弧形凸件論文ug-學位論文

應用技術學院畢業(yè)論文（設計）第2頁共34頁前接頭工藝與UG數(shù)控編程（理工應用技術學院）摘要：本文所闡述的是個接頭零件的的數(shù)控加工是運用了我們所學的數(shù)控技術對其進行合理的，經(jīng)濟的分析、加工，使之達到我們所要求的目的關鍵字：現(xiàn)代技術UGⅡ建模加工數(shù)控技術機械工藝與夾具CAD/CAM目錄前言03弧形配合凸件數(shù)控加工與自動編程04MasterCAMX的介04I、應用范圍04II、MasterCAM主要功能模塊和特點04III、數(shù)控編程中的概念與術語10IV復雜型面的數(shù)控加工10V后置處理15二、接頭工藝規(guī)程及UG數(shù)控加實例16I、ＵＧ建模17II、零件圖的分析22III、夾具定位的分析和夾具的設計24IV、接頭的編程設計26三、結論33致謝33參考文獻34前言接頭工藝規(guī)程及UG數(shù)控編程全球經(jīng)濟社會發(fā)展的歷史告訴我們：一個國家的實力和繁榮最終取決于其制造業(yè)可提供的產(chǎn)品和勞務競爭力。據(jù)統(tǒng)計，當前世界工業(yè)發(fā)達國家的60%的社會財富是由制造業(yè)創(chuàng)造的。誰掌握了先進的制造技術，就能創(chuàng)造巨大的財富，就具有強大的經(jīng)濟競爭力。CAD/CAM技術的出現(xiàn)給全球制造業(yè)帶來了一次技術革命，它推動了制造業(yè)日新月異的發(fā)展。進入21世紀，眾多公司企業(yè)借助新一代CAD/CAM/CAE/CIMS先進的制造信息一體化技術，以提高新產(chǎn)品開發(fā)能力，爭奪市場競爭優(yōu)勢。美國福特汽車公司為迎接21世紀而制訂的革命性技術發(fā)展計劃，是用一個統(tǒng)一的產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)（PDM）把計算機輔助設計（CAD）、輔助分析（CAE）、輔助制造（CAM）集成起來（簡稱“C3P”），作為統(tǒng)一福特公司和其遍布全球的協(xié)作廠、供應商的信息技術系統(tǒng)。目的是縮短新車型研發(fā)周期，減少產(chǎn)品設計、試制成本，提高投資收益。波音公司新一代777客機生產(chǎn)中，實現(xiàn)了“無圖紙設計”，其先進的CAD/CAM技術走在了全世界的前面。我國的CAD/CAM技術應用雖然起步較晚，但近幾年來，取得了巨大的發(fā)展。CAD技術的應用已從“甩圖板”逐步向以產(chǎn)品建模為核心的CAD/CAM/CAE一體化方向發(fā)展，以實現(xiàn)從設計、分析、仿真到制造等生命周期的信息化和自動化。并自主開發(fā)了不少中國自己的CAD/CAM軟件，如：金銀花系列CAD/CAM軟件、華中軟件公司的集成化CAD/CAM軟件等。一、UGⅡ的介紹UGⅡ(UNIGRAPHICSⅡ)是美國麥道公司的麥道資訊系統(tǒng)部(MCDonnellDouglasInformationSystemLTD)開發(fā)的主要產(chǎn)品。1991年麥道與通用汽車公司達成協(xié)議，將UGⅡ和GDS（建筑軟件）并入通用汽車公司的EDS(ElectronicDataSystem)分部,EDS公司開始負責通用汽車公司內(nèi)部電子數(shù)據(jù)處理、交換，網(wǎng)絡系統(tǒng)，實施系統(tǒng)集成，繼而發(fā)展到制造業(yè)、銀行、保險、計算機領域中全世界最大的軟件公司。I.應用范圍UGⅡ是一個集CAD、CAE和CAM為一體的計算機輔助機械設計制造系統(tǒng)，適用于航空航天飛行器、汽車、通用機械以及模具的設計、分析和制造。IIUGⅡ主要功能模塊和特點（1）UG/Gateway（UG入口）這個模塊是UG的基本模塊，包括打開、創(chuàng)建、存儲等文件操作；著色、消隱、縮放等視圖操作；視圖布局；圖層管理；繪圖及繪圖機隊列管理；空間漫游，可以定義漫游路徑，生成電影文件；表達式查詢；特征查詢；模型信息查詢、坐標查詢、距離測量；曲線曲率分析；曲面光順分析；實體物理特性自動計算；用于定義標準化零件族的電子表格功能；按可用于互聯(lián)網(wǎng)主頁的圖片文件格式生成UG零件或裝配模型的圖片文件，這些格式包括：CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF和JPEG；輸入、輸出CGM、UG/Parasolid等幾何數(shù)據(jù)；Macro宏命令自動記錄、回放功能；UserTools用戶自定義菜單功能，使用戶可以快速訪問其常用功能或二次開發(fā)的功能。（2）UG實體建模(UG/SolidModeling)UG實體建模提供了草圖設計、各種曲線生成、編輯、布爾運算、掃掠實體、旋轉(zhuǎn)實體、沿導軌掃掠、尺寸驅(qū)動、定義、編輯變量及其表達式、非參數(shù)化模型后參數(shù)化等工具。（3）UG/FeaturesModeling(UG特征建模)UG特征建模模塊提供了各種標準設計特征的生成和編輯、各種孔、鍵槽、凹腔--方形、圓形、異形、方形凸臺、圓形凸臺、異形凸臺、圓柱、方塊、圓錐、球體、管道、桿、倒圓、倒角、模型抽空產(chǎn)生薄壁實體、模型簡化(Simplify)，用于壓鑄模設計等、實體線、面提取，用于砂型設計等、拔錐、特征編輯：刪除、壓縮、復制、粘貼等、特征引用，陣列、特征順序調(diào)整、特征樹等工具。（4）UG/FreeFormModeling(UG自由曲面建模)UG具有豐富的曲面建模工具。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標準二次曲線方法放樣、等半徑和變半徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動態(tài)拉動調(diào)整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點云生成、曲面編輯。（5）UG/UserDefinedFeature(UG用戶自定義特征)UG/UserDefinedFeature用戶自定義特征模塊提供交互式方法來定義和存儲基于用戶自定義特征（UDF）概念的，便于調(diào)用和編輯的零件族，形成用戶專用的UDF庫，提高用戶設計建模效率。該模塊包括從已生成的UG參數(shù)化實體模型中提取參數(shù)、定義特征變量、建立參數(shù)間相關關系、設置變量缺省值、定義代表該UDF的圖標菜單的全部工具。在UDF生成之后，UDF即變成可通過圖標菜單被所有用戶調(diào)用的用戶專有特征，當把該特征添加到設計模型中時，其所有預設變量參數(shù)均可編輯并將按UDF建立時的設計意圖而變化。（6）UG/Drafting(UG工程繪圖)UG工程繪圖模塊提供了自動視圖布置、剖視圖、各向視圖、局部放大圖、局部剖視圖、自動、手工尺寸標注、形位公差、粗糙度符合標注、支持GB、標準漢字輸入、視圖手工編輯、裝配圖剖視、爆炸圖、明細表自動生成等工具。