UG是當(dāng)前世界最先進、面向先進制造行業(yè)、緊密集成的CAID/CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)，提供了從產(chǎn)品設(shè)計、分析、仿真、數(shù)控程序生成等一整套解決方案。UGCAM是整個UG系統(tǒng)的一部份，它以三維主模型為基礎(chǔ)，具有強悍可靠的刀具軌跡生成方式，可以完成切削（2.5軸～5軸）、車削、線切割等的編程。UGCAM是磨具數(shù)控行業(yè)最具代表性的數(shù)控編程軟件，其最大的特征就是生成的刀具軌跡合理、切削負載均勻、適合高速加工。另外，在加工過程中的模型、加工工藝和刀具管理，均與主模型相關(guān)聯(lián)，主模型修改設(shè)計后，編程只需重新估算即可經(jīng)典物理 mdash mdash 數(shù)控線切割加工概述，所以UG編程的效率十分高。
UGCAM主要由5個模塊組成，即交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和前置處理模塊，下邊對這5個模塊作簡單的介紹。
（1）交互工藝參數(shù)輸入模塊。通過人機交互的方法，用對話框和過程向?qū)У姆绞捷斎氲毒摺A具、編程原點、毛坯和零件等工藝參數(shù)。
（2）刀具軌跡生成模塊。具有極其豐富的刀具軌跡生成方式，主要包括切削（2.5軸～5軸）、車削、線切割等加工方式。本書主要講解2.5軸和3軸數(shù)控銑加工。
（3）刀具軌跡編輯模塊。刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運動軌跡，并提供延展、縮短和更改刀具軌跡的功能。同時，還能通過控制圖形和文本的信息編輯刀軌。
（4）三維加工動態(tài)仿真模塊。是一個無須借助車床、成本低、高效率的測試NC加工的技巧。可以檢驗刀具與零件和夾鉗是否發(fā)生碰撞、是否過切以及加工余量分布等情況，便于在編程過程中及時解決。
（5）后處理模塊。包括一個通用的前置處理器（GPM），用戶可以便捷地構(gòu)建用戶訂制的前置處理。通過使用加工數(shù)據(jù)文件生成器（MDFG），一系列交互選項提示用戶選擇定義特定磨床和控制器特點的參數(shù)，包括控制器和車床尺寸與類型、插補方法、標準循環(huán)等。
1.2加工工藝知識
在進行數(shù)控編程前，讀者必須具備一定的加工工藝知識，比如，數(shù)控銑床的分類、各種數(shù)控銑床的加工能力和磨削原理、切削刀具的尺寸和材料、切削參數(shù)（主軸怠速、進給速率、吃刀量）選擇原則、工件材料的磨削性能、切削過程中的冷卻和公差配合等。只有具備了這種知識，能夠編制出合理、高效的數(shù)控加工程序。
1.2.1數(shù)控加工的優(yōu)點
先進的數(shù)控加工技術(shù)是一個國家制造業(yè)發(fā)達的標志，借助數(shù)控加工技術(shù)可以加工好多普通銑床不能加工的復(fù)雜曲面零件和磨具，而且加工的穩(wěn)定性和精度就會得到很大的保證。總體上說，數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工相比具有以下優(yōu)點。
（1）加工效率高。借助數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面，而且加工過程是由計算機控制的，所以零件的互換性強，加工的速率快。
（2）加工精度高。同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置，增強了幀率，降低了人為和機械偏差，因而加工的效率得到很大的提升。
（3）勞動硬度低。因為采用了手動控制方法，也就是說磨削過程是由數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控程序的控制下完成，不像傳統(tǒng)加工那樣借助手工操作銑床完成加工。為此，在數(shù)控車床工作時，操作者只須要監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)，勞動硬度低。
（4）適應(yīng)能力強。數(shù)控銑床在程序的控制下運行，通過改變程序即可改變所加工產(chǎn)品，產(chǎn)品的改型快且成本低，因而加工的柔性十分高，適應(yīng)能力也強。
（5）加工環(huán)境好。數(shù)控加工銑床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體的高科技產(chǎn)物，一般都有挺好的保護舉措，工人的操作環(huán)境相對較好。
1.2.2數(shù)控銑床介紹
