情况下，数控机床在加工生产过程中不需要特别的专用夹具，普通的通用夹具就能满足数控加工的要求。与普通机床相比，使用数控机床进行生产时，专用夹具设计制造和存放的费用可以大大的减少。
（6）运用数控机床进行生产，能够大减轻工人的劳动强度。
1.2数控机床的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：
1．2.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
1.2 .2轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。
在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
1.2.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
网络化数控装备是近两年国际着名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些着名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak）公司展出的“CyberProction Center”（智能生产控制中心，简称CPC）；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场）；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
1.2.4 重视新技术标准、规范的建立
如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC），其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。
STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。
目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。
数控加工是对学生完成课程后，对机械加工工艺过程、数控加工工艺和夹具结构进一步了解的练习性的实践环节，是学习深化与升华的重要过程，是对学生综合素质与工程实践能力的培养。
B. 数控机床中mastercam编程步骤是什么
第一步、编程前。确定工件基准；确定原点；利用分析功能对工件彻底分析，以便下一步编程用刀选择。长宽高尺寸，转角R，侧壁斜度，封胶或者胶位位位置，插穿或者碰穿位置等等心中有数。
第二步、编程。开粗，2次开粗。清角再清角，留余量0,1-0.2，转角处可用等高，底部R可用自动清角功能精加工之残料加工或者其他合适的命令。半光，也叫半精加工，光刀。
第三步、编完后泡杯铁观音，慢慢品尝慢慢检查看看有什么不妥之处需改正。做数学还要验慎衡算哩，听我的没错，养成检查的宽猛做习惯对你以后的工作有利无弊。
C. 数控编程与加工技术_UGNX,CAM模块数控编程与加工技术探讨
[摘 要]型腔铣操作应用广泛,文章以典型实例阐述了在UG软件中完成从产品造型到数控加工的全过程,重点讨论了UGCAM加工模块中层的运用、等高轮廓铣参数的设置与编辑优化刀路的方法,从而达到提高编程的精确性与效率,缩短加工生产周期的目的。
[关键词]UGNX CAM NC 数控编程 型腔铣
[中图分类号]TH16[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)02-0027-02
随着市场经济的发展,企业竞争愈发激烈,要求企业必须缩短产品的开发周期、降低开发成本、提高产品质量,实现新产品的快速开发,因此改进产品的传统设计加工方法,掌握计算机应用技术并应用于产品开发、制造,才能够在市场竞争中立于不败之地。UG NX是当前世界上最先进、面向先进制造业、紧密集成的系统软件,广泛应用于齿轮的参数化结构设计[1]、高速加工[2]、六自由度并联机器人曲面加工[3]及精密叶轮加工等[4],其中CAM模块根据建立的模型生成数控代码,用于产品加工。UG NX软件提供的后处理器UG/POST可根据机床参数进行修改生成机床可以识别的NC程序,大大方便了用户的使用。
1 基于UGNX自动编程过程概述
UGNXCAM涵盖完整的NC编程和后处理、切削仿真和机床运动模拟功能,可用于构建产品、工装、夹具及刀具,同时也可以创建机床的迟烂三维模型供模拟使用[5]。
UGNX CAM模块提供了2-5轴的铣削加工,2-4轴的车削加工,电火花切割加工和点位加工,并在此基础上提供多种加工子类型,例如平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣及可变轴曲面轮廓铣等,用于各种复杂零件的粗加工、半精加工、精加工,编程人员可慎亮以根据加工零件的结构特征和加工精度要求选择合适的加工方法,满足不同客户需求。目前CAD/CAM集成系统数控编程是指以待加工零件CAD模型为基础,生成机床可以识别的NC程序并实现加工过程仿真的相关专业技术;在UG 软件中,首先对三维实体造型进行加工工艺分析,合理安排加工工序、切削参数与走刀路线,然后用户可在图形方式下编辑刀具路径,生成刀轨,并进行加工模拟。通过设置UG-POST后处理器生成机床可以识别的数控加工指令代码,编辑调试后输入数控机床即可进行数控加工;UG NX数控编程加工过程如图1。
2 UGNX CAM加工工艺分析
下面以凹模零件铣削加工为例,阐述UG在数控加工中的实际应用,软件版本是UGNX5.0。
2.1 三维建模