（7）UG/AssemblyModeling(UG裝配建模)UG裝配建模具有如下特點：提供并行的自頂而下和自下而上的產(chǎn)品開發(fā)方法；裝配模型中零件數(shù)據(jù)是對零件本身的鏈接映象，保證裝配模型和零件設計完全雙向相關，并改進了軟件操作性能，減少了存儲空間的需求，零件設計修改后裝配模型中的零件會自動更新，同時可在裝配環(huán)境下直接修改零件設計；坐標系定位；邏輯對齊、貼合、偏移等靈活的定位方式和約束關系；在裝配中安放零件或子裝配件，并可定義不同零件或組件間的參數(shù)關系；參數(shù)化的裝配建模提供描述組件間配合關系的附加功能，也可用于說明通用緊固件組和其它重復部件；裝配導航；零件搜索；零件裝機數(shù)量統(tǒng)計；調(diào)用目錄；參考集；裝配部分著色顯示；標準件庫調(diào)用；重量控制；在裝配層次中快速切換，直接訪問任何零件或子裝配件；生成支持漢字的裝配明細表，當裝配結構變化時裝配明細表可自動更新；并行計算能力，支持多CPU硬件平臺。（8）UG/AdvancedAssemblies(UG高級裝配)UG高級裝配模塊提供了如下功能：增加產(chǎn)品級大裝配設計的特殊功能；允許用戶靈活過濾裝配結構的數(shù)據(jù)調(diào)用控制；高速大裝配著色；大裝配干涉檢查功能；管理、共享和檢查用于確定復雜產(chǎn)品布局的數(shù)字模型，完成全數(shù)字化的電子樣機裝配；對整個產(chǎn)品、指定的子系統(tǒng)或子部件進行可視化和裝配分析的效率；定義各種干涉檢查工況儲存起來多次使用，并可選擇以批處理方式運行；軟、硬干涉的精確報告；對于大型產(chǎn)品，設計組可定義、共享產(chǎn)品區(qū)段和子系統(tǒng)，以提高從大型產(chǎn)品結構中選取進行設計更改的部件時軟件運行的響應速度；并行計算能力，支持多CPU硬件平臺，可充分利用硬件資源。（9）UG/SheetMetalDesign(UG鈑金設計)UG鈑金設計模塊可實現(xiàn)如下功能：復雜鈑金零件生成；參數(shù)化編輯；定義和仿真鈑金零件的制造過程；展開和折疊的模擬操作；生成精確的二維展開圖樣數(shù)據(jù)；展開功能可考慮可展和不可展曲面情況，并根據(jù)材料中性層特性進行補償。（10）；UG/SenarioforFEA(UG有限元前后置處理)UG有限元前后處理模塊可完成如下操作：全自動網(wǎng)格劃分；交互式網(wǎng)格劃分；材料特性定義；載荷定義和約束條件定義；NASTRAN接口；有限元分析結果圖形化顯示；結果動畫模擬；輸出等值線圖、云圖；進行動態(tài)仿真和數(shù)據(jù)輸出。（11）UG/FEA(UG有限元解算器)UG有限元可進行線性結構靜力分析、線性結構動力分析、模態(tài)分析等操作。（12）UG/ANSYSInterface(UG/ANSYS軟件接口)UG/ANSYS軟件接口完成全自動網(wǎng)格劃分、交互式網(wǎng)格劃分、材料特性定義、載荷定義和約束條件定義、ANSYS接口、有限元分析結果圖形化顯示、結果動畫模擬、輸出等值線圖、云圖。（13）UG/CAMBASE(UG加工基礎)UG加工基礎模塊提供如下功能：在圖形方式下觀測刀具沿軌跡運動的情況、進行圖形化修改：如對刀具軌跡進行延伸、縮短或修改等、點位加工編程功能，用于鉆孔、攻絲和鏜孔等、按用戶需求進行靈活的用戶化修改和剪裁、定義標準化刀具庫、加工工藝參數(shù)樣板庫使初加工、半精加工、精加工等操作常用參數(shù)標準化，以減少使用培訓時間并優(yōu)化加工工藝。（14）UG/PostExecute后處理(UG/PostBuilder加工后置處理)UG/PostExecute和UG/PostBuilder共組成了UG加工模塊的后置處理。UG的加工后置處理模塊使用戶可方便地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于目前世界上幾乎所有主流NC機床和加工中心，該模塊在多年的應用實踐中已被證明適用于２～５軸或更多軸的銑削加工、２～４軸的車削加工和電火花線切割（15）UG/NurbsPathGenerator(UG/Nurbs樣條軌跡生成器)UG/NurbsPathGenerator樣條軌跡生成器模塊允許在UG軟件中直接生成基于Nurbs樣條的刀具軌跡數(shù)據(jù)，使得生成的軌跡擁有更高的精度和光潔度，而加工程序量比標準格式減少30%～50%，實際加工時間則因為避免了機床控制器的等待時間而大幅度縮短。該模塊是希望使用具有樣條插值功能的高速銑床（FANUC或SIEMENS）用戶必備工具（16）UG/Lathe(UG車削)UG車削模塊提供粗車、多次走刀精車、車退刀槽、車螺紋和鉆中心孔、控制進給量、主軸轉(zhuǎn)速和加工余量等參數(shù)、在屏幕模擬顯示刀具路徑，可檢測參數(shù)設置是否正確、生成刀位原文件（CLS）等功能。（17）UG/Core&CavityMilling（UG型芯、型腔銑削）UG型芯、型腔銑削可完成粗加工單個或多個型腔、沿任意類似型芯的形狀進行粗加工大余量去除、對非常復雜的形狀產(chǎn)生刀具運動軌跡，確定走刀方式、通過容差型腔銑削可加工設計精度低、曲面之間有間隙和重疊的形狀，而構成型腔的曲面可達數(shù)百個、發(fā)現(xiàn)型面異常時，它可以或自行更正，或者在用戶規(guī)定的公差范圍內(nèi)加工出型腔等功能。（18）UG/PlanarMilling（UG平面銑削）UG平面銑削模塊功能如下所述：多次走刀輪廓銑、仿形內(nèi)腔銑、Z字形走刀銑削、規(guī)定避開夾具和進行內(nèi)部移動的安全余量、提供型腔分層切削功能、凹腔底面小島加工功能、對邊界和毛料幾何形狀的定義、顯示未切削區(qū)域的邊界、提供一些操作機床輔助運動的指令，如冷卻、刀具補償和夾緊等。（19）UG/FixedAxisMilling（UG定軸銑削）UG定軸銑削模塊功能實現(xiàn)描述如下：產(chǎn)生3軸聯(lián)動加工刀具路徑、加工區(qū)域選擇功能、多種驅(qū)動方法和走刀方式可供選擇，如沿邊界切削、放射狀切削、螺旋切削及用戶定義方式切削，在沿邊界驅(qū)動方式中又可選擇同心圓和放射狀走刀等多種走刀方式、提供逆銑、順銑控制以及螺旋進刀方式、自動識別前道工序未能切除的未加工區(qū)域和陡峭區(qū)域，以便用戶進一步清理這些地方、UG固定軸銑削可以仿真刀具路徑，產(chǎn)生刀位文件，用戶可接受并存儲刀位文件，也可刪除并按需要修改某些參數(shù)后重新計算。（20）UG/FlowCut（UG自動清根）自動找出待加工零件上滿足“雙相切條件”的區(qū)域，一般情況下這些區(qū)域正好就是型腔中的根區(qū)和拐角。用戶可直接選定加工刀具，UG/FlowCut模塊將自動計算對應于此刀具的“雙相切條件”區(qū)域作為驅(qū)動幾何，并自動生成一次或多次走刀的清根程序。當出現(xiàn)復雜的型芯或型腔加工時，該模塊可減少精加工或半精加工的工作量（21）UG/VariableAxisMilling（UG可變軸銑削）UG/VariableAxisMilling可變軸銑削模塊支持定軸和多軸銑削功能，可加工UG造型模塊中生成的任何幾何體，并保持主模型相關性。