《计算机辅助制造》上机指导-5-12

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1、机械CAD/CAM上机指导第五章计算机辅助数控编程5.1计算机辅助数控编程概述按照传统的CAD/CAM系统和CNC系统的工作方式，CAM系统以直接或间接（通过中性文件）的方式从CAD系统获得产品的几何模型。CAM系统以三维几何模型中的点、线、面或实体为对象，生成加工刀具轨迹，并以刀位文件的形式经后处理，生成NC代码提供给CNC机床。对于目前流行的CAD/CAM数控编程方式，CAD与CAM之间的集成技术已比较成熟，通过CAD生成的产品的几何模型，可直接被CAM系统采用来实现计算机辅助数控编程。目前比较成熟的主流计算机辅助数控编程软件（CAM）系统主要有一下两种形式。（1）CAD

2、/CAM集成系统，如UG、CATIA及Pro/ENGINEER等。其主要特点是CAM系统以内部统一的数据格式直接从CAD模块中获取产品的几何模型。（2）相对独立的CAM系统，如MasterCAM及Surfcam等。其主要特点是具有简单的几何造型功能，可实现被加工零件的造型，进而完成数控程序的自动生成。由于CAD功能的限制，这类系统在使用时常通过中性文件从其他CAD系统获取产品的几何模型。CAD/CAM数控编程的一般过程如图5.1所示。图5.1CAD/CAM编程的一般过程上述的主流CAD/CAM系统一般都由5个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块

3、、三维加工动态仿真模块和后处理模块。下面对部分优秀软件的CAM功能做简单的介绍。1.UG系统UG是当今制造业中以数控加工功能齐全、完善而著称的最具代表性的CAM系统。其突出特点是功能强大的刀具轨迹生成方法，包括车削、铣削、点位加工、线切割等的加工功能。15第五章计算机辅助数控编程机械CAD/CAM上机指导UG系统提供了多种加工各种复杂零件的粗、精加工类型，在每种加工类型中包含了多个加工模板，应用各种加工模板可快速建立加工操作。UG不但提供了功能强大的默认加工环境，而且允许用户自动定义加工环境。用户在创建加工操作的过程中，可继承加工环境中已定义的参数，不必在每次创建新的操作时重

4、新定义，从而避免了重负劳动，提高了操作效率。在交互操作过程中，用户可在图形方式下交互编辑刀具路径，观察刀具的运动过程，生成刀具位置源文件。同时应用其可视化功能，可以在屏幕上显示刀具轨迹，模拟刀具的真实切削过程，并通过过切检查和残留材料检查来检测相关参数设置的正确性。UG的加工功能模块主要有CAM基础、后处理、车加工、型芯和型腔铣削、固定轴铣削、清根切削、可变轴铣削、顺序铣削、制造资源管理系统、切削仿真、线切割、图形刀轨编辑器、机床仿真、NURBS(B样条)轨迹生成器等子模块。2.Cimatron系统Cimatron、PowerMill等是中端CAD/CAM软件的带表，Cima

5、tron系统以其在CAM方面的优良性能而受到了广泛的应用，在国内比较流行。Cimatron系统提供了智能化2~5轴数控加工编程功能，支持数控铣削、车削、钻、镗、线切割的加工编程；具有基于残留毛坯、曲面轮廓、等高分层、环绕等距、曲面流线、角落清根等多种刀具轨迹控制方式；同时，还提供了刀具轨迹编辑修改、加工仿真、后置处理等功能。此外，国产的CAXA软件也是一款便于使用和学习的CAD/CAM软件。5.2UGCAM数控编程5.2.1UGCAM数控编程的基本概念1.UG铣削加工的主要形式UG加工主要针对铣床或切削中心，具体加工形式有：（1）2.5轴的铣削形式：PlanerMill（平面

6、铣）、CavityMill（型腔铣）。（2）3轴的铣削形式：FixAxisSurfaceContour（固定轴曲面轮廓铣）。（3）3~5轴的铣削形式：VariableAxisSurfaceContour（可变轴曲面轮廓铣）、SequentialMill（顺序铣）等。UG加工模块中的各种铣削形式如按照加工精度分类，各分为粗加工和精加工两类。其中：粗加工的刀具轨迹以区域形式为特征，精加工的刀具轨迹以线性形式为特征。比如铣削的主要类型为：（1）粗铣：PlanerMill（平面铣）、CavityMill（型腔铣）。（2）半精铣：PlanarMill-Profile（环状的平面铣削）、

7、CavityMill-Profile（型腔环状铣削）、SurfaceContour（曲面铣）及SequentialMill（顺序铣）等。图5.2所示为UG常用的3轴铣加工方式。2.加工几何体加工几何体指的是设置某一加工操作时，必须使用的几何体（Geometry）数据，如零件（Part）、毛坯（Blank）、检查（Check）、边界（Boundary）、切削区域（CutArea）及修剪（Trim）几何体等。15第五章计算机辅助数控编程机械CAD/CAM上机指导（1）零件几何体：即CAD所完成的3D模型，但