UG数控加工编程教程
简介
UG编程是指采用西门子公司研发的专业3D软件UG NX，进行数控机床的数字程序的编制，简称CAM。数控机床没有程序是不能运动的。需要专业人员利用专业软件工具，根据产品的形状编制程序。UG编程就是指数控机床的程序编制。
UG是当前世界最先进、面向先进制造行业、紧密集成的
CAID/CAD/CAE/CAM软件系统，提供了从产品设计、分析、仿真、数控程序生成等一整套解决方案。UG CAM是整个UG系统的
数控机床程序编制的内容主要包括以下步骤：一．工艺方案分析确定加工对象是否适合于数控加工（形状较复杂，精度一致要求高）,分析哪些部位需要拆铜公!确定碰穿面\\擦穿面\\分型面等!分析使用的刀具类型和刀具大小!毛坯的选择（对同一批量的毛坯余量和质量应有一定的要求）。工序的划分（尽可能采用一次装夹、集中工序的加工方法）。二．工序详细设计工件的定位与夹紧。工序划分（先大刀后小刀，先粗后精，先主后次，尽量“少换刀”）。刀具选择。确定使用什么加工方法,设置好切削参数。工艺文件编制工序卡（即程序单），走刀路线示意图。程序单包括：程序名称，刀具型号，加工部位与尺寸，装夹示意图三．编写数控加工程序用UG设置编出数控机床规定的指令代码（G，S，M）
与程序格式。后处理程序，填写程序单。拷贝程序传送到机床, 程序校核与试切。
2.数控行业基本知识与常用G指令的用法: 2.1数控技术的基本知识和现代数控的发展方向 2.1.1数控与数控机床概念
◆数控: 数字控制（NC — Numerical Control）,以数字化信息对机床运动 及加工过程进行控制的一种方法。NC已成为数控加工的专用术语。
◆数控技术：用数控机床（数控设备）进行自动化加工的一种技术，它综合应用了多种学科的知识。
◆数控机床：是实现柔性自动化的关键设备，是柔性自动生产系统的基本单元。
●数控技术是现代先进制造技术的基础，其技术水平和普及程度是衡量国家综合国和工业现代化程度的重要标志。 2.1.2 数控机床的应用 数控机床的组成
●数控系统：I/0接口、CNC装置、伺服系统、PLC ●机械主机：主运动机构、进给运动机构、辅助机构、床身等
数控机床的应用
1）多品种变批量、单件小批量的自动化 2）柔性加工和柔性自动化 ◆小批量而又轮番生产的零件； ◆几何形状复杂的零件；
◆在加工过程中必须进行多种工序加工的零件； ◆切削余量大的零件；
◆必须严格控制公差（公差带范围很小）的零件； ◆工艺设计会经常变化的零件； ◆贵重零件；
◆需全部检测的零件，等等。 数控机床的分类
1）按控制运动的轨迹特点分类 ◆点位控制数控机床
◆直线控制数控机床(单轴数控)
◆轮廓控制的数控机床：分为两坐标联动，2.5坐标联动，三坐标联动， 四坐标联动，五坐标联动等数控机床。五坐标联动是关键技术。
2）按伺服系统的控制类型分类 ◆开环控制的数控机床 ◆全闭环控制的数控机床 ◆半闭环控制的数控机床 3）按工艺方法分类 ◆金属切削类数控机床：
数控车床，数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗床以及加工中心等。
◆金属成型类及特种加工类数控机床 4）按功能水平分类：
◆高、中、低档（亦称经济型） 5）按驱动方式分类 ◆步进式 ◆直流伺服
◆交流伺服（交流模拟、交流数字） 6）按组成和功能 ◆开放式数控 ◆智能数控
2.1.2 常用G代码的用法 ? G00 快速定位
N10 G0 X100 Y100 ? G01 直线插补
? G02（G03）圆弧插补
结果，这个情况下圆弧命令如下所列： G17 G03 G90 X5. Y25. I-20. J-5.; 或者
G17 G03 G90 X5. Y25. R20.616.;
? G04 暂停
G04 P1000 暂停1秒 ? G17 G18 G19 平面选择 圆弧在 XY 面上
G17 G02 ( G03 ) G90 ( G91 ) I_ J_ F_或 G17 G02 ( G03 ) G90 ( G91 ) R_ F_ 圆弧在 XZ 面上
G18 G02 ( G03 ) G90 ( G91 ) I_ K_ F_或 G18 G02 ( G03 ) G90 ( G91 ) R_ F_ 圆弧在 YZ 面上
G19 G02 ( G03 ) G90 ( G91 ) J_ K_ F_或 G19 G02 ( G03 ) G90 ( G91 ) R_ F_ ? G20 G21 公英制的选择
G20； 英制指令 G21； 公制指令 详细说明
G20，G21 的切换仅对直线轴有意义，对于旋转轴无意义。G20，G21 仅对指令单位进行