該模塊提供多年工程使用驗證的3~5軸銑削功能，提供刀軸控制、走刀方式選擇和刀具路徑生成功能（22）UG/SequentialMilling（UG順序銑）UG順序銑模塊可實現(xiàn)如下功能：控制刀具路徑生成過程中的每一步驟的情況、支持2~5軸的銑削編程、和UG主模型完全相關，以自動化的方式，獲得類似APT直接編程一樣的絕對控制、允許用戶交互式地一段一段地生成刀具路徑，并保持對過程中每一步的控制、提供的循環(huán)功能使用戶可以僅定義某個曲面上最內(nèi)和最外的刀具路徑，由該模塊自動生成中間的步驟、該模塊是UG數(shù)控加工模塊中如自動清根等功能一樣的UG特有模塊，適合于高難度的數(shù)控程序編制。（23）UG/WireEDM（UG線切割）UG線切割支持如下功能：UG線框模型或?qū)嶓w模型、進行2軸和4軸線切割加工、多種線切割加工方式，如多次走刀輪廓加工、電極絲反轉(zhuǎn)和區(qū)域切割、支持定程切割，使用不同直徑的電極絲和功率大小的設置、可以用UG/Postprocessing通用后置處理器來開發(fā)專用的后處理程序，生成適用于某個機床的機床數(shù)據(jù)文件。（24）UG/Vericut（UG切削仿真）UG/Vericut切削仿真模塊是集成在UG軟件中的第三方模塊，它采用人機交互方式模擬、檢驗和顯示NC加工程序，是一種方便的驗證數(shù)控程序的方法。由于省去了試切樣件，可節(jié)省機床調(diào)試時間，減少刀具磨損和機床清理工作。通過定義被切零件的毛坯形狀，調(diào)用NC刀位文件數(shù)據(jù)，就可檢驗由NC生成的刀具路徑的正確性。UG/Vericut可以顯示出加工后并著色的零件模型，用戶可以容易的檢查出不正確的加工情況。作為檢驗的另一部分，該模塊還能計算出加工后零件的體積和毛坯的切除量，因此就容易確定原材料的損失。Vericut提供了許多功能，其中有對毛坯尺寸、位置和方位的完全圖形顯示，可模擬2~5軸聯(lián)動的銑削和鉆削加工（25）UG/Manager（UG管理器）UG/Manager管理器模塊是UG軟件項目組級的數(shù)據(jù)管理模塊，提供數(shù)據(jù)管理功能和并行工程能力。UG/Manager可在網(wǎng)絡上浮動運行，在安裝UG/Manager之后，原UG軟件在操作系統(tǒng)下存取設計模型的文件操作被換為針對產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的存取功能，而UG軟件其它運行功能和未安裝UG/Manager前完全一樣。在UG/Manager中，系統(tǒng)管理員可分配項目組成成員角色、定義每個成員的權限、提供數(shù)據(jù)版本管理、安全管理、廣義查詢、存取保護等功能，同時，進入UG/Manager數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)可通過Netscape或IE等瀏覽器訪問，提高了設計數(shù)據(jù)的利用率，改進用戶組織對設計信息的發(fā)布和訪問能力。UG/Manager是UG企業(yè)級數(shù)據(jù)管理方案iMAN的子集，可在需要時無縫升級為企業(yè)級數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。（26）UG/Open（UG二次開發(fā)）UG/Open二次開發(fā)模塊為UG軟件的二次開發(fā)工具集，便于用戶進行二次開發(fā)工作，利用該模塊可對UG系統(tǒng)進行用戶化剪裁和開發(fā)，滿足用戶的開發(fā)需求。UG/Open包括以下幾個部分：UG/OpenMenuscript開發(fā)工具，對UG軟件操作界面進行用戶化開發(fā)，無須編程即可對UG標準菜單進行添加、重組、剪裁或在UG軟件中集成用戶自己開發(fā)的軟件功能；UG/OpenUIStyle開發(fā)工具是一個可視化編輯器，用于創(chuàng)建類似UG的交互界面，利用該工具，用戶可為UG/Open應用程序開發(fā)獨立于硬件平臺的交互界面；UG/OpenAPI開發(fā)工具，提供UG軟件直接編程接口，支持C、C++、Fortran和Java等主要高級語言；UG/OpenGRIP開發(fā)工具是一個類似APT的UG內(nèi)部開發(fā)語言，利用該工具用戶可生成NC自動化或自動建模等用戶的特殊應用。（27）UG/DataExchange（UG數(shù)據(jù)交換）UG/DataExchange數(shù)據(jù)交換模塊提供基于STEP、IGES和DXF標準的雙向數(shù)據(jù)接口功能。（28）UG/CASTOnline（UG聯(lián)機自學軟件）UG/CASTOnline是一套UG軟件聯(lián)機自學軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)覆蓋從建模、制圖、裝配到加工等UG軟件主要模塊，為用戶提供一個集聯(lián)機講解、自動主題幫助、解題示范和學員練習于一體的高效UG自學環(huán)境，可提高學習速度和效率，節(jié)約培訓費用和時間。（29）UG/WAVE（UG產(chǎn)品級參數(shù)化設計）UG/WAVE(WhatifAlternativeValueEngineering)產(chǎn)品級參數(shù)化設計技術，適應于汽車、飛機等復雜產(chǎn)品的設計。UG/WAVE技術使產(chǎn)品總體設計更改自上而下自動傳遞。該技術可用于從產(chǎn)品初步設計到詳細設計的每個階段。UG/WAVE技術幫助用戶找出驅(qū)動產(chǎn)品設計變化的關鍵設計變量并將這些變量放入UG/WAVE頂層控制結構中，子部件和零件的設計則與這些變量相關，對這些變量的更改將自動更新頂層結構和與其相關的子部件和零件。由于UG采用基于變量幾何的復合建模技術，這些關鍵設計變量既可以是數(shù)值變量，也可以是如一根樣條曲線或空間曲面的廣義變量，數(shù)值變化、形狀變化都能根據(jù)UG/WAVE的控制傳遞到相關的子部件和零件設計中去。UG/WAVE技術的使用是符合參數(shù)化產(chǎn)品的設計過程和規(guī)則，即：先總體設計后詳細設計，局部設計決策服從總體設計決策。而過去的參數(shù)化技術多是進行零件本身的參數(shù)化上，對于整個產(chǎn)品的參數(shù)關系管理非常困難。UG/WAVE提供了解決了大型產(chǎn)品設計中的設計更改控制問題的方案，是面向產(chǎn)品級的并行工程技術。有利于提高設計重復利用率。（30）UG/WAVE的主要組成：UG/WAVE相關性管理器：-提供用戶對設計更改傳遞的完全控制-提供關于對象和零件的詳細信息-UG/WAVE幾何導引器提供相關設計幾何的信息-允許沿幾何相關關系查找相關部件與零件-處理零件或部件之間的相關關系UG/WAVE控制結構編輯器-建立產(chǎn)品頂層控制結構及與之相關的下層部件關系-層層遞增建立下一層的零件結構，并建立新建零部件與其上層結構的相關關系在WAVE層次結構中切換顯示到父裝配或WAVE源零件（31）UG/ScenarioforMotion+（UG運動機構）UG/ScenarioforMotion+運動機構模塊提供機構設計、分析、仿真和文檔生成功能，可在UG實體模型或裝配環(huán)境中定義機構，包括鉸鏈、連桿、彈簧、阻尼、初始運動條件等機構定義要素，定義好的機構可直接在UG中進行分析，可進行各種研究，包括最小距離、干涉檢查和軌跡包絡線等選項，同時可實際仿真機構運動。