UG在线切割编程中的应用与技巧

线切割加工通过电极丝与导电工件之间放电腐蚀成形来完成工件加工。由于是非接触加工,加工过程中不存在加工应力,因而可以加工普通机械加工难以完成的工件,如淬火钢、薄壁件等脆硬材料的加工,因此线切割加工广泛地应用在机械以及模具行业中。本文讨论了UG线切割编程模块优缺点,并通过UG的平面铣模块增强了线切割编程刀具轨迹的多样性和易控制性；在掌握电火花机床数控编程规范的基础上,研究了应用UG进行线切割编程及其程序后置处理的方法,并编制了适合线切割机床的后置处理文件。

美国UGS公司出品的UG软件是一款集CAD/CAE/CAM于一身的高端三维软件,软件包含零件设计、二维工程图、零件加工和仿真以及有限元分析等模块。通过模块之间的无缝集成,可实现零件的三维信息在设计、数控加工以及有限元分析模块之间的共享,具有设计修改方便、更新迅速等特点。

一、UG线切割编程功能

1．UG线切割模块

UG的线切割模块包含无废料内部切割、工件内形切割、外形切割以及开口轮廓切割等几个加工子模块,如图1所示。用户根据加工需要,灵活地选择其中的一个或者几个子模块,就可以完成零件的线切割加工任务。这些模块可基本上满足零件从2轴到4轴的线切割加工需求。

在线切割加工中,有的工件型腔(大深径比)需要采用无废料切割方式把型腔内的材料全部腐蚀掉以完成加工。通过UG线切割模块里面的无废料内部切割方式生成的刀具轨迹,有时存在不合理的刀路,如尖角等,这就要求我们对走刀方式进行控制。然而采用无废料内部切割模块生成的程序其走刀方式是软件默认的方式,无法控制、修改,所以要采取变通的方法。

2.巧用UG平面铣模块编制线切割程序

由于线切割编程模块存在不便之处,在分析了UG平面铣模块的特点后,决定采用这个模块来编制线切割无废料内部切割程序,达到控制线切割走刀方式的目的。图2为平面铣模块的子模块面板。

UG平面铣模块是针对零件的平面部分进行三轴加工的模块,其特点是铣削加工发生在XY平面上,Z轴的作用主要是下刀、提刀以及在加工中避让夹具等功能。走刀方式具有灵活、易于控制等优点。可采取的走刀方式有单方向、往返方式、跟随工件外形、铣外形以及混合加工等,如图3所示。线切割机床的工作平面为XY平面,通过线切割丝在二维平面上的运动完成零件的加工。如果能够在UG平面铣模块编程时,抑制Z轴下刀和抬刀,就可以生成只含有X、Y两个坐标的刀具轨迹文件。通过后处理便可以生成适用于线切割机床的数控程序,这样就极大地增强了线切割编程走刀方式的可控性。

图4是一个典型零件的外形,现在需要用无废料内部切割方式进行椭圆内型腔的加工,如果直接采用UG线切割模块里面的无废料内部切割方式进行加工,则生成的刀具轨迹如图5中轨迹1所示,轨迹里面存在尖角,机床在尖角处突然变向容易而引起冲击。图5中轨迹2和轨迹3是通过平面铣方式生成的两种不同走刀方式的刀具轨迹。从这三种走刀轨迹可以看出,采用平面铣的刀具轨迹有更好的可控性,而且生成的程序更加平滑,没有尖角,因而不会引起机床的冲击,更好地保证了零件的加工精度并延长了机床的使用寿命。

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