數(shù)控銑床進行加工前，首先必須將型腔的幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)等加工信息按規(guī)定的代碼和格式編制成數(shù)控加工程序，并用適當(dāng)?shù)姆绞綄⒓庸こ绦蜉斎霐?shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)對輸入的加工程序進行處理，輸出各類訊號和指令，控制銑床各部份按規(guī)定有序地動作。最基本的訊號和指令包括各座標軸的進給速率、進給方向和進給位移量，各狀態(tài)控制的I/O訊號等，其工作原理如圖1-1所示。
圖1-1數(shù)控銑床的工作原理圖
磨具加工中，常用的數(shù)控設(shè)備有數(shù)控機床、加工中心（具備手動換刀功能的數(shù)控銑）、火花機和線切割機等，如圖1-2所示。
1．?dāng)?shù)控機床組成
數(shù)控機床由數(shù)控程序、輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動裝置和位置測量裝置、輔助控制裝置和銑床本體組成。
（1）數(shù)控程序
數(shù)控程序是數(shù)控銑床手動加工零件的工作指令，目前常用的合稱“G代碼”。數(shù)控程序是在對加工零件進行工藝剖析的基礎(chǔ)上，按照一定的規(guī)則編制的刀具運動軌跡信息。編制程序的工作可由人工進行。對于形狀復(fù)雜的零件的程序，則須要用CAD/CAM進行編制。
（2）輸入輸出裝置
輸入輸出裝置的主要作用是進行人機交互和通訊。通過輸入輸出裝置，操作者可以輸入指令和信息，也可顯示銑床的信息。通過輸入輸出裝置，也可以在計算機和數(shù)控銑床之間傳輸數(shù)控代碼、機床參數(shù)等。
零件加工程序輸入過程有兩種不同的形式，一種是邊讀入邊加工（DNC）；另一種是一次將零件加工程序全部讀入數(shù)控裝置內(nèi)部的儲存器，加工時再從內(nèi)部儲存器中逐段調(diào)出進行加工。
（3）數(shù)控裝置
數(shù)控裝置是數(shù)控銑床的核心部份。數(shù)控裝置從內(nèi)部儲存器中讀取或接收輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控程序，經(jīng)過數(shù)控裝置進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各類控制信息和指令，控制銑床各部份的工作。
（4）驅(qū)動裝置和位置測量裝置
驅(qū)動裝置接收來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，發(fā)送給伺服馬達，伺服馬達依照指令信息驅(qū)動銑床聯(lián)通部件，按一定的速率聯(lián)通一定的距離。
位置測量裝置測量數(shù)控銑床運動部件的實際位移量，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋至銑床的數(shù)控裝置經(jīng)典物理 mdash mdash 數(shù)控線切割加工概述，數(shù)控裝置比較反饋回去的實際位移量值與設(shè)定值，倘若出現(xiàn)偏差，則控制驅(qū)動裝置進行補償。
（5）輔助控制裝置
輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置或傳感輸出的開關(guān)量訊號，經(jīng)過邏輯運算，實現(xiàn)銑床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)動作。這種控制主要包括主軸起停、換刀、冷卻液和潤滑裝置的啟動停止、工件和銑床部件的抬起與夾緊等。
（6）銑床本體
數(shù)控銑床的銑床本體與傳統(tǒng)銑床相像，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。
2．?dāng)?shù)控機床的主要功能和加工范圍
（1）點定位
點定位提供了銑床鉆孔、擴孔、鏜孔和鉸孔等加工能力。在孔加工中，通常會將典型的加工方法編制為固定的程序;稱為固定循環(huán)，便捷常用孔加工方式的使用。
（2）連續(xù)輪廓控制
常見的數(shù)控系統(tǒng)均提供直線和弧形插值，高端的數(shù)控系統(tǒng)還提供螺旋插值和樣條插值，這樣就可以使刀具順著連續(xù)軌跡運動，加工出須要的形狀。連續(xù)輪廓控制為車床提供了輪廓、箱體和曲面腔體等零件的加工。
如圖1-3所示的磨具坯料是借助3軸聯(lián)動數(shù)控銑加工的典型零件。但并非所有的磨具都能由數(shù)控銑直接完全加工下來。如圖1-4所示的磨具工件的指示部位，因為刀具的限制用數(shù)控銑難以加工，還須要使用電火花機或則線切割機加工。
編程人員點評：好多數(shù)控編程初學(xué)者覺得無須了解火花機或線切割機，這些看法是十分錯誤的。由于只有十分清楚地了解了電火花機和線切割機的加工工藝知識，能夠編撰出合理刀路，提升生產(chǎn)效率和降低錯誤。
（3）刀具補償
