UG NX5软件在三轴数控铣床中的开发利用

武皓

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

UG NX5软件在三轴数控铣床中的开发利用

武皓

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

通用的UG NX5 CAD/CAM软件的功能虽然能满足工作中大部分需求，但是，许多专业问题解决起来比较困难。文中通过UG NX5软件平台，二次开发了利用三轴数控铣床，加工汽轮机叶片叶根、叶冠内背弧圆角等工序程序，与通用的CAD/CAM软件集成，使之成为一个高效、易用的应用系统。

UG NX5 CAD/CAM软件；三轴数控铣床；二次开发

1 零件分析

图1、图2所示为汽轮机动、静叶片，汽道型线为多截面三维扭曲型线。分析该零件的型面结构可以看出：其围带侧较为陡峭，利用三轴数控铣床加工内、背弧型线时，由于立铣加工，围带根部达不到图样R3要求，静叶围带多为多面角锥体，加工难度较大。

图1 汽轮机动叶片

图2 汽轮机静叶片

UG NX5是目前三轴数控铣床中使用较广泛的集建模与编程于一体的CAD/CAM软件，利用它对汽轮机动、静叶片围带圆角建模，编制加工程序，在三轴数控铣床上利用卧铣方式，选择合适的铣刀，通过对UG NX5软件的二次开发，可实现动、静叶片围带圆角一次加工完成。

2 零件建模

通过UG NX5软件完成零件曲面轮廓造型及加工趋动面（见图1、图2），再将铣刀设置为Y轴放置，刀具采用盘状或三面刃铣刀设置后，完成此程序的编制。

加工坐标原点：Xm为叶冠侧第一截面；Ym为叶冠侧第一截面；Zm为叶冠侧第一截面。

工作坐标系设为绝对坐标WCS。

3 工艺分析

该零件在加工内（背）弧圆角型线前，需进行内（背）弧型线加工，加工后转入三坐标数控铣床精加工圆角型线，采用相应直径的三面刃铣刀或盘铣刀加工。机床主轴转速和机床进给根据工件材料及余量不同而设置，实体工件径向面与Z轴需倾斜相应角度（Y轴方向）。

4 编程操作

1）打开模型并进入加工模块。打开零件模型图，确认工作坐标系，坐标原点与工件汽道型线图坐标原点重合，并设为绝对坐标。

2）进入编程模块。单击菜单：起始→加工，进入加工环境模块后，在加工环境对话框图3中。

指定CAM设置为“mill_contour”，进行加工环境的初始化设置。

3）选择机床。确定工件的加工坐标系MCS。

图3 加工环境对话框

图4 创建操作对话框

4）创建操作。进入新操作的建立（如图4），在创建操作对话框中进行设置。

在选项中选择“mill_contour”类型。子类型选择FIXED_CONTOUR，设定为曲面区域铣加工。

使用几何体：MCS MILL。

使用方法：METHOD。

名称为：FIXED_CONTOU。

确定选项后，开始铣加工操作的参数设置。

5）部件几何体。在FIXED_CONTOUR对话框（如图5）主界面内，进入图形选择。以设定零件几何图形作为加工对象。选择“曲面区域”驱动方式（如图6）。在“驱动几何体”过滤方式下选择“面”（如图6）。

图5 FIXED_CONTOUR对话框

图6 曲面驱动方式

图7 切削方向

在驱动面上选择“切削方向”（如图7）。返回到“曲面驱动方式”对话框，进行各项参数设置：表面余量选择、刀具选择“相切于”、切削区域选择“曲面”、图样选择“平行线……”、切削类型选择“Zig”、切削步长选择公差、步数选择、过切驱动选择、投影矢量选择。

6）选择刀具。在IXED_CONTOU对话框中，选择“新的刀具”，类型选择：mill_contour；子类型选择：T_CUTTER，进入铣刀建立对话框：milling Too1-T cutter……设置刀具形式及参数：设置直径、下半径、刀具号、刀柄L、刃口长度FL、刀夹直径SD等，其他选项则依照内定值设定。

7）选择刀轴。在“刀轴”下拉选项中，选择“指定矢量”（图5），I设置为0，J设置为1，K设置为0，点击确定。

8）选择切削、非切削。切削：设置“切削参数”：斜向上角度选择90°，斜向下角度选择90°。

非切削：设置“切削参数”（图8）：选择“进刀”、“退刀”“逼近”、“离开”，设置矢量、距离。

9）生成。所有设置完成后，点击生成图标→生成刀具轨迹→确认（如图1、图2）。

5 后置处理

在生成刀具轨迹→确认后，点击“操作导航器”，打开程序→后处理，自动生成程序文件。

6 结语

通过UG NX5软件在三轴数控铣床中的开发利用，可解决普通铣床加工耗时费力、余量不均匀，抛光修磨难度较大的问题，一次完成了内（背）弧圆角型面的加工。加工后可获得型面的最佳状态，即加工质量稳定、加工面平滑，工艺流程合理，生产组织方便，消除了时间、精力、资源上的浪费，确保了产品质量，提高功效近2倍。

图8 非切削移动

［1］ 黄宜松.UG NX 5数控加工入门与实例进阶［M］.北京：清华大学出版社，2010.

［2］ 王卫兵.UG NX数控编程实用教程［M］.北京：清华大学出版社，2010.

［3］ 高长银.数控编程100例［M］.北京：机械工业出版社，2011.

（编辑启 迪）

TP 391.7

A

1002－2333（2014）05－0205－02

武皓（1970—），男，工程师，叶片分厂厂长，研究方向为叶片加工技术。

2014-02-21