切换，输入单位不予切换。也就是说，在起始英制处于开关（OFF）时，即使是将加工程序 的指令单位以 G20 切换成英制单位，刀具补正量等待各设定单位仍然保持公制单位不变，就对设定值予以注意。 ? G28\\G29 回参考点
G28 指令指定时，以 G0 速度定位至指令轴位置以后，各轴以快速进给速度做第 1 参考点复归。
G28 X_ Y_ Z_ ?_；（?= 附加轴）[自动参考点复归] G29 X_ Y_ Z_ ?_；（?= 附加轴）[开始位置复归]
? G40 刀具半径补偿取消 ? G41 G42 刀具半径补偿
G00 G41 X_ Y_D＿ 或 G01 G41 X_ Y_D＿
G00 G42 X_ Y_D＿ 或 G01 G42 X_ Y_D＿
? G43 G44 刀具长度补偿
依据这些指令，各轴移动指令的终点位置，可依设定的补正量做补正。所以，程式作成 时假想刀具长的值与实际的值，可以用补正量方式设定，以提高程式的通用性。 G43 Z_ H_； 刀具长补正＋起点 G44 Z＿ H＿； 刀具长补正－起点 ? G49 刀具长度补偿取消
G49 Z_； 刀具长补正取消 ? G53 基本机械坐标系
基本机械坐标系为机械上固定位置（刀具交换位置、行程极限位置等）的坐标系。 G53 指令及坐标指令指定时，刀具向基本机械坐标系上的指令位置移动。 详细说明
基本机械坐标系在电源投入后，以自动或手动参考原点复归。 决定的参考原点为基准， 自动地建立起坐标系。 基本机械坐标系不会因 G92 指定而改变。
G53 指令仅在指定的单节有效。 G53 指令在增量值指令（G91）时，以选择中的坐标系的增量值移动。
即使 G53 指令指定时，指令轴的刀具径补正量不取消。 第 1 参考原点的坐标值是以基本机械坐标系的零点（原点）起到参考原点复归位置的距 离。 所有 G53 命令均以快速进给方式移动。 当 G53 命令和 G28（零点复归）命令被指定在同一单节时，后续的命令有效。
? G54—G59 工件坐标系设定
工件坐标是以加工工件的斟点做为原点，便于加工程式作成的坐标系。
本指令的使用，可以移动工件坐标系的位置。工件坐标系于程式作成时可有 6 种(G54～ G59)
? 标准固定循环；G80～G89, G73, G74, G76
位置定位及钻孔和攻牙等的加工程式可以仅用 1 个单节的指令，按照一定的加工顺序执 行的机能，称做固定循环。循环的加工顺序及机能一览表如下所示。另外，依据标准固定循 环的编辑，使用者
本身可以变更固定循环的加工顺序及登录，也可以自己把编辑的固定循环 程式输入 NC 系统中。固定循环机能一览表如下表所示。
格式：
固定循环的位址及意义
G73 步进循环 ? 格式
? G73 X_ Y_ Z_ Q_ R_ F_ P_; P : 暂停指定
G74 反向攻牙 ? 格式 ：
? G74 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_; P : 暂停指定
G76 精镗孔循环 ? 格式
G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_
G81 点钻循环 ? 格式 G81 X_ Y_ Z_ R_ F_
G82 点钻 底部暂停 ? 格式
? G82 X_ Y_ Z_ R_ F_ P_；
P : 暂停指定
G83 深孔钻循环 ? 格式
? G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_；
Q ：每次切削量的指定，通常以增量值来指定
G84 攻牙循环 ? 格式
? G84 X_ Y_ Z_ R_ F_ P_ ； P : 暂停指定
G85 镗孔循环 ? 格式
? G85 X_ Y_ Z_ R_ F_；
G86 镗孔循环 ? 格式
? G86 X_ Y_ Z_ R_ F_ P_；
G87 反镗孔循环 ? 格式
? G87 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_；
请注意 z1 及 r1 的指定。（z1, r1 的符号相反）另外，无 R 点复归
G87 反镗孔循环 ? 格式
? G87 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_；
请注意 z1 及 r1 的指定。（z1, 复归
的符号相反）另外，无 R 点 r1
G88 镗孔循环 ? 格式
G88 X_ Y_ Z_ R_ F_ P_
G89 镗孔循环 ? 格式
? G89 X_ Y_ Z_ R_ F_ P_；