借助刀具補償功能，可以簡化數(shù)控程序編制和提供偏差補償?shù)取?span style="display:none">oAI物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
3．?dāng)?shù)控機床編程要點
（1）設(shè)置編程座標系
編程座標系的位置以便捷對刀為原則，毛坯上的任何位置均可。
（2）設(shè)置安全高度
安全高度一定要高過裝夾待加工型腔的治具高度，但也不應(yīng)太高，以免浪費時間。
（3）刀具的選擇
在工件規(guī)格容許的情況下盡可能選擇半徑較大及寬度較短的刀具；優(yōu)先選擇鑲嵌式刀具，對于精度要求高的部位可以考慮使用整體式合金刀具；盡量少用白鋼刀具（由于白鋼刀具銹蝕快，換刀的時間浪費嚴重，得不償失）；對于很小的刀具能夠加工到的區(qū)域應(yīng)當(dāng)考慮使用電火花機或則線切割機加工。
（4）加工模型的打算
設(shè)置合適的編程座標系，創(chuàng)建毛坯，修復(fù)銑削不到的區(qū)域（比如，很小的孔和腔、沒有圓角的異形孔等）。
1.2.3數(shù)控刀具介紹以及使用
1．刀具的介紹
數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控銑床高速、高效和手動化程度高的特性，通常包括通用刀具、通用聯(lián)接刀鞘及少量專用刀鞘。刀鞘要聯(lián)接刀具并裝在車床動力身上，因而已逐步標準化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方式。按照刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，鑲嵌式刀具采用點焊或機夾式聯(lián)接，機夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合式刀具、減震式刀具等。依據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方滲碳硼刀具、陶瓷刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控銑床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到了廣泛的應(yīng)用，在使用數(shù)目上達到整個數(shù)控刀具的30%～40%，金屬摘除量占總量的80%～90%。
數(shù)控銑刀從形狀上主要分為尖頭刀（端銑刀）、圓鼻刀和球刀，如圖1-5所示，從刀具使用性能上分為白鋼刀、飛刀和合金刀。在鞋廠實際加工中，最常用的刀具有D63R6，D50R5，D35R5，D32R5，D30R5，D25R5，D20R0.8，D17R0.8，D13R0.8，D12，D10，D8，D6，D4，R5，R3，R2.5，R2，R1.5，R1和R0.5等。
（1）尖頭刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺點是刀刃容易銹蝕，影響加工精度。
（2）圓鼻刀：主要用于模胚的粗加工、平面精加工和側(cè)面精加工，非常適用于材料強度高的磨具開粗加工。
（3）球刀：主要用于非平面的半精加工和精加工。
編程人員點評：
①白鋼刀（即高速鋼刀具）因其通體銀黑色而得名，主要用于直壁加工。白鋼刀價錢實惠，但銑削壽命短、吃刀量小、進給速率低、加工效率低，在數(shù)控加工中較少使用。
②飛刀（即鑲嵌式刀具）主要為機夾式可轉(zhuǎn)位刀具，這些刀具剛性好、切削速率高，在數(shù)控加工中應(yīng)用十分廣泛，用于模胚的開粗、平面和曲面粗精加工療效均挺好。
③合金刀（一般指的是整體式硬質(zhì)合金刀具）精度高、切削速率高，但價錢高昂，通常用于精加工。
數(shù)控刀具與普通銑床上所用的刀具相比，有以下不同的要求。
（1）剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變型小。
（2）互換性好，以便快速換刀。
（3）壽命高，磨削性能穩(wěn)定、可靠。
（4）刀具的規(guī)格以便調(diào)整，以減輕換刀調(diào)整時間。
（5）刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除。
（6）系列化、標準化，以利于編程和刀具管理。
2．刀具的使用
在數(shù)控加工中，刀具的選擇直接關(guān)系到加工精度的高低、加工表面質(zhì)量的好壞和加工效率的高低。選擇合適的刀具并設(shè)置合理的磨削參數(shù)，將使數(shù)控加工以最低的成本和最短的時間達到最佳的加工質(zhì)量。其實，刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整便捷、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀鞘，以提升刀具加工的剛性。
