ugnx数控编程技术在lebus卷筒导向垫块加工中的应用

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1、UGNX数控编程技术在lebus卷筒导向垫块加工中的应用邓玉聪徐长生(武汉理工大学物流工程学院武汉430063)摘要：本文针对lebuss卷筒导向垫块在设计和制造上存在的困难，直接建立卷筒和垫块的三维模型，并利用UG的数控加工自动编程功能生成垫块的数控加工程序来对垫块进行精确加工。本论文的思路对lebus卷筒的设计制造具有实际的应用价值。关键词：lebuss卷筒；UG；自动编程41引言多层卷绕卷筒容绳量大。工程起重机中随着起升高度的增大，起升机构中卷筒的绕绳量相应增加。采用尺寸较小的多层卷绕卷筒，对减小起升机构尺寸十分有利。但多层卷筒缠绕的钢丝绳所受的挤

2、压应力大，相互间摩擦力大，卷绕层数较多时容易产生乱绳现象。国外lebus公司专有的利巴斯装置可以有效防止多层卷绕中的乱绳现象。2Lebus卷筒结构Lebus（利巴斯）卷筒利用它特有的平行双折线绳槽，把交错缠绕减少到卷筒圆周的20%左右。而80%的缠绕方向都与侧板平行，而且卷筒上的每一层钢丝绳所绕的圈数相同，使缠绕钢丝绳在卷筒上垒成三角形。也即每层钢丝绳都为下一层钢丝绳形成一个槽形，使钢丝绳之间载荷分布均应，避免了钢丝绳之间由于相互切入、挤压而造成乱绳。如图1。图1lebuss卷筒1.侧板；2.钢丝绳；3.导向垫块；图2lebuss卷筒展开三维图图3leb

3、uss卷筒三维图垫块是lebuss卷筒设计中的重要一环，然而，垫块计问题尚未得到比较满意地解决。原因是垫块的垫面4与钢丝绳的接触点在卷筒的径向、周向和轴向都有变化，其轨迹是一条复杂的空间曲线。设计时，必须通过反复计算或作图求出一系列坐标点，然后将其连接起来才能显现到图纸上。这常常令设计者感到不胜其烦，一些设计将这种复杂的函数关系简单处理为线性关系，结果是，设计出的卷筒垫块有误差，起不到垫面对钢丝绳的垫托作用。垫面若设计太低，会造成钢丝绳悬空，虽然不影响钢丝绳的正常爬升，但对钢丝绳的破坏是很大的；反之，若垫面设计太高，会导致钢丝绳提前返回，而打乱钢丝绳在卷

4、筒上的排列次序，导致钢丝绳出现“乱绳”甚至“跳槽”现象。为了解决这一问题，本文介绍的设计思路是直接利用UG建出卷筒的三维模型，模拟出钢丝绳的缠绕路径，利用布尔运算生成需要加工成的垫块模型。然后进入UG的CAM模块，在UG加工应用中生成精确的刀具路径，利用生成的刀具路径，通过后置处理产生用于特定数控机床的程序。3自动编程软件简介目前企业生产常用的模具数控加工软件有MasterCAM、Pro/E、UG、Cimtron等。其中，UG是美国EDS公司发布的CAD/CAE/CAM一体化软件，广泛应用于航空、航天、汽车及模具等领域，UG可运行于WindowsNT平台

5、，无论零件图还是装配图的设计都从三维实体造型开始，可视化程度很高。其三维CAD是参数化的，一个零件尺寸被修改，可使相关零件产生相应的变化。该软件还具有人机交互方式下的有限元解算程序，可以进行应变、应力及位移分析。UG的CAM模块提供了一种产生精确刀具路径的方法，该模块允许用户通过观察刀具运动来图形化的编辑刀具轨迹，提供的后处理编译器可为不同的机床系统做出适合的后处理文件。自动编程软件工作过程见图4。图4UG数控编程有以下优点：（1）.数控加工精度高，质量稳定。尺寸精度一般在0.001~0.01mm之间，甚至更高，不受工件形状复杂程度的影响。加工中排除了操

6、作者的主观误差，提高了同批零件加工的一致性，使产品质量保持稳定；（2）.生产效率高。省去了常规加工过程中的划线、工序切换时的多次装夹定位、检测等工序。在数控设备上的刀库里把需要用到的刀具都装上，加工工件时可以自动换刀，不需要中断加工过程，提高了加工的连续性。一次装夹就可以完成多个部位的加工，甚至完成工件的全部加工内容；（3）．自动化程度高，易于实现计算机控制。除了装夹工件毛坯还需手工外，全部加工过程都在数控程序的控制下，由数控机床自动完成，不需要人工干预。4垫块的加工编程（1）.工艺分析本文以槽底直径为600mm，钢丝绳直径20mm，节距21mm的卷筒为

7、设计对象。垫块用毛坯为直径21mm的圆棒加工而成。如图5所示是用UG建的折返侧垫块的三维模型。图5卷筒折返侧垫块考虑到垫块毛坯为细长杆，加工时的变形会影响到其加工的精度，所以考虑把其分成三段加工。加工时以直的棒体为毛坯，加工完后再弯曲焊接到卷筒的相应位置。（2）.下面以折返侧垫块的一段为例进行说明。①.建立加工模型和毛坯模型（图6半透明实体）进入UG加工模块后，设置加工部件和加工毛坯再选择合适的加工刀具，如图6。图6卷筒折返侧垫块的一段②.编写型腔铣程序：完成几何体、刀轴、刀迹设置、切削参数等的设置，如图7。然后生成刀具路径，如图8。4图7加工参数的设置

8、图8刀具路径③.编写深度加工轮廓程序生成加工路径，进入后处理，进行加工模拟仿真，