隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)競爭愈發(fā)激烈，要求企業(yè)必須縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)新產(chǎn)品的快速開發(fā)。企業(yè)要實現(xiàn)這一目標，必須改進傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法，掌握計算機應用技術(shù)并應用于產(chǎn)品開發(fā)、制造，才能夠掌握市場的主動。

　　某廠是我國專業(yè)生產(chǎn)軋輥磨床和無心外圓磨床的廠家之一，每年各型機床產(chǎn)量可達到1000余臺，屬于單件小批量生產(chǎn)模式。為了在激烈的市場競爭中求生存，謀發(fā)展，快速回應客戶的定單要求，縮短新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計周期，提高設(shè)計、加工水平，該廠廠進行了大量的企業(yè)信息化工作，建立和完善了企業(yè)TIS系統(tǒng)(技術(shù)信息系統(tǒng))，具體包括CAD (計算機輔助設(shè)計系統(tǒng))、CAPP(計算機輔助工藝系統(tǒng))、PDM (產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng))及CAM (計算機輔助制造系統(tǒng))，其中的CAM系統(tǒng)采用了Unigraphics Solutions軟件。

1．UG軟件在企業(yè)使用的實例

　　下面以該廠的零件為例，闡述UG CAD／CAM的應用情況。

　　(1)三維建模用UG CAD快速地作好零件的三維模型，如圖1。

　　(2)模型的結(jié)構(gòu)和工藝性分析UG數(shù)控編程的一大優(yōu)勢就是一次裝夾就能完成多道工序的加工，最大程度地讓工序得到集中。所以，基于該模型，可以用模型的系列孔來對零件進行定位和裝夾，通過五個孔和螺釘把模型固定在專用定位板上，如圖2。

圖2

　　這樣就可以通過一次裝夾把零件加工出來，如圖3。

圖3

　　(3)思路擬訂后進行編程，可以分成6個小程序把零件加工出來，即銑頂面、銑零件四周輪廓、銑右邊臺階面、銑左邊的通槽及銑右邊的不規(guī)則臺階槽。在每個小程序里，根據(jù)要切除的余量可以選擇不同的刀具及給定不同的加工余量，在加工的時候，通過自動換刀命令，數(shù)控機床會從刀庫里選擇相應的刀具對零件進行加工。具體步驟如下：

　?、賹斆孢M行加工，對相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置，如指定毛坯和工件、指定加工邊界、給定刀具參數(shù)、背吃刀量、進給量及進退刀參數(shù)等，然后創(chuàng)建平面銑操作，系統(tǒng)就會根據(jù)給定的參數(shù)自動編程，把余量切削掉，生成符合要求的刀軌，通過模擬功能，可以把加工零件的過程直觀地模擬出來，如圖4。

圖4

　?、阢娭苓?。給定相關(guān)參數(shù)，對切削周邊輪廓進行數(shù)控編程。系統(tǒng)會根據(jù)給定的相關(guān)參數(shù)生成如圖5所示的刀具軌跡。

圖5

　　刀軌創(chuàng)建好后，就可以模擬刀具在機床上加工零件的動態(tài)過程了。

　　用同樣的方法繼續(xù)對臺階面、通槽等其他需要加工的部分進行編程加工，把余量全部切削掉。所有程序刀軌經(jīng)過模擬驗證，達到要求以后，對程序進行后處理。后處理就是把系統(tǒng)生成的程序源代碼轉(zhuǎn)化成數(shù)控設(shè)備控制系統(tǒng)對應的NC代碼，如圖6。

圖6

　　把后處理得到的Nc代碼通過DNC技術(shù)傳輸?shù)綌?shù)控設(shè)備上，操作者只需調(diào)出輸入的程序，就可以對零件進行實際加工了。對于越復雜的零件，UG的自動編程的優(yōu)越性越明顯，很多手工編程難于完成的程序在UG里變得很輕松，效率高，可靠性強。并且對于復雜的零件加工，一次裝夾就可以完成多個工序，最大限度地減少重定位帶來的誤差。以上是UG在我廠應用的一個例子，一次裝夾就基本完成了零件的加工過程。成功的例子還很多，比如凸輪的加工、不規(guī)則零件的加工等都已經(jīng)用UG輕松的完成。在此不再一一舉例。

2 UG數(shù)控編程的優(yōu)點

　　(1)數(shù)控加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。尺寸精度一般在0.001—0.01mm之間，甚至更高，不受工件形狀復雜程度的影響。加工中排除了操作者的主觀誤差，提高了同批零件加工的一致性，使產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定。

　　(2)生產(chǎn)效率高。省去了常規(guī)加工過程中的劃線、工序切換時的多次裝夾定位、檢測等工序。在數(shù)控設(shè)備上的刀庫里把需要用到的刀具都裝上，加工工件時可以自動換刀，不需要中斷加工過程，提高了加工的連續(xù)性。一次裝夾就可以完成多個部位的加工，甚至完成工件的全部加工內(nèi)容。

　　(3)自動化程度高，易于實現(xiàn)計算機控制。除了裝夾工件毛坯還需手z：J'b，全部加工過程都在數(shù)控程序的控制下，由數(shù)控機床自動完成，不需要人工干預。

　　(4)便于建立網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。例如，建立直接數(shù)控系統(tǒng)(DNC)，把編程、加工、生產(chǎn)管理三者連成一體，建立自動化車間，走向集成化制造。

3．結(jié)語

　　UG強大的CAD功能和CAM功能極大地提高了該廠產(chǎn)品的設(shè)計、制造能力，特別是UG的自動編程功能，解決了該廠復雜零件的加工瓶頸，提高了產(chǎn)品的加工精度，縮短了加工時間。模擬仿真功能使得很多加工調(diào)試可以在電腦上輕松地完成，最大限度地減少設(shè)計過程帶來的失誤，節(jié)約了制造成本，從而為提升我廠的核心競爭力提供了有力保障。