一种UG的数控加工刀具轨迹的优化探讨

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一种UG的数控加工刀具轨迹的优化探讨

作者：宁家喜

来源：《求知导刊》2015年第18期

摘要：数控加工以其强大的优势越来越受到企业的关注，并成为制造企业赢得市场竞争

的决定因素之一。然而，大部分制造企业数控加工效率低下，数控制造能力不足。文章基于UG软件为平台，对平面型腔数控加工进行了分析研究，并对其进行了数控加工程序的优化设计，从而缩短了加工时间，提高了加工效率，降低加工成本，对增强企业的综合竞争力具有一定意义。

关键词：数控程序；曲面铣削；优化设计；刀具轨迹

数控机床在车间的应用，不仅缩短了产品制造的周期，还提高了产品的生产率和加工的质量，UG是目前CAD等软件中最先进的高端软件，为加工的自动化和数控编码提供了一个优

秀的平台。在UG软件中，CAM的加工参数设置是一个比较复杂的步骤，包括了加工路线的设定，生成刀具的加工轨迹，输出NC代码等。在这些内容中，生成刀具加工轨迹是十分关键的一个环节。在平面型铣削中占有很大的比例，在数控加工过程中经常会遇到两种问题。第一种是侧面形状的刀具的圆弧大于曲率半径。第二种情况是拐角为锐角的加工。若果遇到第一种情况，为了防止误切，UG软件一般会保守参数，致使粗加工量降低，会导致精加工量增加，从而增加生产时间，降低生产效率。如果遇到第二种情况，UG软件一般会对工件轮廓曲线基于刀具半径移位补偿，致使尖角加工运行轨迹增加，同样延长了加工时间，降低了生产效率。因此使用刀具轨迹优化设计方法对数控加工过程中遇到的这种问题进行处理，对于提高企业的经济效益具有重要的意义。

一、刀具半径大于曲率半径的优化设计

在使用UG软件对工件加工之前，首先需要确定刀具运动轨迹。在数控加工，刀具中心的轨迹就是相对加工轮廓表面向外移动一个刀具半径。但是如果刀具半径大于曲率半径，再向外移动一个刀具半径，就会导致直线和圆弧没有交点，得到的是一个曲线，进而无法生成加工轨迹。解决这个问题的方法有三种，第一种更换小的刀具进行加工。第二种忽略圆弧，进行粗加工。然后在更换小的刀具对圆弧进行加工。第三种设置分割数，将小于刀具半径的圆弧向外移动R/N.得到虚拟的轮廓（图1）。在对虚拟的轮廓进行位移补偿，也就是刀具中心轨迹（图2）。

第一种方法会直接增加加工的总时间，在车间加工的时候不建议采用。第二种方法虽然相对第二种方法要好，但是总加工时间差不多。第三种方法对其进行了设计优化，缩短了加工的时间，同时为下次小刀具加工留下了更少的残余（图3）。