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NX软件在高精度零件数控加工工艺流程中的使用 |
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作者：南车集团 蒋晔 |
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Unigraphics(以下简称ug) 是当今世界上最先进的、紧密集成的、面向制造行业的CAID/ CAD/ CAE/ CAM高端软件，作为一个集成的全面产品工程解决方案，ug 软件家族使得用户能够数字化地创建和获得三维产品定义，它的加工稳定性在全球制造行业内具有很好的口碑，中国南车集团戚墅堰机车车辆厂(以下简称戚厂) 作为GE 公司的未来4a 的制造合作伙伴，利用GE公司现有的三维产品模型来进行软件编程并和目前工厂的数控机床群结合，可以节约大量的产品三维造型和工艺分析时间，可迅速地将工厂关键产品的精度、粗糙度等级提高到1 个新水平，以此来满足世界顶级机械公司的需要。
1 数控加工工艺流程
数控加工产品工艺流程见图1 所示。
图1 数控加工产品工艺流程
工艺流程中除了选定装夹方案外均通过ug 软件来完成，ugcad 模块可以让工艺师直接了解产品三维造型，另外还可以在ug 制图模块中直接察看尺寸精度和形位公差，了解设计师意图，并可以立即进入ugcam 模块进行数控编程，生成机床G代码输入数控机床，建立加工中心加工单，按此加工单装刀和执行G代码文件就可以完成了，从而保证技术人员对产品质量的控制。最重要的是如果产品结构不变，尺寸发生改动的话，那么在ugcam 制造模块中设定的操作也无须更改，刀具的路径会自动随着产品的变化而变化，只要重新生成后处理程序输入机床替代以前的程序就可以了，甚至连加工单都不用改动，真正做到轻松开发新品，从容面对市场应变。
例如，GE 公司提供的ug 立体和制图文件均为英制文件，如果按传统的图纸方式加工的话，光是将图纸中的英制尺寸转换为公制尺寸就是一项及其繁重的工作，但现在有了ug 文件，在ug 下就可以通过以下方法实现:“开始”- nx3. 0 - ug 工具- 命令提示符- 进入ug 的安装目录下的ugii 文件夹，键入ugconverpart - mm f : \ 3 . prt f : \ 3 . prt 表示文件的路径和名称。这样就可以将文件的立体模型从英制改为公制，然后再到ug 制图中选中所有的尺寸并按右键选择样式，将英寸改为毫米，就可以将平面制图尺寸全部改为公制，迅速地为后面的数控加工提供必要的准备。
在加工公差的问题上，因为三维立体模型只提供1 个名义尺寸，如果在加工时想对尺寸进行微调，可以在后处理时添加G41 或G42 刀具补偿指令，然后在加工时只要调节刀具直径补偿值就可以微调加工尺寸的大小，或在产品简单时直接利用面偏置功能对产品零件进行编辑来影响刀路的变化。
图2 轴箱量规加工部分立体图
图2 为戚厂工具公司铸钢车间使用的图号为(Q) SK- 2457- 3 的轴箱量规，在型号为台湾友嘉VB415 的加工中心上加工，其数控加工工艺及流程分析如下。
分析该产品曲面较多，槽底现状均为圆弧、圆角过渡，两侧为变半径圆角过渡，底面的圆弧和槽的深度、宽度都有尺寸要求，公差为0. 05 mm ，因为是量具，槽底部、四周和各圆角处粗糙度均为1. 6μm。用普通机床根本无法加工，以往常用电脉冲加工，电极还是用数控加工，而且用次数多就会有腐蚀磨损，加工时间也比较长。现改为加工中心加工，每只加工周期在5 天左右，比以前的生产周期缩短了1/ 2。
具体步骤如下:
(1) 建立零件体和毛坯。毛坯指定为自动块，并设定制造坐标，如图3 所示。
(2) 设定加工刀具，EM 为端铣刀，BM 为球形铣刀，共4 把刀，如图4 所示。
(3) 安排工序粗加工，半精加工和精加工，分别指定余量，如图5 所示。
(4) 根据分析设定6 道工序，具体可见加工中心加工单所示。
(5) 进行仿真操作，避免过切和撞刀现象。
(6) 进行后处理，生成机床代码。
(7) 制作加工中心加工单，供操作人员使用。
(8) 经过检查人员测量，尺寸全部合格，粗糙度精度达到1. 6μm以上。
(9) 经过现场操作，优化切削参数，在文件中修改后归档。
图3 设定零件和毛坯
图4 设定加工刀具
图5 设定加工余量
加工中心加工单的制定如图6 所示，要求指定制造坐标系，方便操作者对刀，并指定加工刀具、刀补、和程序号，以及简单的操作说明，规定好加工时间图纸号和参与人员，具体到操作人员只要做好装刀、对刀和运行指定程序就可以了。
图6 加工中心加工单
3 结束语
戚厂最近几年引进了不少数控机床，但在设备使用率上与GE 等大公司还有很大的差距，要想真正做出高精度、高粗糙度等级的产品，必须具备3 个条件:高精度的数控机床、高精度的工装和高精度的刀具。而高精度的工装也是依靠数控机床来保证的，要想在短时间内完成大量产品的数控编程，必须使用软件编程，尤其是在有现成的三维模型的情况下，一个熟练软件编程人员的效率将更高，数控加工将是工厂未来发展的趋势，建议相关部门充分利用现有数控设备，普遍使用软件编程，创造更多的高精度产品，打造出一辆辆高质量的精品机车。(end)
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(3/12/2012) |
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