利用UGNX强大三维造型功能快速获取CAD数据模型建立三维实体模型,见图2所示。
2.2 零件的工艺分析及规划
制订数控铣削加工工艺是数控铣削编程的基础和前提,只有合理安排工艺路线,确定数控铣削工序的内容和步骤才能确保NC程序质量,因此工艺分析及规划是整个CAM工作的核心。
2.2.1 确定加工内容
根据模型形状确定需加工的区域,本例中主要是凹模的内型腔侧面、底面与凹模顶面的微小台阶面。根据加工内容选择UGCAM加工模块中的型腔铣子类型就可以完成凹模零件的全部加工。
2.2.2 确定加工工艺路线
即确定从粗加工到精加工的流程与加宽旦宽工余量。本例中加工工艺路线是首先采用UGCAM模块中型腔铣操作(MILL_CONTOUR)粗铣凹模内轮廓,留0.1mm的精加工余量,选择切削模式为跟随部件,步距为刀具直径的75%;其次是凹模侧壁与底平面精加工,选用型腔铣子类型--等高轮廓铣(ZLEVEL_PROFILE),通过设置切削区域、指定修剪边界简化刀路,提高生产效率。另外,在等高轮廓铣子类型的切削参数对话框设置中,将连接类型设置为直接对部件与在层之间切削,可同时实现底平面的精加工,精简了NC程序,大大提高了加工效率。
最后是凹模顶部台阶面的清根加工,选取型腔铣子类型――等高轮廓铣,通过设置切削层深度巧妙的将加工范围限制在台阶面的上下,可快速高效实现上部台阶面清根加工。
2.2.3刀具及切削参数的设置
根据加工要求选择刀具、加工工艺参数与切削参数。本例中凹模内腔为带斜度陡壁,选用型腔铣子类型――等高轮廓铣,为获得高的表面粗糙度,垂直方向的切削层设置为最优化模式,系统会根据三维模型自动调整层深,一般在有浅面的地方生成比较小的每刀切削深度,在陡峭面的地方使用相对比较大的每刀切深,从而获得比较好的表面加工质量。
根据上述工艺分析,选用三把刀具,其直径分别为φ16mm,底圆角半径0.2mm;φ6mm,底圆角半径为3mm;φ12mm,底面角半径为零。根据切削参数确定主轴转速为粗加工2000r/min,精加工为7000r/min,进给速度为粗加工F=1000mm/min,精加工F=800mm/min,边界内公差和边界外公差设置为0.03,由此可知该部分加工工艺表如下:
3 UGCAM模拟导加工过程
3.1 进入CAM环境
选择mill_contour(型腔铣),刀具选择可以根据模板或直接调用UG刀具库里的刀具,创建加工刀具尺寸参数。
3.2 设置操作参数
创建操作的过程中主要包括选择操作类型(子类型)、设定工件坐标系与安全平面、创建工件几何体等几大块。在操作对话框中设置加工过程相关的一些参数,主要有检查几何体、指定切削区域、指定修剪边界、切削模式、切削层等。在操作对话框中完成切削顺序、切削方向、余量以及进给量等相关参数设置。
3.3 模拟加工刀具路径
完成参数设置后,系统进行刀轨计算,自动生成加工刀具路径,如图3所示
3.4 输出机床加工程序
UGNX5.0提供了强大的后处理器,利用该处理器生成的NC程序无法直接在数控机床上应用,因不同的机床生产厂商生产的数控机床硬件不同,即使是相同的机床所安装数控系统也不一定相同,这些特定的机床参数并不包含在刀具位置源文件中,因此必须根据特定数控机床参数设置后处理器,以便生成该机床可以识别的NC程序。最终将凹模NX程序导入LGMazak型号为Nexus510C的立式机床进行加工,图4为在LGMazak机床上生成实际加工的程序,图5为最终加工效果图。从图中可以看出最终加工效果图与零件的三维模型一样,从而实现了零件的快速加工。
4 结语
文章详细阐述了UGNX在现代制造业中的应用,利用加工模块提供的切削层设置工具,将凹模切削层设为最优化,UGCAM根据三维模型自动优化刀轨,大大提高零件的加工效率,精简加工工艺,因此得出如下结论:
(1)可以在一次装夹中,完成型腔的粗、精加工,实现一次加工成品,简化NC加工程序;
(2)利用UGNX数控编程技术快速实现了产品设计-模拟加工-实际加工的一体化过程,提高产品的开发生产效率,大大缩短了产品开发周期;
(3)UGNX提供了强大的加工过程仿真工具,从而有效预防和减少了复杂零件实际加工中错误的发生。
[参考文献]
[1] 邵家云,任丰兰.UG中渐开线斜齿轮的全参数化精确建模[J].农机使用与维修,2009(1).
[2] 王建华,王妮.UG在高速加工数控编程中的应用[J].航天制造技术,2006.
[3] 薛世超,高国琴,庄景灿.基于UG的六自由度并联机器人曲面铣加工实现[J].机械设计与制造,2009(1).
[4] 李群,陈五一,单鹏,宋放之.基于UG的复杂曲面叶轮三维造型及五轴数控加工技术研究[J].计算机应用,2007,8.
[5] 黄宜松,谢龙汉,王磊.数控加工入门与实例进阶[M].北京:清华大学出版社,2008.
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D. ug插铣侧壁刻度线如何编程
1、进入ug软件加工环境，点击ug插铣侧壁刻度线“创建工序”。
2、在ug插铣侧壁刻度线创建工序的对话框里面的类型里选择mill-contour。然后点击“工序子类型”里面的“深度加工拐角”，点击确定。
3、进入“深度加工拐角”对话框，首先选择几何体，即选择建立的ug插铣侧壁刻度线坐标系。
4、指定ug插铣侧壁刻度线使用的部件和切削区域。5、指定ug插铣侧壁刻度线使用的刀具。
6、设置没刀的ug插铣侧壁刻度线需要多大切削深度。7
、设置切削层，这里就是把ug插铣侧壁刻度线切削范围确定一下。
8、然后就是把ug插铣侧壁刻度线往复循环切削，这里在切削参数里面设置一下。设置完成后，点击“生成”和“确定”进行ug插铣侧壁刻度线的刻画模拟了。