用戶可以分析反作用力，圖解合成位移、速度、加速度曲線。反作用力可輸入有限元分析，并可提供一個綜合的機構運動連接元素庫。UG/Mechanisms與MDI/ADAMS無縫連接，可將前處理結果直接傳遞到MDI/ADAMS進行分析（32）UG/Routing（UG管路設計）UG/Routing管路設計模塊提供管路中心線定義、管路標準件、設計準則定義和檢查功能，在UG裝配環(huán)境中進行管路布置和設計，包括硬、軟管路、暗埋線槽、接頭、緊固件設計。該模塊可自動生成管路明細表、管路長度等關鍵數(shù)據(jù)，可進行干涉檢查。系統(tǒng)本身包括200多種系列管路標準零件庫，并可由用戶根據(jù)需要添加或更改，用戶還可以定設計或修改準則，系統(tǒng)將按定義的規(guī)則進行自動檢查（如最小彎曲半徑等）（33）UG/Wiring（UG電氣布線）UG/Wiring電氣布線模塊是一個用于生成電氣布線數(shù)據(jù)的三維設計工具。該模塊為電氣布線設計員、機械工程師、電氣工程師和工藝人員提供生成電氣布線系統(tǒng)虛擬樣機的能力。該模塊接受包括原理圖設計模塊生成的邏輯連接信息，可自動計算電纜長度和捆扎線束直徑。該模塊將布線中心轉(zhuǎn)換為實體，以進行干涉檢查。UG/Harness還提供自動檢查彎曲半徑和自動生成材料明細功能（34）UG/Dieengineering（UG沖壓模具工程）UG/DieEngineering模具工程，是UG面向汽車鈑金件沖壓模具設計而推出的一個模塊，其功能包括沖壓工藝過成定義，沖壓工序件的設計，如工藝補充面的設計、拉伸壓料面的設計等，以幫助用戶完成沖壓模具的設計（35）UG/in-Shape（UG逆向工程）UG/in-Shape是UG公司推出的面向逆向工程的軟件模塊，其理論基礎是Paraform公司的技術基礎，使用的是一種叫“rapidsurfacing”（快速構面）的方法，提供一套方便的工具集，接收各種數(shù)據(jù)來從構曲面模型，這一技術目前正被許多知名公司如GM、Ford、Lear、Boeing、TrimSystemInc.等公司采用，其應用領域和功能包括：-RapidSurfacing接收3D掃描數(shù)據(jù)，快速生成多邊形表示或NURBS表達的模型-Processingpointclouddata轉(zhuǎn)換各種數(shù)據(jù)如加工數(shù)據(jù)、CMM點等成為多邊形表示或NURBS表達的曲面模型-Reverseengineering接收3D掃描數(shù)據(jù)，構造成使用于UG的評估、加工和編輯的多邊形表示或NURBS表達的模型-Mirroring鏡象或放樣-Multipleresolutionmodels對同一數(shù)據(jù)集生成適應于不同用途的模型版本，如一個版本做工裝設計，一個版本做FEA有限元分析等-Legacydataprocessing將其它系統(tǒng)的IGES數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成UG的曲面-VendorVerification&QAInspection檢測-Preparationforengineeringanalysis轉(zhuǎn)換掃描數(shù)據(jù)成使用于進行有限元分析的多邊形表示或NURBS表達的模型-DesignforManufacturing評估分模線，去處加工不到的區(qū)域等-Manufacturinganalysis分析刀具磨損、材料回彈等-Toolingmodificationandrepair工裝的修改和修復-Surfacequalityverification曲面質(zhì)量檢測III數(shù)控編程中的概念與術語編程中的三個控制面：零件面（PS）、導動面（DS）、檢查面（CS）。刀具由導動面和零件面得到刀具運動軌跡，刀具運動到檢查面時，運動終結。零件源程序：是由編程人員用數(shù)控語言書寫的一系列語句，作用是描述零件幾何形狀與加工過程，一個合格的零件源程序表示了一個完整的零件加工過程?！祟}語句：由一串符號構成程序頭，表明零件名稱，編程時間等，以便檢索?！び嬎銋?shù)語句：刀具類型與參數(shù)、容差、機床參數(shù)中與刀位計算有關的信息等?！ず笾锰幚碚Z句：主軸、冷卻、進給速度及其它加工所需的準備功能和輔助功能?！缀味x語句：描述零件幾何形狀，即構造點、線、面等幾何元素?！さ毒哌\動語句：描述走刀過程，即描述點位運動、初始進刀與連續(xù)運動等?！て渌Z句：包括一些輔助語句，如條件，循環(huán)，幾何轉(zhuǎn)移，宏指令等。·結束語句：指程序結束。刀位與刀位文件：刀位即刀具在空間的位置坐標，數(shù)控編程的任務就是計算刀位。刀位文件是指一個零件源程序經(jīng)過計算處理后形成的一系列完整的記錄，它存儲于計算機內(nèi)，是自動編程系統(tǒng)內(nèi)主信息處理階段的輸出，也是后置處理階段的輸入。刀位文件主要成分有：a．刀位——刀位點與軸向b．后置信息——主軸、冷卻、進給速度等c．多軸開關—指出了坐標或多坐標狀態(tài)d．曲面信息——圓弧或圓柱等參數(shù)e．程序完——程序結束標志自動編程的坐標系機床坐標系——數(shù)控機床固定的坐標系是不變的，又稱絕對坐標系。零件坐標系——針對零件自行選擇的坐標系。一般零件坐標系的選擇常與圖紙所給的坐標系一致。局部坐標系——在大型零件圖中，其局部有許多尺寸標注，為編程方便可在該局部另取一坐標系，稱為局部的編程坐標系。零件坐標系的原點稱為零件原點，它與對刀點不同。對刀點是指加工時刀具相對零件運動的起點，即程序起點，它可在零件上，也可在零件外，但必須與零件的定位基準有一定的坐標關系。IV復雜型面的數(shù)控加工在復雜型面的數(shù)控加工中，有兩大關鍵性技術決定了數(shù)控加工的質(zhì)量，其一是幾何造型方法；其二是刀具運動軌跡的生成方法。下面簡單介紹這兩點?！続】．幾何造型二維CAD軟件的基本功能包括繪圖功能，如:直線、圓弧、樣條曲線等；圖形編輯功能如：延伸、裁剪、倒角、分割、等距、旋轉(zhuǎn)、鏡像等功能；圖形標注功能，如：尺寸標注、文字標注、工程符號標注等；以及定義比例、圖幅、圖框、標題欄、線型等。利用這些基本功能就可以完成二維圖形的繪制。三維模型主要有線框模型，表面模型，實體模型和特征模型等。線框模型只是用部件幾何體的棱線表示幾何體的外形，就如同用線架搭出的形狀一樣。模型中沒有表面、體積等信息。表面模型是利用幾何形狀的外表面構造模型，就如同在線框模型上蒙上一層外皮，使幾何形狀具有一定的輪廓，可以產(chǎn)生諸如陰影，消隱等效果。但模型中缺乏幾何形狀體積的概念，如同一個體的空殼。