【導(dǎo)讀】CAD/CAM是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造的簡稱。Unigraphics簡稱UG軟件是美國EDS公司。于其強(qiáng)大的功能，已逐漸成為當(dāng)今世界最為流行的CAD/CAE/CAM軟件之一。先在UG軟件的CAD建模中，通過拉伸實(shí)體、布爾運(yùn)算、實(shí)體抽殼和實(shí)體倒。圓角等功能繪制出充電器支座的三維模型。然后在UG的加工模塊中，完成充電。后置處理中選用MILL_3_AXIS機(jī)床，生成機(jī)床可以識別的程序。此外，文中還介紹了數(shù)控加工中程序傳送的方法。成的程序傳送到西門子銑床上。要注意的是，粗加工程序較短，可以先直接傳送。但精加工程序比較長，不能完成一次性傳送，因此文中介。通過數(shù)據(jù)庫集成在一起，供大家共享。信息處理的高度一體化，支撐著各種現(xiàn)代。制造理念，是現(xiàn)代工業(yè)制造的基礎(chǔ)。變等分析，即高效、優(yōu)化地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。程，利用數(shù)控機(jī)床加工以及裝配出產(chǎn)品的技術(shù)。整個過程，可以取得明顯的效果。CAD/CAM與傳統(tǒng)的制造模式相比有以下的優(yōu)點(diǎn)：。個人技能、技巧等模擬量信息的數(shù)字化，社會化共享。

　　

【正文】 如下： TOOL PATH/CLEANUP_CORNERS,TOOL,MILL TLDATA/MILL,, MSYS/,,0, $$ centerline data PAINT/PATH ?? PAINT/SPEED,10 PAINT/TOOL,NOMORE ENDOFPATH 再選擇“后處理”按鈕 ,部分加工程序如下： %_N_12_MPF 。$PATH /_N_MPF_DIR N0030 T1 D1 N0035 M3 S5500 N0040 G1 G90 G54 F550 ?? N80410 G1 N0420 G2 X29. N0430 G1 N0440 G0 Z50 N0460 M30 % 充電器模型的數(shù)控加工 前幾章敘述了運(yùn)用 UG 軟件的 CAD/CAM 功能對充電器模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和虛擬制造的過程，本章主要介紹了使用數(shù)控機(jī)床加工的操作方法。 數(shù)控機(jī)床介紹 床的選擇 數(shù)控機(jī)床的種類很多，常用的有：加工中心、車削中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床、高速銑、數(shù)控磨床、線切割、電火花等。根據(jù)加工內(nèi)容的不同要選擇不同的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。 選擇 數(shù)控機(jī)床主要取決于零件加工的內(nèi)容、零件的尺寸大小、精度的高低。具體要求為： ① 數(shù)控機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與加工零件的外廓尺寸相適應(yīng)，即小零件應(yīng)選小機(jī)床，大零件應(yīng)選大機(jī)床，做到設(shè)備合理選用。 ② 數(shù)控機(jī)床精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)。 ③ 數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)率與加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。單件小批生產(chǎn)選擇通用設(shè)備，大批大量生產(chǎn)選擇高效的專用設(shè)備。 ④ 數(shù)控機(jī)床選擇還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況。例如設(shè)備的類型、規(guī)格及精度狀況、設(shè)備負(fù)荷的平衡狀況及設(shè)備的分布排列情況等。 ⑤ 就零件形狀和精度而言，一般精度的回轉(zhuǎn)體選擇普 通數(shù)控車床；精度要求高的、或回轉(zhuǎn)體端面需銑槽（或鉆孔、局部非圓形狀）的回轉(zhuǎn)體零件可選擇中、高檔的數(shù)控車床或車削中心；箱體類零件通常選擇臥式加工中心；一般零件的銑削加工選擇數(shù)控銑床；模具類零件或帶有曲面輪廓的零件通常選擇加工中心（使用 CAD/CAM 軟件產(chǎn)生加工程序）；淬火模具或要求加工時間很短的零件可選擇高速銑；零件上孔特別多的可選擇數(shù)控鉆床進(jìn)行加工。 裝備 SIEMENS 802D 系統(tǒng)的 XKN7140 數(shù)控銑床的介紹 本課題是一般零件的銑削加工，選用的是裝備 SIEMENS 802D 系統(tǒng)的 XKN7140數(shù)控銑床 。下面介紹數(shù)控面板： 1 機(jī)床控制面板介紹，圖 圖 機(jī)床控制面板 :增量選擇 ：點(diǎn)動 ：參考點(diǎn) :自動方式 ： 單段 ：手動數(shù)據(jù)輸入 :主軸正轉(zhuǎn) ：主軸停 ：主軸反轉(zhuǎn) ：快速運(yùn)行疊加 ：復(fù)位 ：數(shù)控停止 ：數(shù)控啟動 主軸速度修調(diào) 進(jìn)給速度修調(diào) 2 數(shù)控控制面板，如圖 圖 控制面板：加工操作區(qū)域鍵 ： 程序操作區(qū)域鍵 ：參數(shù)操作區(qū)域鍵 ：程序管理操作區(qū)域鍵 ：報(bào)警 /系統(tǒng)操作區(qū)域 ：未使用 數(shù)控加工的工序設(shè)計(jì) 工序設(shè)計(jì)時，所用機(jī)床不同，工序設(shè)計(jì)的要求也不一樣。對普通機(jī)床加工工序，有些細(xì)節(jié)問題可不必考慮，由操作者在加工過程中處理。對數(shù)控機(jī)床加工工序，針對數(shù)控機(jī)床高度自動化、自適應(yīng)性差的特點(diǎn)，要充分考慮到加工過程中的每一個細(xì)節(jié)，工序設(shè)計(jì)必須十分嚴(yán)密。 工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是為每一道工序選擇機(jī)床、夾具、刀具及量具，確定定位夾緊方案、刀具的進(jìn)給路線、加工余量及其公差、切削用量等。 夾緊裝置的選擇 加 工過程中，為保證工件定位時確定的正確位置，防止工件在切削力、離心力、慣性力、重力等作用下產(chǎn)生位移和振動，須將工件夾緊。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置，稱為夾緊裝置。 對夾緊裝置的基本要求 ① 夾緊過程中，不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 ② 夾緊力的大小適當(dāng)。既要保證工件在加工過程中其位置穩(wěn)定不變、震動小，又要使工件不產(chǎn)生較大的夾緊變形?？捎脤?shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的套筒扳手作為夾緊裝置對工件的裝夾。 ③ 操作方便、省力、安全。 本課題使用的毛坯為 90 90 50 長方體鋁合金，加工過程中使用的夾緊裝置是平口鉗。 刀 具的選擇 刀具材料的種類 目前最常用的刀具材料有高速鋼和硬質(zhì)合金。陶瓷材料和超硬刀具材料 金剛石和立方氮化硼 應(yīng)用也越來越多，它們的硬度很高，具有優(yōu)良的抗磨損性能，刀具耐用度高，能保證高的加工精度。 對刀具性能的要求 在刀具性能上，數(shù)控機(jī)床加工所用刀具應(yīng)高于普通機(jī)床加工所用刀具。所以選擇數(shù)控機(jī)床加工刀具時，還應(yīng)考慮以下幾個方面： ① 切削性能好 為適應(yīng)刀具在粗加工，或加工難加工材料的工件時，能采用大的背吃刀量和高速進(jìn)給，刀具必須具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。 ② 精度高 為適應(yīng)數(shù)控加工的高精 度和自動換刀等要求，刀具必須具有較高的精度。如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達(dá) 等。 ③ 耐用度高 數(shù)控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應(yīng)具有比普通機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對刀的次數(shù)，從而提高數(shù)控機(jī)床的加工效率及保證加工質(zhì)量。 ④ 斷屑及排屑性能好 數(shù)控加工中，斷屑和排屑不像普通機(jī)床加工那樣，能及時由人工處理，切屑易纏繞在刀具和工件上，會損壞刀具和劃傷工件已加工表面，甚至?xí)l(fā)生傷人和設(shè)備事故，影響加工質(zhì)量和機(jī)床的順利、安全運(yùn)行，所以要求刀具應(yīng)具有較好的 斷屑和排屑性能。 本課題在加工中選用的是高速鋼材料立銑刀。粗加工時選用的是直徑8mm 的平頭銑刀，精加工時選用的是直徑為 6mm 的球頭銑刀。 切削用量的選擇 在選用粗加工切削用量時，應(yīng)優(yōu)先采用大的切削深度，其次考慮采用大的進(jìn)給量，最后才選擇合理的切削速度。精加工時，實(shí)際切削用量制定的通常方法有兩種：①經(jīng)驗(yàn)估算法；②查表修正法。本課題的切削用量選擇在虛擬制造中已討論。粗加工切削深度為 2mm，主軸轉(zhuǎn)速為 3000r/min，進(jìn)給速度為 600mm/min。精加工切削深度為 ，主軸轉(zhuǎn)速為 5500r/min，進(jìn)給速度為 550mm/min。 加工過程 1. 開機(jī)回參考點(diǎn) SIEMENS 802D 系統(tǒng)的機(jī)床通電以后，必須回參考點(diǎn)，建立機(jī)床坐標(biāo)系。系統(tǒng)啟動以后進(jìn)入“加工”操作區(qū) JOG 運(yùn)行方式。屏幕出現(xiàn)“回參考點(diǎn)”窗口。點(diǎn)下機(jī)床控制面板上的“回參考點(diǎn)”功能鍵，：表示坐標(biāo)軸未回參考點(diǎn)，：表示坐標(biāo)軸已經(jīng)到達(dá)參考點(diǎn)?；亓銜r為安全起見，一般先回 Z 方向，以防止刀具干涉或撞到機(jī)床尾座?；赝陞⒖键c(diǎn)的界面如圖 。 圖 回完參考點(diǎn)界面 2. 在 JOG 方式下對工件原點(diǎn) 在毛坯上確定與 CAM 中設(shè)置的加工原點(diǎn)坐標(biāo)一致的方 向，并且要計(jì)算好，使得切削范圍在毛坯內(nèi)。 對完原點(diǎn)后，點(diǎn)下數(shù)控控制面板上的“參數(shù)操作區(qū)域鍵”，在 G54 中輸入界面上顯示的三軸坐標(biāo)值（基本值一欄里值均為 0）。 3. DNC 加工 在計(jì)算機(jī)中用 CAM 生成出加工零件的刀具軌跡和數(shù)控加工程序，但要加工出零件必須把數(shù)控程序送到控制器中或用 DNC 功能直接由計(jì)算機(jī)控制機(jī)床進(jìn)行加工。由于程序非常長，系統(tǒng)的內(nèi)存有限，無法裝載程序用 CNC 來加工。這樣的一個外部程序可由 RS232 接口輸入控制系統(tǒng)，當(dāng)按下“ NC 啟動”鍵后，立即執(zhí)行該程序，且一邊傳送一邊執(zhí)行加工程序，這種方法稱為 DNC 直接數(shù)控加工。 當(dāng)緩沖存儲器中的內(nèi)容被處理后，程序被自動再裝入。程序可以由外部計(jì)算機(jī)，如一臺裝有 PCIN 數(shù)據(jù)傳送軟件的計(jì)算機(jī)執(zhí)行該任務(wù)。 1 操作順序 前提：控制系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)。 有關(guān) RS232 接口的參數(shù)設(shè)定要正確，而且此時該接口不可用于其他工作 如：數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出 。 外部程序開頭必須改成系統(tǒng)能接受的如下格式 輸入以下兩行內(nèi)容不允許有空格 ： ％＿ N＿程序名＿ MPF ； $ PATH ／＿ N＿ MPF＿ DIR 2 DNC 自動加工 按“外部程序”鍵。 在外部計(jì)算機(jī)上使用 PCIN，并在數(shù)據(jù)輸出欄接通程序輸出。此時程序被傳送到緩沖存儲器，并被自動選擇且顯示在程序選擇欄中。為有助于程序執(zhí)行，最好等到緩沖存儲器裝滿為止。 用 NC 啟動”鍵開始執(zhí)行該程序，該程序被一段一段裝入系統(tǒng)進(jìn)行加工，直至全部結(jié)束。 在 DNC 運(yùn)行方式下，無論是程序運(yùn)行結(jié)束還是按“復(fù)位”鍵，程序都自動從控制系統(tǒng)退出。 4. 最后加工出實(shí)體。 