针对模具上字码标识的经常更新的状况及NC编程的诸多要求，选用容CAD/CAM/CAE/PLM为一体的三维参数化UG4.0软件是进行NC编程的必然首选。以字码标识为例，通过对其工艺分析、三维建模、后续的数控加工以及其它软件的比较，证明了UG4.0在制造业的广泛应用。UG4.0在很大程度上减轻了工程师们在程序上的计算量，同时也减轻了机床操作者的工作量和提高了生产效率，为企业赢得了成本和时间。

   1、前言
 
    UG软件是集 CAD/CAM/CAE/PLM一体化的三维参数化软件，提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能；而且，在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性；同时，可用建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品的加工，其后处理程序支持多种类型数控机床。另外它所提供的二次开发语言UG/OPen GRIP，UG/open API 简单易学，实现功能多，便于用户开发专用CAD系统。广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。
 
    2、字码标识的NC编程要求及加工工艺的分析：
 
    2.1公司生产的产品为锻件，由于客户产品可追溯性要求，在产品表面需要生产批号标识：
 
    (1) 606RA123： 606代表2006年6月生产，R代表右件，A代表6月份第一批，123代表材料炉号；
    (2) 字体为Windows系统自带的Arial，字体高度为6mm；
 
    (3) 在锻件产品上为凸字，钢质模具上为凹字，即标识的石墨电极为凸字；
 
    (4) 因生产批号更改频繁，CAD中文本批号最好参数化（更改文本批号后，重新生成刀轨即可）；
 
    (5) 由于产品种类比较多，字码有平面、斜面、曲面等不同情况（曲面加工相比其它较为复杂，所以能解决曲面加工，其它问题就迎刃而解）。字码深度也不近相同（在编程时不要考虑刻字的深度！加工时由操机者根据不同产品不同的字码深度手动即可）；
 
    2.2针对上述编程要求并结合公司实际情况，以曲面加工为例初步制定其加工工艺：
 
    (1)考虑加工对象为石墨电极，选用5mm的球刀铣曲面（电极块首次加工必需的步骤，加工效率高，不易断刀）；参见图8
 
    (2)因字体高度为6mm，选用刀具直径为0.8mm的刻字刀加工;

    3、各类软件的编程比较及其选用：
 
    市场上集CAD /CAM一体化的各类软件可谓是层出不穷、百花齐放。诸如：CATIA、UG、 Pro/E、MASTERCAM、SURFCAM等等，针对目前市场上应用普遍比较多的软件MASTERCAM、SURFCAM 、UG、 Pro/E四类常用软件对字码标识编程做初步比较：
 
    3.1 MASTERCAM X：
 
    美国CNC SoftWare INC 公司出品的CAD /CAM软件，尤其以其强大的加工功能闻名于世，加工操作界面通俗易懂，编程加工效率显著。但针对此模具字码标识编程而言，编程操作灵活，易学易用，标识文本是非参数化，批号即时更新不易，导致编程效率不高。参见图1、图 2

  图2 MASTERCAM斜面标识仿真加工

    3.2 SURFCAM：

    早期的CAM软件，加工操作界面通俗易懂，编程加工效率显著。但针对此模具字码标识编程而言，编程操作简单，标识文本也是非参数化，批号即时更新不易，导致编程效率不高。参见图3、图4

  图4 SURFCAM曲面标识编程加工刀轨

   3.3 Pro/E：

    Pro/ENGINEER是由美国参数技术公司推出的一套博大精深的三维CAD/CAM参数化软件，它的内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的输出、生产加工成产品的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、模具设计与分析等实用模块。应用领域包括航空航天、汽车、机械、数控（NC）加工、电子等诸多行业。尤其全参数化的建模思路，大大缩短了产品设计和更改周期，但CAM模块功能不如CAD模块强大（据笔者了解目前有些公司CAD在Pro/E 中完成，然后转入MASTERCAM或Cimatron中完成CAM加工），用Pro/E编出的NC程式，加工效率较低（笔者曾经试图摸索过Pro/E的 NC加工，但总觉得Pro/E应该在CAM模块中加强其功能，提供多样性的加工方式）。参见图5、图6

 图6 Pro/E斜面标识加工刀轨屏幕演示

    3.4 UG:
 
    Unigraphics（简称UG）是美国UGS公司的主导产品，也是全球应用最普遍的CAD/CAM/CAE/PLM的系统软件之一。UG软件在CAD 方面的建模和造型分为两个模块一实体造型和自由曲面造型。在造型功能方面，除其他软件所具有的通用功能外，它还拥有灵活的复合建模、齐备的仿真照相、细腻的动画渲染和快速的原型工具，仅复合建模就可让用户在实体建模、曲面建模、线框建模和基于特征的参数建模和非参数建模中任意选择，使设计者可根据工程设计实际情况确定最佳建模方式，从而得到最佳设计效果。在加工功能方面，UG件针对CAM的实用性、适应性和效能性，通过覆盖制造过程，实现制造的自动化、集成化和用户化，从而在产品制造周期、产品制造成本和产品制造质量诸方面都给用户提供了极大的收益。它不仅提供可靠、精确刀具路径，更让NC编程人员可以随心所欲地设计出心目中最有效率的加工程序。
 
    3.4.1 UG/CAM有下列几个特点:
 
    (1)提供可靠、精确的刀具路径;
 
    (2)能直接在曲面及实体上加工;
 
    (3)良好的用户界面，并允许使用者能依工作上的需要，定制用户界面;
 
    (4)提供多样性的加工方式，方便了编程人员设计各种高效率的刀具路径;
 
    (5)对CAD主模型更改，则NC模型随之更改。NC编程人员不需要把工作推倒重来，只需重新生成（Regenerate）刀位轨迹，刀位轨迹就可以立即更新；
 
    (6)提供完整的刀具库及加工参数库管理功能（切削数据库的可利用性及客户化），使新进人员能充分利用资深人员的经验，设计优良的刀具路径;
 
    (7) CAM后置处理不但提供了常规的直线和圆弧插补外，还出现了基于Nurbs理论的CNC插补控制器（提高了高速铣的加工精度，大大缩短了刀位文件长度）；
 
    (8)提供通用型后处

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