Unigraphics(以下簡(jiǎn)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(gè)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(jiǎn)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(shí)間，可迅速地將工廠關(guān)鍵產(chǎn)品的精度、粗糙度等級(jí)提高到1 個(gè)新水平，以此來滿足世界頂級(jí)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(jì)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(duì)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(dòng)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(huì)自動(dòng)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(dòng)，真正做到輕松開發(fā)新品，從容面對(duì)市場(chǎng)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(xiàng)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(shí)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?yàn)槿S立體模型只提供1 個(gè)名義尺寸，如果在加工時(shí)想對(duì)尺寸進(jìn)行微調(diào)，可以在后處理時(shí)添加G41 或G42 刀具補(bǔ)償指令，然后在加工時(shí)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(jiǎn)單時(shí)直接利用面偏置功能對(duì)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(hào)為(Q) SK- 2457- 3 的軸箱量規(guī)，在型號(hào)為臺(tái)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?yàn)槭橇烤?，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(huì)有腐蝕磨損，加工時(shí)間也比較長(zhǎng)?，F(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(dòng)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(cè)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(chǎng)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(duì)刀，并指定加工刀具、刀補(bǔ)、和程序號(hào)，以及簡(jiǎn)單的操作說明，規(guī)定好加工時(shí)間圖紙?zhí)柡蛥⑴c人員，具體到操作人員只要做好裝刀、對(duì)刀和運(yùn)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(jí)的產(chǎn)品，必須具備3 個(gè)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(shí)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(gè)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(shì)，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。