第七章 結(jié) 論 總結(jié) Unigraphics軟件是美國 EDS公司推出的集 CAD/CAE/CAM為一體的三維設(shè)計(jì)平臺，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、造船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)是采用 CAD/CAM 技術(shù)，運(yùn)用 UG 軟件進(jìn)行充電器模型外形設(shè)計(jì)及數(shù)控加工的研究。經(jīng)過三個月的努力工作，完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。相關(guān)工作總結(jié)如下： 1. 主要工作及結(jié)論 1 對充電器的模型測繪，我學(xué)到了測繪的方法，一種是逆向工程技術(shù)，另一種是通過手工測繪。本課題采用的是手工測繪。 2 利用 UG 軟件，繪制出了充電器的三維造型、工程圖，能夠熟練運(yùn)用 CAD模塊進(jìn)行造型設(shè)計(jì)。 3 對充電器模型進(jìn)行加工工藝分析，確 定了工藝參數(shù)。 4 用 UG 軟件完成充電器模型的虛擬制造，通過反復(fù)選擇，確定了最佳刀具路徑，并生成數(shù)控加工程序。 5 在數(shù)控銑床上實(shí)現(xiàn)充電器模型的數(shù)控加工，熟悉了數(shù)控機(jī)床的操作方法，如回參考點(diǎn)、對刀等，結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。 2. 存在的問題 1 由于時間原因，對充電器模型的造型設(shè)計(jì)還不完善，設(shè)計(jì)出的充電器比較笨拙。如果設(shè)計(jì)得能像汽車車身的流線型一樣，效果會更好。 2 由于采用的手工測繪，取樣點(diǎn)的誤差較大，影響了設(shè)計(jì)精度。條件允許的話，選用逆向工程技術(shù)，這樣精度會大大提高。 3 為了縮短加工時 間，選擇了較大的步距，加工出來的模型表面加工條紋看得很清楚，顯得很粗糙，影響了整體美觀。如果時間允許的話，應(yīng)盡量調(diào)小步距，這樣加工出來的模型表面就很光滑。 感想 參加這個項(xiàng)目拓寬了我的知識面，拓展了視野和思維。在設(shè)計(jì)過程中，首先由理論知識開始，在經(jīng)過多番努力之后，進(jìn)而把理論知識應(yīng)用到實(shí)際操作中，即在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論。這既增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，亦鍛煉了動手能力。總言之，受益匪淺。 致 謝 感謝參考文獻(xiàn) Lee R S ,Chuang L C ,丫 u T T ,Wu M T. Development of an as2 sessment system for sheet metal forming[ C] . Proceedings of the International Confierence on Precision Engineering , Singapore , 1995 :515518. 附錄：程序 1. 部分精加工程序： %_N_12_MPF 。$PATH /_N_MPF_DIR N0030 T1 D1 N0040 G54 G64 G0 G90 Z10 S3000 M03 N0050 Z2. N0060 G1 F600 N0070 G1 N0080 N0090 N0100 G1 N0110 N0120 N0130 N0140 G2 ?? N0160 N0170 N0180 N0190 G2 N0200 G1 N0210 N0220 N0230 N0240 N0250 N0260 G00 Z50 M30 % 2. 部分精加工程序： %_N_13_MPF 。$PATH /_N_MPF_DIR N0030 T1 N0040 G0 G54 G64 G90 Z10 S5500 M03 N0050 N0060 F550 N0070 G1 N0080 N0140 N0150 N0160 N0170 N0180 N0190 N0200 ?? N8930 N8940 N8950 N8960 N8970 N8980 N8990 N9000 N9010 N9020 G1 N9030 G0 Z20 N9040 M30 % 3. 部分平面銑程序： %_N_12_MPF 。$PATH /_N_MPF_DIR N0030 T1 D1 N0035 M3 S5500 N0040 G1 G90 G54 F550 N0050 Z30 N0060 G1 Z0 N0070 N00