基于UG的变螺距螺旋槽建模及数控加工编程.doc

基于UG的变螺距螺旋槽建模及数控加工编程 　　 摘 要：文中阐述了用UG的参数公式方法进行变螺距螺旋槽零件的立体建模，并应用UG软件自动编程方法编制螺距螺旋槽零件在四轴加工中心机床上的加工程序，比较分析了各种切削参数设定和加工工艺方法运用 关键词：UG;建模;四轴加工;后处理 在机械设备及其零部件中，变螺距螺旋槽类零件十分常见，尤其在现代纺织传送机构中，变螺距螺旋槽能够起到改变传送速度和力矩的作用，如在化纤加弹机、倒筒机、络筒机、并纱机和包覆丝机等;变螺距螺旋槽零件加工品质的好坏严重影响着其在机械结构中所起的作用，因此对其加工尺寸精度、形状稳定性以及表面加工质量都有较高的要求;许多数控技术人员刚开始使用四轴机床加工变螺距螺旋槽时未能正确进行变螺距螺旋槽的参数化几何模型创建及选用合理的加工方法，造成加工失误或加工效率低下等现象。用UG参数公式方法进行变螺距螺旋槽几何建模具有快捷精确的特点，能够准确快速地进行加工，具体过程详细论述如下： 一、变螺距螺旋槽的参数化几何模型创建 UG的功能模块中具有专门针对变螺距螺旋槽形状的建模和加工方法。在UG中绘制普通的圆柱螺旋线及半径规律变化的螺旋线（如阿基米德螺旋线等），可以直接用“螺旋线”命令进行绘制，但该命令不能绘制变螺距螺旋线。绘制变螺距螺旋形状，必须用参数公式绘制变螺距螺旋线，变螺距螺旋槽是以变螺距螺旋线为导向线形成的扫掠特征，在UG8.0中，变螺距螺旋线的形状由起始圈螺距、终止圈螺距、螺旋线圈数和螺旋线半径四个参数所组成;用参数公式法可表达如下： Start_pitch=10 /起始圈螺距 End_pitch=60 /终止圈螺距 Turns=6 /螺旋线圈数 R=25 /螺旋线半径 mean_pitch=（Start_pitch+End_pitch）/2 /平均螺距 height=Turns*mean_pitch /螺旋线高度 t=0 /系统变量（0变化到1） xt=R*cos（360*Turns*t） /X规律 yt=R*sin（360*Turns*t） /Y规律 x=t*height x1=0 x2=mean_pitch x3=height-mean_pitch x4=height z1=0 z2=Start_pitch z3=height-End_pitch z4=height zt1=（（（x-x2）*（x-x3）*（x-x4）/（（x1-x2）*（x1-x3）*（x1-x4））））*z1 zt2=（（（x-x1）*（x-x3）*（x-x4）/（（x2-x1）*（x2-x3）*（x2-x4））））*z2 zt3=（（（x-x1）*（x-x2）*（x-x4）/（（x3-x1）*（x3-x2）*（x3-x4））））*z3 zt4=（（（x-x1）*（x-x2）*（x-x3）/（（x4-x1）*（x4-x2）*（x4-x3））））*z4 zt=zt1+zt2+zt3+zt4 将该文件的exp格式文件从UG的“工具”→“表达式”中导入。再用“规律曲线”中的“根据方程”方法即得到所求变螺距螺旋线，如图1： 图1 由参数公式生成的变螺距螺旋线 得到变螺距螺旋线后，再运用“扫描”命令，最后通过“求和”命令，从而得到变螺距螺旋槽零件建模图（如图2） 图2 变螺距螺旋槽零件建模图 二、UG中变螺距螺旋槽的四轴数控加工方法 （一）加工环境设置。UG加工环境是指我们进入UG的制造模块后进行编程作业的软件环境。UG 的CAM功能可以为数控铣、数控车、数控电火花线切削机编制加工程序，其中数控铣削模块中又分为平面铣、型腔铣和固定轴曲面轮廓铣等不同的加工类型。针对变螺距螺旋槽的几何形状特点，其中的可变轮廓曲面铣即是UG针对于变螺距螺旋槽的几何形状特点而设置的加工环境模块。针对此图中于较深的变螺距螺旋槽形状，UG可变轮廓铣削可以使用多个深度设置方法进行分层铣削，便于编程者合理设置切削参数 图3 可变轴曲面轮廓铣 （二）坐标系设定。在确定了加工对象后UG可以让我们很方便地选择工件坐标系，此时需要注意安全设置选项中的安全距离设置;如图4和图5所示，如果参考CSYS坐标系不合理，可以通过旋转坐标选择正确的坐标系。我们选择起始圈螺距的起始点作为编程原点，同时选择好驱动面后注意切削方向和材料方向 图4 加工坐标系设定 图 5 加工坐标系设定 三、程序编制过程： （一）加工参数的设置。操作参数的设定是UG CAM编程中最主要的工作内容，在对话框中需设定加工几何对象