核心提示：　近两年ugⅡ软件的引进，为笔者单位开辟了一种新的设计、加工途径，并使我所的机械制造能力上了一个新的台阶。以往对于一般零件　近两年ugⅡ软件的引进，为笔者单位开辟了一种新的设计、加工途径，并使我所的机械制造能力上了一个新的台阶。以往对于一般零件加工时，采用手工编程即可完成，但对于较为复杂的型腔或曲面，由于计算繁琐，易产生错误从而影响加工质量，给机械加工带来一定的困难。针对一典型零件的特点，我们运用UG软件的加工模块，完成了加工过程的设计(包括加工类型，加工几何，加工刀具选择，加工余量及切削参数等其它加工参数)，并通过加工仿真软件对加工过程进行检验，对不恰当的加工参数进行适当修正，针对MF Twin65数控机床完成了后置处理制作，生成了可加工的数控程序，经过对零件样品的实际加工，达到了设计图纸的要求，采用这种方法不仅减少了编程人员的计算量，还在一定程度上提高了产品的制造质量和生产效率。



二、机床简介



加工所选用的数控机床是我所于1997年从德国德马吉(Deckel Maho Gildemeister)公司引进的MF Twin65机床，这是一台具有双主轴双刀架的车削中心，它最主要的特点是具有两个中心对心的主轴，称为主主轴和副主轴，这两个主轴可同步实现工件在两主轴间的自动传递，同时它还具有上下两个刀盘，均配有12个刀位，既可与两主轴分开、交叉使用，也能实现与两主轴的联合使用。其中上刀盘带有y轴，可实现y方向运动，完成铣削，因此可加工复杂零件。



针对这台数控机床双主轴双刀架的加工特点，我们确定选用一典型零件进行加工，在加工过程中我们使用了两个主轴和两个刀架，并完成两主轴间的工件自动传递，同时也实现了上刀盘的y轴铣削功能。为了达到对此台设备使用功能的最大利用，我们在加工这个零件过程中选用了大多数在这台机床上能够使用的加工功能.



三、CAM设计



运用UG软件完成CAM设计的主要步骤分为以下几步：



(1) 根据零件图实施三维造型；



(2) 根据零件的几何形状及尺寸精度要求确定加工工艺；



(3) 编制刀轨文件；(定义加工几何、加工刀具和其它加工参数后，经过计算生成加工刀轨)；



(4) 运用Vericut软件对有关的刀轨文件进行模拟加工，根据模拟结果，及时调整加工参数，并最终确定刀轨源文件；
(5) 将刀轨源文件进行后处理，生成标准PTP文件；



(6) 对PTP文件进行适当的编辑；



(7) 程序输入机床加工。



我们首先根据典型零件的设计图纸，运用UG的实体建模部分建立零件的三维实体模型，然后针对该零件的具体形状和尺寸进行工艺分析，由于零件一次加工的内孔较深，无法实现上刀架与主主轴的组合，且零件右部在完成加工后较易于夹持，于是我们确定了两主轴与两刀架交叉使用并先加工零件右部后加工零件左部的总工艺路线，然后对数控加工工序进行了具体安排。



(1) 镗零件内孔，其中包括螺纹底孔，采用精车方式(lathe finish)。



(2) 加工退刀槽及内环形槽，采用车槽方式(lathe groove)。



(3) 挑内螺纹M52×1－6H，采用车螺纹方式(lathe thread)。



(4) 粗加工外圆部分，留精加工余量0.2mm，采用粗车方式(lathe rough)。



(5) 精车外圆部分，由于是45号钢材料，所以0.2mm的余量分两次走刀完成，采用精车方式(lathe finish)。



(6) 加工外圆环形槽，采用车槽方式(lathe groove)。 (完成此工序后，将零件由主主轴传递至副主轴)



(7) 加工端面环形槽，在槽的两侧留0.05mm的精加工余量，采用车槽方式(lathe groove)。



(8) 粗车零件左端带锥度外圆，留0.2mm的精加工余量，采用粗车方式(lathe rough)。



(9) 精车零件左端带锥度外圆，采用精车方式(lathe finish)。



(10)加工外圆环形槽，采用车槽方式(lathe groove)。



(11)铣两个缺口，采用固定轴铣方式(fixed contour)。



根据以上工序安排，我们应用UG的manufacturing模块逐项定义操作，其中包括加工边界，安全边界，刀具控制，进给率，进刀退刀方式，加工余量，走刀次数，前后置命令等内容，最后生成了包含各项加工数据的.cls文件（刀具位置源文件）。


四、 加工仿真研究



本应用研究中使用的vericut(加工仿真)软件可以交互式地模拟演示材料按数控刀轨数据被去除的过程，整个模拟加工过程在计算机上完成，这是在加工前对所作的刀轨文件进行验证的一个极好工具。使用vericut软件可以检验刀具轨迹的准确性并确定所模拟加工完成的零件与原设计模型是否一致，这样就可以大大减少切削过程失误并易于对刀轨文件进行快速正确的调整。



1． 仿真过程



使用vericut进行仿真需要具备三个必要条件，即毛坯模型、刀具轨迹数据和切削刀具的描述，我们按以下步骤进行准备。



(1) 在UG中按加工零件的毛坯尺寸做一个毛坯模型，并将其保存为vericut可以直接调用的.stl文件。



(2) 刀具轨迹数据就是通过UG的manufacturing模块设计生成的.cls文件(刀具位置源文件)。



(3) 在CAM设计部分中有专门的刀具控制，其中在前述各项加工步骤中我们均设定了各自的刀具参数，这些参数均是包含在.cls文件内容中的。



这三个必要条件准备好之后，我们开始使用vericut进行仿真加工。首先将定义的毛坯模型装载到计算机屏幕中→选定我们所需的.cls文件，设定好各项显示参数，即可开始毛坯模型的三维仿真加工过程，观察刀具轨迹的准确性→测量模拟加工完成的零件的各项参数，与原设计模型进行比较，数据是否一致。



2． 仿真过程中出现的问题



无法完成一个刀具轨迹文件中的车铣仿真加工：发现是因为车削加工和铣削加工的加工坐标系不同所致，于是我们对CAM部分进行了改进，将车削和铣削加工的加工坐标系一致，于是实现了在一个刀轨文件中的车、铣仿真。