實體模型是使封閉的幾何表面構成了一定的體積，形成了幾何形狀的體的概念，如同在幾何的中間填充了一定的物質(zhì)，使之具有了如重量，密度等性能，可以檢查兩個幾何體的碰撞和干涉等。UGII軟件提供了強大的高級曲面造型工具，能構造各種復雜的產(chǎn)品形狀。曲面造型不同于一般的實體模型，在模型的描述、定義、表示和生成等方面都更加復雜。曲面造型的方法主要有拉伸（Extrude）、回轉(zhuǎn)（Rotate）、掃描（Sweep）、放樣（Loft）、曲線網(wǎng)格（MeshofCurves）、空間點陣、曲面邊界（SurfacebyBoundary）等方法。在復雜曲面造型過程中也可以利用尺寸、幾何約束和變量化技術對曲面進行靈活控制。并采用各種曲面編輯工具進行曲面的編輯和修改。在曲面造型中還可以用各種曲面分析工具對曲面的質(zhì)量進行評價，如分析曲面上的任一處的曲率，高斯參線，切矢，法矢等，并檢查曲面的連接，拼合等。UGII采用了一些智能技術如：變量化，參數(shù)化技術及動態(tài)引導技術，以更好地輔助設計過程。變量化、參數(shù)化技術簡單的說就是在不同的幾何元素和特征之間建立各種尺寸關聯(lián)和幾何約束關系，使設計者可以更好地表達設計意圖，更加靈活方便地對模型進行修改。動態(tài)引導技術，舉例來說就是如果要在三維模型上選取一定的點、線、面時，系統(tǒng)可以隨鼠標的移動自動顯示當前選中的幾何體。在繪制草圖時系統(tǒng)可以自動提示圖形中的一些特殊位置，如：線段的中點，端點與其它特征點的對齊、等長的特定位置。當幾何圖形間形成一定的位置關系時，如：直線的水平、垂直位置，點在曲線上，直線與圓弧相切等，系統(tǒng)可以自動加入幾何約束。利用動態(tài)引導技術，使用者可以方便地找到特定位置，提高作圖效率。刀具運動軌跡的生成1刀具軌跡生成方法UGII最具特點的是其功能強大的刀具軌跡生成方法。包括車削、銑削、線切割等完善的加工方法。其中銑削主要有以下功能：PointtoPoint：完成各種孔加工；PanarMill：平面銑削。包括單向行切，雙向行切，環(huán)切以及輪廓加工等；FixedContour：固定多軸投影加工。用投影方法控制刀具在單張曲面上或多張曲面上的移動，控制刀具移動的可以是已生成的刀具軌跡，一系列點或一組曲線；VariableContour：可變軸投影加工；Parameterline：等參數(shù)線加工。可對單張曲面或多張曲面連續(xù)加工；Zig-ZagSurface：裁剪面加工；RoughtoDepth：粗加工。將毛坯粗加工到指定深度；CavityMill：多級深度型腔加工。特別適用于凸模和凹模的粗加工；SequentialSurface：曲面交加工。按照零件面、導動面和檢查面的思路對刀具的移動提供最大程度的控制。EDSUnigraphics還包括大量的其它方面的功能，這里就不一一列舉了2．與刀具運動軌跡生成技術有關的概念（1）刀具在生成刀具的運動軌跡中，刀具選擇的合理與否是至關重要的。它關系到零件加工精度和效率及刀具使用壽命。刀具應根據(jù)被加工零件的材料力學性質(zhì)，幾何形狀，切削余量的大小以及單位現(xiàn)有的刀具種類和規(guī)格進行合理的選擇。（2）切削容差為了確保被加工零件的加工精度，必須根據(jù)實際加工要求，定義合理的加工容差值。該值表示實際切削軌跡偏離理論軌跡的量。有三種定義容差的方式可供編程人員選用?！?nèi)容差值：它表示可被接受的表面切過量?！ね馊莶钪担核硎居烧`差所產(chǎn)生的剩余材料被留在零件表面的殘余量?！ね瑫r指定內(nèi)、外容差值。（3）切削間距在數(shù)控加工中，切削間距的選擇是非常重要的，它關系到被加工零件的加工精度和費用。在實際數(shù)控編程加工中，可采用直接選擇切削間距和用殘留高度來確定切削間距。殘留高度是指沿加工表面的法矢量方向上兩相鄰切削行之間波峰與波谷之間的高度差，它是直接表示加工精度的工藝參數(shù)。（4）走刀方式與切削方向走刀方式是生成刀具運動軌跡時，刀具運動軌跡的分布方式。切削方向是指在切削加工時刀具的運動方向。其選擇原則為：根據(jù)被加工零件表面的幾何形狀，在保證加工精度的前提下，使切削加工時間盡可能短，且在切削加工過程中，刀具受力平穩(wěn)。在三維曲面區(qū)域加工的刀具運動軌跡生成技術中，可采用如下三種走刀方式：·往復型走刀方式該加工方式的特點是切削加工過程中順銑和逆銑交替進行，加工精度相對低一些?！畏较蜃叩斗绞皆谇邢骷庸み^程中能保證順銑和逆銑的一致性，加工精度較高?！きh(huán)切走刀方式刀具運動軌跡是由一組被加工曲面包絡曲面等參數(shù)曲線組成的。（5）進刀和退刀的方式進刀方式是加工零件前，刀具接近工件表面的運動方式；退刀方式是零件或零件區(qū)域加工結束后，刀具離開工件表面的運動方式。其進、退刀方式有如下幾種。·沿Z軸方向進行進進刀或退刀該方式是數(shù)控加工中最常用的進、退刀方式。其優(yōu)點是定義簡單；缺點是在工件表面的進刀和退刀處會留下微觀的駐刀痕跡，影響工件表面的加工精度?！ぱ亟o定的矢量方向進行進刀或退刀該方式要先定義一個矢量方向來確定刀具進刀或退刀運動的方向?！ぱ厍娴那惺噶糠较蜻M刀或退刀該方式是以被加工曲面的切矢量方向切入或離開工件表面。其優(yōu)點是在工件表面的進刀或退刀處，不會留下駐刀痕跡，工件表面的加工精度高?！ぱ厍娴姆ㄊ噶糠较蜻M刀或退刀該方式要以被加工曲面切入點或離開點的法矢量方向切入或離開工件表面。·沿圓弧段方向進刀或退刀該方式是刀具以圓弧段方向切入或離開工件表面，該方式必須首先定義切入或離開圓弧段。對于加工精度要求很高的型面來說，應選擇沿著曲面切矢量方向或沿圓弧段方向進刀或退刀方式，這樣不會在工件的進刀或退刀處留下駐刀痕跡，而影響工件的表面加工質(zhì)量。3．單曲面刀具運動軌跡的生成方法（1）三軸等參數(shù)曲面加工三軸等參數(shù)曲面加工的刀具運動軌跡是按被加工曲面的等參數(shù)曲線來計算的。這種刀具運動軌跡能根據(jù)被加工曲面的形狀特性，生成合理的刀具運動軌跡，因此能得到良好的表面加工質(zhì)量。但給編程帶來許多不便，諸如：為了防止在兩曲面凹向交線處產(chǎn)生過切，必須根據(jù)數(shù)控加工時所采用的刀具類型及尺寸，生成倒圓角的邊界曲線，對原曲面進行恰當處理，以去掉曲面的過切部分；或在數(shù)控編程時，定義檢查面等方法來處理加工過切問題。（2）平行截面加工平行截面刀具運動軌跡是由一系列相互平行的軌跡所組成的，它們之間的距離可采用殘留高度或切削間距來控制。該方法具有算法可靠、生成刀具運動軌跡快等優(yōu)點。（3）修剪曲面加工修剪曲面刀具運動軌跡與自然曲面刀具運動軌跡生成方法的差異有兩個。其一是要定義不加工的孤島區(qū)域，因此必須定義孤島邊界曲線，表示這些區(qū)域不被加工，同時還要定義刀具躲讓孤島的方式。是繞過孤島區(qū)域，還是越過孤島區(qū)域。其二是要定義曲面的加工范圍，因此必須定義加工區(qū)域的邊界曲線，表示要加工區(qū)域的范圍，同時還要定義刀具運動到邊界曲線時，刀具是跟隨邊界曲線的形狀，還是直接以直線方式運動到下一條刀具運動軌跡。4．