UG自动编程教材机械制造CAD_机械制造-CAD.pdf

UG 编程简介 UG 是当前世界最先进、面向先进制造行业、紧密集成的CAID/CAD/CAE/CAM 软件系统，提供了从产品设计、分析、仿真、数控程序生成等一整套解决方案。UG CAM是整个 UG系统的一部分，它以三维主模型为基础，具有强大可靠的刀具轨迹生成方法，可以完成铣削（轴5 轴）、车削、线切割等的编程。UG CAM 是模具数控行业最具代表性的数控编程软件，其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理、切削负载均匀、适合高速加工。另外，在加工过程中的模型、加工工艺和刀具管理，均与主模型相关联，主模型更改设计后，编程只需重新计算即可，所以 UG编程的效率非常高。UG CAM 主要由 5 个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块，下面对这 5 个模块作简单的介绍。（1）交互工艺参数输入模块。通过人机交互的方式，用对话框和过程向导的形式输入刀具、夹具、编程原点、毛坯和零件等工艺参数。（2）刀具轨迹生成模块。具有非常丰富的刀具轨迹生成方法，主要包括铣削（轴5 轴）、车削、线切割等加工方法。本书主要讲解轴和 3 轴数控铣加工。（3）刀具轨迹编辑模块。刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹，并提供延伸、缩短和修改刀具轨迹的功能。同时，能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨。（4）三维加工动态仿真模块。是一个无须利用机床、成本低、高效率的测试 NC加工的方法。可以检验刀具与零件和夹具是否发生碰撞、是否过切以及加工余量分布等情况，以便在编程过程中及时解决。（5）后处理模块。包括一个通用的后置处理器（GPM），用户可以方便地建立用户定制的后置处理。通过使用加工数据文件生成器（MDFG），一系列交互选项提示用户选择定义特定机床和控制器特性的参数，包括控制器和机床规格与类型、插补方式、标准循环等。整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态1.1 编程界面及加工环境简介 初学习编程时，需要熟悉编程界面和加工环境，应该知道如何进入编程界面和了解编程中需要设置哪些参数等。加工环境简介 当第一次进入编程界面时，会弹出加工环境对话框，如图 1-7所示。在加工环境对话框中选择加工方式，然后单击按钮即可正式进入编程主界面。轮廓加工 点位加工 车床加工 铸造加工 平面加工 多轴加工 镗孔 线切割加工 图 1-7 加工环境对话框 平面加工：主要加工模具或零件中的平面区域。轮廓加工：根据模具或零件的形状进行加工，包括型腔铣加工、等高轮廓铣加工和固定轴区域轮廓铣加工等。点位加工：在模具中钻孔，使用的刀具为钻头。线切割加工：在线切割机上利用铜线放电的原理切割零件或模具。多轴加工：在多轴机床上利用工作台的运动和刀轴的旋转实现多轴加工。编程界面简介 首先打开要进行编程的模型，然后在菜单条中选择开始/加工命令或按 Ctrl+Alt+M 组合键即可进入编程界面，如图 1-8 所示。菜单条工具条：包含了文件的管理、编辑、插入和分析等整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态命令。标准 工具条：包含了打开所有模块、新建文件或打开文件、保存文件和撤销等操作。视图工具条：包含了产品的显示效果和视角等命令。加工创建工具条：包含了创建程序、创建刀具、创建几何体和创建操作 4 种命令。加工操作工具条：包含了生成刀轨、列出刀轨、校验刀轨和机床仿真 4 种命令。程序顺序视图工具条：包含了程序顺序视图、机床视图、几何视图和加工方法视图。分析工具条：包含了所有分析模具的大小、形状和结构的功能。菜单条工具条 标准工具条 加工创建工具条 加工操作工具条 程序顺序视图工具条 视图工具条 分析工具条 图 1-8 编程界面 加工操作导航器介绍 在编程主界面左侧单击操作导航器按钮，即可在编程界面中显示操作导航器，如图 1-9 所示。在操作导航器中的空白处单击鼠标整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态右键，弹出右键菜单，如图 1-10 所示，通过该菜单可以切换加工视图或对程序进行编辑等。图 1-9 操作导航器 图 1-10 右键菜单 整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态 编程前的参数设置 UG编程时，应遵循一定的编程顺序和原则。在工厂里，编程师傅习惯首先创建加工所需要使用的刀具，接着设置加工坐标和毛坯，然后设置加工公差等一些公共参数。希望 UG编程初学者能像这些编程师傅一样养成良好的编程习惯。创建刀具 打开需要编程的模型并进入编程界面后，第一步要做的工作就是分析模型，确定加工方法和加工刀具。在加工创建工具条中单击创建刀具按钮，弹出创建刀具对话框，如图 1-11 所示；在名称文本框中输入刀具的名称，接着单击按钮，弹出刀具参数对话框；输入刀具直径和底圆角半径，如图 1-12 所示；最后单击按钮。