UG是當前世界最先進、面向先進制造行業、緊密集成的CAID/CAD/CAE/CAM軟件系統，提供了從產品設計、分析、仿真、數控程序生成等一整套解決方案。UGCAM是整個UG系統的一部份，它以三維主模型為基礎，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是磨具數控行業最具代表性的數控編程軟件，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，均與主模型相關聯，主模型修改設計后，編程只需重新估算即可經典物理 mdash mdash 數控線切割加工概述，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）交互工藝參數輸入模塊。通過人機交互的方法，用對話框和過程向導的方式輸入刀具、夾具、編程原點、毛坯和零件等工藝參數。
（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），用戶可以便捷地構建用戶訂制的前置處理。通過使用加工數據文件生成器（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，包括控制器和車床尺寸與類型、插補方法、標準循環等。
1.2加工工藝知識
在進行數控編程前，讀者必須具備一定的加工工藝知識，比如，數控銑床的分類、各種數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（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、高效的數控加工程序。
1.2.1數控加工的優點
先進的數控加工技術是一個國家制造業發達的標志，借助數控加工技術可以加工好多普通銑床不能加工的復雜曲面零件和磨具，而且加工的穩定性和精度就會得到很大的保證?？傮w上說，數控加工與傳統加工相比具有以下優點。
（1）加工效率高。借助數字化的控制手段可以加工復雜的曲面，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。同傳統的加工設備相比，數控系統優化了傳動裝置，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控系統在數控程序的控制下完成，不像傳統加工那樣借助手工操作銑床完成加工。為此，在數控車床工作時，操作者只須要監視設備的運行狀態，勞動硬度低。
（4）適應能力強。數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品，產品的改型快且成本低，因而加工的柔性十分高，適應能力也強。
（5）加工環境好。數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物，一般都有挺好的保護舉措，工人的操作環境相對較好。
1.2.2數控銑床介紹
數控銑床進行加工前，首先必須將型腔的幾何數據和工藝數據等加工信息按規定的代碼和格式編制成數控加工程序，并用適當的方式將加工程序輸入數控系統。數控系統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，各狀態控制的I/O訊號等，其工作原理如圖1-1所示。
圖1-1數控銑床的工作原理圖
磨具加工中，常用的數控設備有數控機床、加工中心（具備手動換刀功能的數控銑）、火花機和線切割機等，如圖1-2所示。
1．數控機床組成
數控機床由數控程序、輸入輸出裝置、數控裝置、驅動裝置和位置測量裝置、輔助控制裝置和銑床本體組成。
（1）數控程序
數控程序是數控銑床手動加工零件的工作指令，目前常用的合稱“G代碼”。數控程序是在對加工零件進行工藝剖析的基礎上，按照一定的規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控銑床之間傳輸數控代碼、機床參數等。
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控裝置內部的儲存器，加工時再從內部儲存器中逐段調出進行加工。
（3）數控裝置
數控裝置是數控銑床的核心部份。數控裝置從內部儲存器中讀取或接收輸入裝置送來的一段或幾段數控程序，經過數控裝置進行編譯、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）驅動裝置和位置測量裝置
驅動裝置接收來自數控裝置的指令信息，經功率放大后，發送給伺服馬達，伺服馬達依照指令信息驅動銑床聯通部件，按一定的速率聯通一定的距離。
位置測量裝置測量數控銑床運動部件的實際位移量，經反饋系統反饋至銑床的數控裝置經典物理 mdash mdash 數控線切割加工概述，數控裝置比較反饋回去的實際位移量值與設定值，倘若出現偏差，則控制驅動裝置進行補償。
（5）輔助控制裝置
輔助控制裝置的主要作用是接收數控裝置或傳感輸出的開關量訊號，經過邏輯運算，實現銑床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關動作。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
數控銑床的銑床本體與傳統銑床相像，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、潤滑系統、冷卻裝置等組成。
2．數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，便捷常用孔加工方式的使用。
（2）連續輪廓控制