多曲面連續(xù)加工刀具運動軌跡的生成方法多曲面連續(xù)加工是按一定的要求對一組曲面同時進行數(shù)控加工，并提供每個曲面的啃刀校驗及預防曲面間的加工過切等功能的加工方法。其刀具運動軌跡按如下方式定義：刀具運動軌跡在XY坐標面上的投影由給定的切削間距和方向的導動線來控制，而切削加工深度則由一組所定義的加工曲面來控制。下面討論各種多曲面連續(xù)加工刀具運動軌跡的生成方法。（1）平行截面刀具運動軌跡平行截面刀具運動軌跡是由一系列相互平行的軌跡所構成的，它們之間的距離可采用殘留高度或切削間距來控制。它是數(shù)控編程加工中最常見的一種方法。（2）放射狀刀具運動軌跡控制刀具控制點運動的導動線由一系列直線段組成，這些直線段是通過基點且在一定半徑的圓周上偏移給定的距離放射而成的。（3）法向偏移型刀具運動軌跡其導動線是一組與基本偏移給定距離而生成的曲線。基本曲線可以是直線、圓弧、樣條和組合曲線；導動線間的偏移距離決定了刀具運動軌跡的切削間距。（4）法向垂直型刀具運動軌跡對法向垂直型刀具運動軌跡來說，其導動線是一組與基本曲線相垂直的直線段。直線段之間的距離可通過沿基本曲線的等弧長來控制。（5）插值型刀具運動軌跡對插值型刀具運動軌跡來說，其導動線是通過定義開始曲線和終止曲線之間的中間插值曲線的方法來定義的。開始曲線定義曲面的初始加工邊界和方向；而終止曲線定義曲面的終止加工邊界和方向。開始曲線和終止曲線所構成的區(qū)域就決定了曲面的加工范圍。（6）二維投影型刀具運動軌跡對二維投影型刀具運動軌跡來說，應先在二維平面內(nèi)定義刀具運動軌跡，然后把該二維刀具運動軌跡投影到被加工曲面上，生成加工三維曲面所需的刀具運動軌跡。由于二維平面內(nèi)定義刀具運動軌跡非常方便、靈活，因此該方式生成三維曲面的刀具運動軌跡具有很大的靈活性。5．清根加工當對多個型面作為一個對象進行編程加工時，由于各幾何體交接處通常是不光順的，需要進行清根補銑。一般采用小尺寸刀具對交接處進行清根加工，保證型面的整體加工精度。6．五軸刀具運動軌跡的生成方法五軸聯(lián)動加工，是指刀具相對于工件除作X、Y、Z坐標軸聯(lián)動外，還有兩個旋轉(zhuǎn)軸（A軸、B軸或C軸）聯(lián)動的加工方式。其中A軸是繞X軸轉(zhuǎn)動的軸；B軸是繞Y軸轉(zhuǎn)動的軸；C軸是繞Z軸轉(zhuǎn)動的軸。五軸數(shù)控機床的結構形式不同，機床的五軸配置形式也不同，五軸數(shù)控機床的一般配置形式有：X、Y、Z線性軸和A、B旋轉(zhuǎn)軸；X、Y、Z線性軸和A、C旋轉(zhuǎn)軸。五軸編程與三軸編程之間的最大差異就是刀軸的控制問題。五軸數(shù)控加工的刀具軸線是隨著被加工零件法矢量的不同而發(fā)生變化的，而三軸加工的刀具軸線是固定不變的。（1）.刀軸控制方式①直接用矢量來定義刀軸方向用矢量在X、Y、Z軸上的分量形式來定義刀軸方向，如：（1，0，0）表示刀軸與X坐標軸平行，（0，1，0）表示刀軸與Y坐標軸平行，（0，0，1）表示刀軸與Z坐標軸平行，（1，1，1）表示刀軸與X、Y、Z坐標軸均成45°等等。與曲面的法矢量成某一定角度該方法是通過與曲面的法矢量方向成某一定角度來定義的，零度表示刀軸方向始終與曲面的法矢量平行，即刀軸始終定位在曲面的法矢量方向；90°表示刀軸方向始終與曲面的法矢量垂直，即刀軸始終定位在曲面的切矢量方向。錐度定義法該方法是在被加工曲面外定義一個基點，通過該點與切削點（刀具與被加工曲面的接觸點）的連線確定刀軸方向的方法來定義的?；c可定義在被加工曲面的上方或下方，這主要決定被加工曲面的形狀特征。導動面定義法該方法是通過定義一個導動面的方法來定義的，導動面各點的法矢量方向就是刀軸的方向。被加工曲面與導動面的一一對應關系可通過一個矢量來建立，被加工曲面上的點沿所定義的矢量方向投影到導動面上，生成投射點，導動面上投射點的法矢量方向就確定該切削點的刀軸方向。（2）.五軸銑削加工的要求為了生成理想的五軸加工刀具運動軌跡，必須對刀軸相對于被加工表面的法矢量方向進行恰當定位，以獲得最佳切削狀態(tài)，其最佳切削狀態(tài)必須滿足下列條件：其一是刀具與被加工零件表面的接觸點必須不能與刀具底端中心一致，因該點的切削速度為零，切削狀態(tài)很差，既一定要避免零點切削狀態(tài)；其二是加工零件表面時，刀軸與被加工表面的法矢量之間的夾角盡可能小，以減少切削途徑的數(shù)量，提高數(shù)控加工的效率?；谏鲜鰞牲c，在實際數(shù)控加工中，刀軸與曲面法矢量之間的夾角一般定義為10°～15°之間，這樣既能保證零件的加工質(zhì)量，又能有效地保證零件加工的效率。（3）.五坐標軸銑削加工的技術條件建立高質(zhì)量的曲面模型是實現(xiàn)五軸銑削加工的前提。用五軸銑削加工一個定義不完善的幾何體是毫無意義的，這意味著必須用高質(zhì)量的方法設計零件表面。五軸銑削加工的編程比三軸銑削加工更復雜、更難掌握。因此要求編程人員具有良好的機械加工經(jīng)驗和精通所采用軟件功能的使用方法和技巧。五軸銑削加工的刀具運動軌跡的生成需要更先進的計算方法和碰刀檢驗方法。（4）.五軸銑削加工的技術要求概括五軸加工所需的技術條件可知，只有先進的CAD/CAM系統(tǒng)才能提供準確、可靠的五軸數(shù)控加工數(shù)據(jù)，五軸銑削加工的計算必須滿足下列要求：①刀具運動軌跡的平順性，等參數(shù)銑削加工所需的刀具運動軌跡必須是連續(xù)的、均勻的。②刀具運動軌跡點分布的平順性，為了使刀具平穩(wěn)的運動，產(chǎn)生的刀具運動軌跡點必須連續(xù)、均勻地分布。③在某些情況下，如在刀具路徑間的轉(zhuǎn)換過程中，會發(fā)生刀具定位方向的較大改變，此時應考慮避免刀具突然插入工件表面。刀軸旋轉(zhuǎn)過程中，當?shù)毒呶挥诠ぜ戏綍r，刀具底部會猛烈扎入工件表面中去，為了避免這種情況的發(fā)生，通常在刀具急轉(zhuǎn)彎前，先把刀具退回到刀具平面上，然后再運動下一曲面進行加工。④避免刀具和刀具夾持裝置與要加工的曲面（零件面）及附件曲面（檢查面）相碰撞，這需要進行有效的計算和模擬。7．CAM環(huán)境下的三維動畫——真實感加工仿真數(shù)控加工程序必須通過驗證才能用于生產(chǎn)。最基本的驗證方法是讓程序在機床上空走刀運行，反復調(diào)試修改，最后通過試切零件，得到正確的加工程序。然而這種驗證程序的方法費時費力，且占用數(shù)控機床寶貴的機時，代價極高，為此人們不斷尋求程序驗證的新途徑。圖形CAM系統(tǒng)的出現(xiàn)為計算機進行模擬顯示創(chuàng)造了條件，先后出現(xiàn)了以2D、3D線架（Wireframe）圖形的顯示程序進行切削模擬。這種驗證方法直觀、快速且不需額外的費用，確實在很大程度上滿足了程序驗證的需求。隨著計算機圖形顯示與處理能力的提高，模擬方式也發(fā)生了質(zhì)的飛躍。真實感3D加工仿真成為現(xiàn)代CAM系統(tǒng)進行程序驗證的主要手段。伴隨著刀具運動，在毛坯實體模型上真實再現(xiàn)零件的余量被實時切除的過程，由于采用真實感光照模型，整個驗證過程形象逼真，在被加工表面可以看到切削后留下的清晰刀痕。