選擇刀具時，要使刀具的規(guī)格與模胚的加工規(guī)格相適應(yīng)。假如模腔的規(guī)格是80X80，則應(yīng)當(dāng)選擇D25R5或D16R0.8等刀具進行開粗；假如模腔的規(guī)格小于，則應(yīng)當(dāng)選擇D30R5、D32R5或D35R5的飛刀進行開粗；假如模腔的規(guī)格小于，那應(yīng)當(dāng)選擇半徑小于D35R5的飛刀進行開粗，比如D50R5或D63R6等。另外，刀具的選擇由銑床的功率所決定，比如，功率小的數(shù)控機床或加工中心，則不能使用小于D50R5的刀具。
在實際加工中，常選擇立銑刀加工平面零件輪廓的周邊、凸臺、凹槽等；選擇鑲硬質(zhì)合金刀片的馬鈴薯銑刀加工毛坯的表面、側(cè)面及工件開粗；選擇球頭銑刀、圓鼻刀、錐形銑刀和盤形銑刀加工一些立身材面和變斜角輪廓外型。
3．刀具銑削參數(shù)的設(shè)置
合理選擇銑削藥量的原則是：粗加工時，通常以提升生產(chǎn)效率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼具銑削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)按照銑床說明書、切削藥量指南，并結(jié)合經(jīng)驗而定。具體要考慮以下5個誘因。
（1）磨削深度ap（mm）。在銑床、工件和刀具撓度容許的情況下，ap就等于加工余量。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，通常應(yīng)留一定的余量進行精加工，這是提升生產(chǎn)效率的一個有效舉措。數(shù)控車床的精加工余量可略大于普通銑床。
（2）磨削長度L（mm）。L與刀具半徑d成反比，與磨削深度成正比。經(jīng)濟型數(shù)控銑床的加工過程中，通常L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。
（3）磨削速率v（m/min）。提升v也是提升生產(chǎn)效率的一個舉措，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的減小，磨削熱下降，刀具耐用度大幅下滑，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，磨削速率與加工材料也有很大關(guān)系，比如用立銑刀切削合金鋼時，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀切削鋁合金時，v可選200m/min以上。
（4）主軸怠速n（r/min）。主軸怠速通常按照銑削速率v來選取。估算公式為：v=πnd/1000（d——刀具半徑，單位mm）。數(shù)控銑床的控制面板上通常備有主軸怠速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對主軸怠速在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整。
（5）進給速率f（mm/min）。f應(yīng)按照零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和錐面材料來選擇。f的降低也可以提升生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時，f可選擇得大些。在加工過程中，f也可通過車床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整，而且最大進給速率要遭到設(shè)備撓度和進給系統(tǒng)性能等的限制。
隨著數(shù)控銑床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程早已成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定銑削藥量。因而，編程人員必須熟悉刀具的選擇方式和磨削藥量的確定原則，進而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。
白鋼刀:
①刀具半徑越大，怠速越慢；同一類型的刀具，刀桿越長，吃刀量就要減少，否則容易彈刀而形成過切。
②白鋼刀怠速不可過快，進給速率不可過大。
③白鋼刀容易銹蝕，開粗時少用白鋼刀。
飛刀:
①不同的飛刀材料其參數(shù)值也不相同，不同的刀具廠生產(chǎn)的飛刀其厚度也略有不同。另外，刀具的參數(shù)值也質(zhì)數(shù)控機床或加工中心的性能和加工材料的不同而不同，所以刀具的參數(shù)一定要按照鞋廠的實際情況來設(shè)定。
②飛刀的剛性好，吃刀量大，最適宜模胚的開粗。另外，飛刀精加工崎嶇面的質(zhì)量也十分好。
③飛刀主要是鑲刀粒的，沒有側(cè)刃，如圖1-6所示。
合金刀:
①合金刀剛性好，不易形成彈刀，用于精加工磨具的療效最好。
②合金刀和白鋼刀一樣有側(cè)刃，精銑銅公直壁時常常使用其側(cè)刃。