常見的數控系統均提供直線和弧形插值，高端的數控系統還提供螺旋插值和樣條插值，這樣就可以使刀具順著連續軌跡運動，加工出須要的形狀。連續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軸聯動數控銑加工的典型零件。但并非所有的磨具都能由數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：好多數控編程初學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，可以簡化數控程序編制和提供偏差補償等。
3．數控機床編程要點
（1）設置編程座標系
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，但也不應太高，以免浪費時間。
（3）刀具的選擇
在工件規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域應當考慮使用電火花機或則線切割機加工。
（4）加工模型的打算
設置合適的編程座標系，創建毛坯，修復銑削不到的區域（比如，很小的孔和腔、沒有圓角的異形孔等）。
1.2.3數控刀具介紹以及使用
1．刀具的介紹
數控加工刀具必須適應數控銑床高速、高效和手動化程度高的特性，通常包括通用刀具、通用聯接刀鞘及少量專用刀鞘。刀鞘要聯接刀具并裝在車床動力身上，因而已逐步標準化和系列化。數控刀具的分類有多種方式。按照刀具結構可分為：①整體式；②鑲嵌式，鑲嵌式刀具采用點焊或機夾式聯接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；③特殊型式，如復合式刀具、減震式刀具等。依據制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質合金刀具；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。為了適應數控銑床對刀具耐用、穩定、易調、可換等的要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到了廣泛的應用，在使用數目上達到整個數控刀具的30%～40%，金屬摘除量占總量的80%～90%。
數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）主要為機夾式可轉位刀具，這些刀具剛性好、切削速率高，在數控加工中應用十分廣泛，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，磨削性能穩定、可靠。
（4）刀具的規格以便調整，以減輕換刀調整時間。
（5）刀具應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
在數控加工中，刀具的選擇直接關系到加工精度的高低、加工表面質量的好壞和加工效率的高低。選擇合適的刀具并設置合理的磨削參數，將使數控加工以最低的成本和最短的時間達到最佳的加工質量。其實，刀具選擇總的原則是：安裝調整便捷、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，要使刀具的規格與模胚的加工規格相適應。假如模腔的規格是80X80，則應當選擇D25R5或D16R0.8等刀具進行開粗；假如模腔的規格小于，則應當選擇D30R5、D32R5或D35R5的飛刀進行開粗；假如模腔的規格小于，那應當選擇半徑小于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；選擇鑲硬質合金刀片的馬鈴薯銑刀加工毛坯的表面、側面及工件開粗；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．刀具銑削參數的設置
合理選擇銑削藥量的原則是：粗加工時，通常以提升生產效率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼具銑削效率、經濟性和加工成本。具體數值應按照銑床說明書、切削藥量指南，并結合經驗而定。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，通常應留一定的余量進行精加工，這是提升生產效率的一個有效舉措。數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。經濟型數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也是提升生產效率的一個舉措，但v與刀具耐用度的關系比較密切。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）。數控銑床的控制面板上通常備有主軸怠速修調（倍率）開關，可在加工過程中對主軸怠速在一定范圍內進行調整。
（5）進給速率f（mm/min）。f應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開關進行人工調整，而且最大進給速率要遭到設備撓度和進給系統性能等的限制。
隨著數控銑床在生產實際中的廣泛應用，數控編程早已成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控程序的編制過程中，要在人機交互狀態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量和加工效率，充分發揮數控機床的優點，提升企業的經濟效益和生產水平。
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值也不相同，不同的刀具廠生產的飛刀其厚度也略有不同。另外，刀具的參數值也質數控機床或加工中心的性能和加工材料的不同而不同，所以刀具的參數一定要按照鞋廠的實際情況來設定。
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量也十分好。
③飛刀主要是鑲刀粒的，沒有側刃，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刃，精銑銅公直壁時常常使用其側刃。
