Unigraphics(以下簡稱ug) 是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的、緊密集成的、面向制造行業(yè)的CAID/ CAD/ CAE/ CAM高端軟件，作為一個集成的全面產(chǎn)品工程解決方案，ug 軟件家族使得用戶能夠數(shù)字化地創(chuàng)建和獲得三維產(chǎn)品定義，它的加工穩(wěn)定性在全球制造行業(yè)內(nèi)具有很好的口碑，中國南車集團(tuán)戚墅堰機(jī)車車輛廠(以下簡稱戚廠) 作為GE 公司的未來4a 的制造合作伙伴，利用GE公司現(xiàn)有的三維產(chǎn)品模型來進(jìn)行軟件編程并和目前工廠的數(shù)控機(jī)床群結(jié)合，可以節(jié)約大量的產(chǎn)品三維造型和工藝分析時間，可迅速地將工廠關(guān)鍵產(chǎn)品的精度、粗糙度等級提高到1 個新水平，以此來滿足世界頂級機(jī)械公司的需要。

1 數(shù)控加工工藝流程

　　數(shù)控加工產(chǎn)品工藝流程見圖1 所示。

　　工藝流程中除了選定裝夾方案外均通過ug 軟件來完成，ugcad 模塊可以讓工藝師直接了解產(chǎn)品三維造型，另外還可以在ug 制圖模塊中直接察看尺寸精度和形位公差，了解設(shè)計師意圖，并可以立即進(jìn)入ugcam 模塊進(jìn)行數(shù)控編程，生成機(jī)床G代碼輸入數(shù)控機(jī)床，建立加工中心加工單，按此加工單裝刀和執(zhí)行G代碼文件就可以完成了，從而保證技術(shù)人員對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。最重要的是如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不變，尺寸發(fā)生改動的話，那么在ugcam 制造模塊中設(shè)定的操作也無須更改，刀具的路徑會自動隨著產(chǎn)品的變化而變化，只要重新生成后處理程序輸入機(jī)床替代以前的程序就可以了，甚至連加工單都不用改動，真正做到輕松開發(fā)新品，從容面對市場應(yīng)變。

　　例如，GE 公司提供的ug 立體和制圖文件均為英制文件，如果按傳統(tǒng)的圖紙方式加工的話，光是將圖紙中的英制尺寸轉(zhuǎn)換為公制尺寸就是一項及其繁重的工作，但現(xiàn)在有了ug 文件，在ug 下就可以通過以下方法實現(xiàn):“開始”- nx3. 0 - ug 工具- 命令提示符- 進(jìn)入ug 的安裝目錄下的ugii 文件夾，鍵入ugconverpart - mm f : \ 3 . prt f : \ 3 . prt 表示文件的路徑和名稱。這樣就可以將文件的立體模型從英制改為公制，然后再到ug 制圖中選中所有的尺寸并按右鍵選擇樣式，將英寸改為毫米，就可以將平面制圖尺寸全部改為公制，迅速地為后面的數(shù)控加工提供必要的準(zhǔn)備。

　　在加工公差的問題上，因為三維立體模型只提供1 個名義尺寸，如果在加工時想對尺寸進(jìn)行微調(diào)，可以在后處理時添加G41 或G42 刀具補(bǔ)償指令，然后在加工時只要調(diào)節(jié)刀具直徑補(bǔ)償值就可以微調(diào)加工尺寸的大小，或在產(chǎn)品簡單時直接利用面偏置功能對產(chǎn)品零件進(jìn)行編輯來影響刀路的變化。

圖2 軸箱量規(guī)加工部分立體圖

　　圖2 為戚廠工具公司鑄鋼車間使用的圖號為(Q) SK- 2457- 3 的軸箱量規(guī)，在型號為臺灣友嘉VB415 的加工中心上加工，其數(shù)控加工工藝及流程分析如下。

　　分析該產(chǎn)品曲面較多，槽底現(xiàn)狀均為圓弧、圓角過渡，兩側(cè)為變半徑圓角過渡，底面的圓弧和槽的深度、寬度都有尺寸要求，公差為0. 05 mm ，因為是量具，槽底部、四周和各圓角處粗糙度均為1. 6μm。用普通機(jī)床根本無法加工，以往常用電脈沖加工，電極還是用數(shù)控加工，而且用次數(shù)多就會有腐蝕磨損，加工時間也比較長。現(xiàn)改為加工中心加工，每只加工周期在5 天左右，比以前的生產(chǎn)周期縮短了1/ 2。

　　具體步驟如下:

　　(1) 建立零件體和毛坯。毛坯指定為自動塊，并設(shè)定制造坐標(biāo)，如圖3 所示。

　　(2) 設(shè)定加工刀具，EM 為端銑刀，BM 為球形銑刀，共4 把刀，如圖4 所示。

　　(3) 安排工序粗加工，半精加工和精加工，分別指定余量，如圖5 所示。

　　(4) 根據(jù)分析設(shè)定6 道工序，具體可見加工中心加工單所示。

　　(5) 進(jìn)行仿真操作，避免過切和撞刀現(xiàn)象。

　　(6) 進(jìn)行后處理，生成機(jī)床代碼。

　　(7) 制作加工中心加工單，供操作人員使用。

　　(8) 經(jīng)過檢查人員測量，尺寸全部合格，粗糙度精度達(dá)到1. 6μm以上。

　　(9) 經(jīng)過現(xiàn)場操作，優(yōu)化切削參數(shù)，在文件中修改后歸檔。

圖3 設(shè)定零件和毛坯

圖4 設(shè)定加工刀具

圖5 設(shè)定加工余量

　　加工中心加工單的制定如圖6 所示，要求指定制造坐標(biāo)系，方便操作者對刀，并指定加工刀具、刀補(bǔ)、和程序號，以及簡單的操作說明，規(guī)定好加工時間圖紙?zhí)柡蛥⑴c人員，具體到操作人員只要做好裝刀、對刀和運行指定程序就可以了。

圖6 加工中心加工單

3 結(jié)束語

　　戚廠最近幾年引進(jìn)了不少數(shù)控機(jī)床，但在設(shè)備使用率上與GE 等大公司還有很大的差距，要想真正做出高精度、高粗糙度等級的產(chǎn)品，必須具備3 個條件:高精度的數(shù)控機(jī)床、高精度的工裝和高精度的刀具。而高精度的工裝也是依靠數(shù)控機(jī)床來保證的，要想在短時間內(nèi)完成大量產(chǎn)品的數(shù)控編程，必須使用軟件編程，尤其是在有現(xiàn)成的三維模型的情況下，一個熟練軟件編程人員的效率將更高，數(shù)控加工將是工廠未來發(fā)展的趨勢，建議相關(guān)部門充分利用現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備，普遍使用軟件編程，創(chuàng)造更多的高精度產(chǎn)品，打造出一輛輛高質(zhì)量的精品機(jī)車。