图 1-11 创建刀具对话框 图 1-12 刀具参数对话框 创建几何体 几何体包括机床坐标、部件和毛坯，其中机床坐标属于父级，部件和毛坯属于子级。在加工创建工具条中单击创建几何体按钮，弹出创建几何体对话框，如图 1-13 所示；在创建几何体对话框中选择几何体和输入名称，然后单击按钮，即可创建几何体。图 1-13 创建几何体对话框 下面介绍一种最常用的且容易让编程初学者掌握的创建几何体的方法。整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态1创建机床坐标（1）首先，在编程界面的左侧单击操作导航器按钮，使操作导航器显示在界面中。（2）在操作导航器中的空白处单击鼠标右键，然后在弹出的快捷菜单中选择几何视图命令，如图 1-14 所示。图 1-14 切换加工视图（3）在操作导航器中双击图标，如图 1-15 所示，弹出 机床坐标系对话框；接着设置安全距离，如图 1-16 所示；然后单击CSYS对话框按钮，弹出CSYS 对话框，如图 1-17 所示；然后选择当前坐标为机床坐标或重新创建坐标；最后单击按钮两次。图 1-15 双击图标 图 1-16 设置安全距离 图 1-17 选择或设置坐标 2指定部件 双击图标，弹出 Mill Geom 对话框，如图 1-18 所示；在 Mill Geom 对话框中单击指定部件按钮，弹出部件几何体对话框，如图1-19 所示；然后选择部件或单击按钮；最后单击按钮。图 1-18 Mill Geom 对话框 图 1-19 部件几何体对话框 3指定毛坯 在Mill Geom 对话框中单击指定毛坯按钮，如图 1-20 所示；弹出部件几何体对话框，如图 1-21 所示；然后选择部件或单击双击图标 双击图标 整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态按钮；最后单击按钮两次。图 1-20 Mill Geom 对话框 图 1-21 部件几何体对话框 设置余量及公差 加工主要分为粗加工、半精加工和精加工 3 个阶段，不同阶段其余量及加工公差的设置都是不同的，下面介绍设置余量及公差的方法。（1）在操作导航器中单击鼠标右键，然后在弹出的快捷菜单中选择加工方法视图命令，如图 1-22 所示。图 1-22 切换视图（2）在操作导航器中双击粗加工公差图标，弹出Mill Method对话框；然后设置部件的余量为，内公差为，外公差为，如图 1-23 所示，最后单击按钮。图 1-23 设置粗加工余量及公差（3）设置半精加工和精加工的余量和公差，结果如图 1-24 和图 1-25所示。图 1-24 半精加工余量及公差 图 1-25 精加工余量及公差 创建操作 创建操作包括创建加工方法、设置刀具、设置加工方法和参数等。在加工创建工具条中单击创建操作按钮，弹出创建操作对整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态话框，如图 1-26 所示。首先在创建操作对话框中选择类型，接着选择操作子类型，然后选择程序名称、刀具、几何体和方法。图 1-26 创建操作对话框 在创建操作对话框中单击按钮即可弹出新的对话框，从而进一步设置加工参数。下面以图形的方式详细介绍最常用的几种操作子类型，如表 1-1 所示。表 1-1 常用的操作子类型及说明 序号 操作子类型 加 工 范 畴 图 解 1 面铣加工（face-milling）适用于平面区域的精加工，使用的刀具多为平底刀 2 表面加工（planar-mill）适用于加工阶梯平面区域，使用的刀具多为平底刀 续表 序操作子类型 加 工 范 畴 图 解 整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态号 3 型腔铣（cavity-mill）适用于模坯的开粗和二次开粗加工，使用的刀具多为飞刀（圆鼻刀）4 等高轮廓铣（zlevel-profile）适用于模具中陡峭区域的半精加工和精加工，使用的刀具多为飞刀（圆鼻刀），有时也会使用合金刀或白钢刀等 5 固定轴区域轮廓铣（contour-area）适用于模具中平缓区域的半精加工和精加工，使用的刀具多为球刀 整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态 整套解决方案是整个系统的一部分它以三维主模型为基础具有强大可靠的刀具轨迹生成方法可以完成铣削轴轴车削线切割等的编程是模具数控行业最具代表性的数控编程软件其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理切削负载均匀适合可所以编程的率非常高主要由个模块组成即交互工艺参数输入模块刀具轨迹生成模块刀具轨迹编辑模块三维加工动态仿真模块和后置处理模块下面对这个模块作简单的介绍交互工艺参数输入模块通过人机交互的方式用对话框和过程要包括铣削轴轴车削线切割等加工方法本书主要讲解轴和轴数控铣加工刀具轨迹编辑模块刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹并提供延伸缩短和修改刀具轨迹的功能同时能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨三维加工动态