2D、3D線架圖形模擬不宜觀察刀具運動過程，不能反映切削后的真實效果，數(shù)控生產(chǎn)需要更有效地驗證手段；另外，新式數(shù)控機床有較強的圖形顯示能力，也能提供3D線架圖形的程序驗證功能，且可前臺模擬后臺加工，不影響生產(chǎn)，這無形中對CAM加工模擬存在的必要性提出了挑戰(zhàn)，迫使CAM系統(tǒng)必須拿出更有力、更實用的驗證手段。真實感加工仿真可觀看動態(tài)的切削過程，還可觀察加工后的表面質(zhì)量，通過設置醒目顏色可迅速發(fā)現(xiàn)干涉、過切部位。除了切削模擬外，專業(yè)化3D仿真軟件還提供了多種分析功能。對加工后的零件，可通過放大、旋轉(zhuǎn)等手段從不同方位觀察細部；可觀察任意橫截面的切削效果；也可將未切削區(qū)域從加工后的零件上剝離出來，單獨顯示，供進一步加工編程；還可將夾具、刀柄、甚至機床的幾何信息一并輸入到模擬狀態(tài)中，觀察刀具運動過程是否會發(fā)生碰撞、是否會產(chǎn)生干涉。V后置處理通過后置處理器讀取由CAM系統(tǒng)生成的刀具路徑文件，從中提取相關的加工信息，并根據(jù)指定數(shù)控機床的特點及NC程序格式要求進行分析、判斷和處理，最終生成數(shù)控機床所能直接識別的NC程序，就是數(shù)控加工的后置處理。數(shù)控加工后置處理器是CAD/CAM集成系統(tǒng)非常重要的組成部分，它直接影響CAD/CAM軟件的使用效果及零件的加工質(zhì)量。目前國內(nèi)許多CAD/CAM軟件用戶對軟件的應用只停留在CAD模塊上，對CAM模塊的應用效率不高，其中一個非常關鍵的原因就是沒有配備專用的后置處理器，或只配備了通用后置處理器而沒有根據(jù)數(shù)控機床特點進行必要的二次開發(fā)，由此生成的代碼還需人工做大量的修改，嚴重影響了模塊的應用效果。目前，從技術上講，由于CAD/CAM系統(tǒng)硬件和軟件的發(fā)展，對加工對象、加工系統(tǒng)建立三維模型、運用圖形交互的方法實現(xiàn)刀具路徑的生成、加工過程仿真和干涉碰撞檢查已經(jīng)是可行的。而要使生成的刀具路徑文件轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序，驅(qū)動和控制機床實施加工，還必須以相應的后置處理器開發(fā)為條件。對于使用多種CAD/CAM系統(tǒng)，配備多種機床各種類型數(shù)控系統(tǒng)的情況就更為復雜，這是因為后置處理面臨如下復雜的情況：1．刀具路徑文件格式的多樣性刀具路徑文件采用APT語言格式，這種語言接近于英語自然語言，它描述當前的機床狀態(tài)及刀尖運動軌跡。它的內(nèi)容和格式不受機床結構、數(shù)控系統(tǒng)類型的影響。但不同的CAD/CAM軟件生成的刀具文件的格式均有所不同，以下幾種CAD/CAM系統(tǒng)的表述格式如下：CAD/CAM系統(tǒng)表述格式UGIISDRCMasterPro/ENGINEERCVVADDSLOAD/TOOL，n，ADJUST，aLOADTL/n，l，hLOADTL/n，OSETNO，aLOAD/TOOL，n，OSETNO，a2．NC程序格式的多樣性NC程序由一系列程序段組成，通常每一程序段包含了加工操作的一個單步命令。程序段通常是由N、G、X、Y、Z、F、S、T、M…地址字和相應的數(shù)字值組成的。ISO-1056-1975標準對其中的部分準備代碼功能、輔助功能代碼的功能作了統(tǒng)一的規(guī)定，如：G00快速點定位、G01直線插補、G02順時針圓弧插補、G03逆時針圓弧插補、G04駐留、M02程序結束、M03主軸順時針旋轉(zhuǎn)、M04主軸逆時針旋轉(zhuǎn)等。但還有大量的未作統(tǒng)一規(guī)定的“不指定代碼”，其中不指定“G”代碼由數(shù)控系統(tǒng)廠家根據(jù)需要自行制定其代碼功能。未作統(tǒng)一規(guī)定的“M”代碼由數(shù)控機床制造廠家根據(jù)其機床所具有的附屬設備功能制定其代碼功能。而個別數(shù)控系統(tǒng)的NC程序采用了比較特殊的代碼格式，如：HEIDENHAINTNC426系統(tǒng)，右補償直線插補語句格式：FLX+10Y+10RL，對應于標準代碼：G01G42X10Y103．技術需求的多樣性隨著技術的發(fā)展和應用的進展，現(xiàn)在的后置處理技術已不能停留在僅僅是對刀具路徑文件的代碼轉(zhuǎn)換，而是增加了具體的加工需求特征，具體的數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)的特征出發(fā)，賦予后置處理器以更多的功能要求。例如各種數(shù)控系統(tǒng)在曲面加工時，所用的曲面擬合模型不盡相同，有的用Nurbs擬合模型，有的用Bezier擬合模型，有的用Polymial擬合模型，還有的用Spline擬合模型，后置處理就面臨支持相應的多種曲面擬合模型的問題。因此，一個完善的后置處理器應具備以下功能：（1）接口功能：后置處理器能自動地識別、讀取不同的CAD/CAM軟件所生成的刀具路徑文件。（2）NC程序生成功能：數(shù)控機床具有直線插補、圓弧插補、自動換刀、夾具偏置、冷卻等一系列的功能，功能的實現(xiàn)是通過一系列的代碼組合實現(xiàn)。代碼的結構、順序由數(shù)控機床規(guī)定的NC格式?jīng)Q定。當前世界上一些著名的后置處理器公司開發(fā)出通用后置處理器，它提供一種功能數(shù)據(jù)庫模型，用戶根據(jù)數(shù)控機床的具體情況回答他所提出的問題，通過問題回答，生成用戶指定的數(shù)控機床的專用后置處理器。用戶只需要具有機床操作知識和NC 編程知識，就能編出滿意的專用后置處理器。當所提供的數(shù)據(jù)庫不能滿足用戶的要求時，它提供的開發(fā)器允許用戶進行修改和編譯。因此可以按照數(shù)控機床的功能建立一個關系數(shù)據(jù)庫，每個功能如何實現(xiàn)，由用戶根據(jù)機床的結構、使用的數(shù)控系統(tǒng)來指定控制的代碼及代碼結構。（3）專家系統(tǒng)功能：后置處理器不只是對刀具路徑文件進行處理、轉(zhuǎn)換，還要能加入一定的工藝知識。如：高速加工的處理，加工絲杠時切削參數(shù)的選擇等。（4）反向仿真功能：以NC代碼指令集及其相應參數(shù)設置為信息源的仿真。它包括兩部分：NC程序的主體結構檢查和NC程序語法結構檢查；數(shù)控加工過程仿真。以NC程序為基礎，模擬仿真加工過程，判斷運動軌跡的正確性及加工參數(shù)的合理性。綜合上述所示，要使所生成的數(shù)控程序不經(jīng)手工修改，直接應用于數(shù)控加工，則必須針對每一臺數(shù)控機床制定專用的后置處理器。這就要求開發(fā)人員應熟悉所使用的CAM系統(tǒng)及所生成的刀具路徑文件的格式，熟悉所用數(shù)控機床及數(shù)控系統(tǒng)代碼功能及其表述格式，而這一工作是智力密集型和勞動密集型兼而有之的過程。當面臨CAM系統(tǒng)眾多，機床及其數(shù)控系統(tǒng)眾多的情況下，從頭開發(fā)專用后置處理器的工作就顯得相當繁重。因此，近年來出現(xiàn)了以開發(fā)通用后置處理器為基礎，應用數(shù)控代碼導向等相關技術，定制數(shù)控機床專用后置處理程序的方法。用通用后置處理器解決共性問題，用定制處理器解決個性問題。UGII軟件提供了一個通用后置處理程序模塊POST(MachinePostProcessing)，利用它我們單位開發(fā)出了各種系統(tǒng)的專用后置處理器。例如：FidiaCNC12、Fanuc6M、Fanuc7M、華中理工等系統(tǒng)的專用后置處理器。1997年單位購進一臺五坐標龍門數(shù)控銑床。該機床是我國航空工藝研究所與法國Forest-Line公司聯(lián)合生產(chǎn)，數(shù)控系統(tǒng)采用的是法國Num1060系統(tǒng)。機床引進之后，要使其能再生產(chǎn)中充分發(fā)揮作用，產(chǎn)生經(jīng)濟效益，急需為其配置一個五坐標專用后置處理程序。在車間領導的重視和技術人員的努力工作下，自行開發(fā)出了Num1060系統(tǒng)的五坐標專用后置處理程序，生成的NC程序幾乎不用進行手工修改。并在南京十四所金屬條法向輪廓及法向孔的加工編程中進行了試用，所加工零件通過三坐標測量機測量，完全符合圖紙要求。二、接頭零件的建模設計。以下用具體的實例來介紹利用計算機輔助設計與制造技術加工掛梁接頭零件三維造型和數(shù)控編程。其中接頭的作用是用來實現(xiàn)梁體與機身對接的。如（圖一）所示，為了確保零件順利加工出來，必須建立數(shù)學模型，采用數(shù)控加工。下面我簡單介紹下UG建模過程：（圖一）IＵＧ建模（1）首先在UGII中新建一個文件，打開建模（Modeling）模塊，根據(jù)（圖二）中的尺寸利用基本曲線（InsertCurveBasicCurves）功能和坐標系(WCS)功能建立接頭的基本平面圖，如（圖三）。（圖二）（2）利用拉伸（InsertDesignFeatureExtrude）功能，生成接頭零件基本的三維模型圖，如（圖四）.(圖三)(圖四)（3）利用基本曲線（BasicCurves）做出如（圖四）的曲線，通過網(wǎng)格構面命令(InsertMeshSurfaceThroughCurveMesh)和拉伸（Extrude）構出如（圖五）的面。（圖五）（圖六）(4)利用修剪實體命（InsertTrimTrimBody：圖七）將（圖四）的實體用（圖六）的面修剪，修剪后的實體如（圖八）。（圖七）（圖八）（5）將（圖八）中實體的一邊界拉伸偏置成如（圖九）的實體。再將（圖十）中的曲線拉伸成面，利用修剪實體（TrimBody）將（圖九）的實體修剪成如（圖十）的實體。（圖九）（圖十）（6）鉆孔（InsertDesignFeatureHole）在如（圖十一）的位置鉆四個孔。（圖十一）(7)利用倒圓角命令（EdgeBlend）,將零件的各個倒角的線條變成圓滑過度使零件更加的美觀好看，在實際中也可以消除一些加工應力；再利用建模（Modeling）模塊中的方塊（block）在零件的兩邊進行制作工藝補塊，使其在加工表達上更能明確的表示出加工方法，并且在工藝補塊上進行打工藝孔，說明了裝夾方式。見（圖十二）（圖十二）II、零件圖的分析根據(jù)圖形的設計如圖（二）的要求可知，先要保證零件的尺寸形狀。需要保證以下幾項精度要求：。1.主要尺寸精度：64+0.10，76+0.20，138，25.5，10，27.5，11，57，30.1在保證了上面的尺寸同時要考慮到裝配時候的情況，所以為了能保證裝配精度，有的尺寸在裝配上后再加工到位。2.主要平面精度：裝配基準面的平面影響接頭零件與裝配部件連接時的接觸剛度，和裝配精度。因此，必須使接頭零件的平板面與底面垂直，平板面的平面度要求是為了保證配合關系，以及其余尺寸的要求，而且它是主要基準面，所以它的平面度要求要很高。3.表面粗糙度：重要孔和主要平面的表面粗糙度會影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度。技術條件：從零件的表面本身精度來看，接頭零件的技術條件如下： 1) 按樣板制造或數(shù)模制造。2) 表面粗糙度3.2。3) 公差及機加余量按HB6077-86。4) 熱處理，δb大于或等于365MPa。因為毛坯厚度不大熱處理可在毛坯時進行。5) 表面處理D.Ly5.Gf并涂H06-2鋅。III.裝夾定位的分析和夾具的設計定位裝夾是加工中非常重要的一個環(huán)節(jié)，只有正確的定位裝夾，最后才能加工出符合要求精度的零件。錯誤的定位裝夾，會導致零件的報廢。在考慮定位時，我考慮到在這個零件上可以用于定位的只有在零件兩邊的兩個平板，但是兩平板定位面太小太短，尺寸長度不夠，不能被很好的用于定位，更不利于裝夾，還有可能引起碰刀。于是我就在原來的平板地方加兩塊工藝補塊做定位板，這樣還可以在補塊上設置工藝孔，用來做定位和對刀用。這樣就可以很好地避免了碰刀問題還解決了裝夾的問題。如圖(十三):圖(十三)圖(十三)因為該零件是批量生產(chǎn)的，需要進行多次反復的正反裝夾，而且,該接頭零件的外型復雜且特殊,所以要專門設計一個專用夾具，此夾具需要解決下面幾個問題:一、要保證該零件的平衡度,要有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性；二、要避免碰刀和定位的問題,結構工藝性要好：三、要有足夠的強度和剛度，因為在加工過程中，夾具要承受較大的切削力和夾緊力，為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和震動，夾具體應有足夠的強度和剛度。四、在機床上安裝穩(wěn)定可靠，因為夾具在機床上的安裝都是通過夾具上的安裝基面與機床上相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。五、要裝夾容易方便,排屑方便。所以，根據(jù)以上的要求設計出夾具的二維圖（見圖十四）。圖（十四）圖（十四）因為在加工零件的時候留下了工藝補塊，利用工藝補塊對零件進行裝夾。為了對加工過程中不會影響加工，所以不能在零件本身上進行裝夾，只能在工藝補塊上做兩個工Φ12H7的藝孔，用一面兩孔進行定位。三維數(shù)模如圖（十五），圖（十五）在裝夾的時候使用壓板裝夾，即可以將零件牢牢的固定在裝夾在專用夾具上，又可以使機床進行加工，避免碰刀損傷零件。裝夾情況如圖（十六）、（十七）圖（十六）圖（十七）IV.接頭的編程設計圖（十八）以上如圖（十八）為例1.單擊進入加工模塊如圖(十九)圖（十九）2.銑上所示平面，加工完之后輸出CLS刀具軌跡源文件（見CLS文件部分清單），然后再調(diào)用ＵＧＮＸ２.０機床專用后置處理程序進行格式轉(zhuǎn)換，生成機床數(shù)控系統(tǒng)所能接受的數(shù)控代碼。下面是加工突臺的操作：首先創(chuàng)建毛坯何體，如圖(二十)圖(二十)3.設置毛坯尺寸圖(二十一)圖（二十一）4設置工件坐標系如圖(二十二)圖(二十二)5設置刀具如圖(二十三)圖(二十三)6下面開始操作銑圖示的平面,單擊創(chuàng)建操作在單擊創(chuàng)建操作中的生成，完成此加工操作.確