? G90 绝对坐标指令值设定 ? G91 相对坐标指令值设定 ? G94 G95 同期进给
按 G95 指令，可以用 F 指令方式指定每转相对的进给量，此指令使用时，需附有主轴 编码器。G94 指令提供切换回每分钟进给方式（非同期切削），在该方式下可指定每分钟相 对进给量的进给方式。 G94︰每分钟进給 (mm/min) （非同期切削） (F1=1mm/min)
G95︰每转进給 (mm/rev) （同期切削） (F1=0.01mm/rev) G95 指令为持续模式指令，直至 G94 指令使用为止均有效。 ? G98 G99 固定循环刀具回复设定 常用M代码
? M01 选择性程序停止 ? M02 程序结束 ? M03 主轴正转
? M04 主轴反转 ? M05 主轴停止 ? M06 换刀 ? M08 冷却液开启 ? M09 冷却液关闭 ? M30 程序结束
? M98 M99 子程序的调入和结束
3、UGNX6.0软件数控编程模块的运用 3.1 UGNX6.0软件编程模块介绍
平面铣功能
型腔与固定轴曲面轮廓铣功能
变轴铣功能
孔加工功能
3.2四个父节点的创建
3.3 区域面铣削操作 知识要点： 指定部件 指定切削区域 壁几何体
刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.4 平面铣削操作 知识要点： 指定部件
指定面边界 刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.5 可设毛胚边界的平面铣
知识要点：
指定部件 指定毛胚边界 指定修剪边界 指定底面 刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.6 精加工侧壁
知识要点： 指定部件边界 指定毛胚边界 指定修剪边界 指定底面 刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.7 精加工底部面
知识要点： 指定部件边界 指定毛胚边界 指定修剪边界 指定底面 刀轴
刀轨参数的设置
机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.8 型腔铣操作
知识要点： 指定部件 指定毛胚
指定检查 指定切削区域 指定修剪边界 刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.9 残料加工 知识要点： 指定部件 指定毛胚 指定检查 指定切削区域 指定修剪边界 刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.10 等高铣 知识要点： 指定部件 指定检查 指定切削区域
指定修剪边界 刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.11 固定轴曲面轮廓铣
知识要点： 指定部件
指定检查 指定切削区域 指定修剪边界 驱动方法 刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.12 清跟切削
知识要点： 指定部件 指定检查 指定切削区域 指定修剪边界 驱动设置 刀轴
刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
3.13 综合案例的讲解 3.13.1 水壶盖后模 知识要点：
先将镶件装配上去加工，然后取出镶件再加工 所用加工方法：型腔铣开粗（注意补面） 残料加工开粗剩下的余量 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣
小刀清角
3.13.2 壶柄盖后模 知识要点：
先将斜顶装配上去加工，然后取出再加工 所用加工方法：型腔铣开粗
残料加工开粗剩下的余量 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣 小刀清角
3.13.3 壶柄盖前模 知识要点：
所用加工方法：型腔铣开粗
残料加工开粗剩下的余量 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣 小刀清角
3.13.4 水壶底座后模 知识要点：
注意加工深度较大的加工方法
所用加工方法：型腔铣开粗（注意分层加工） 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣
3.13.5 水壶底座前模 知识要点：
所用加工方法：型腔铣开粗（注意分层加工） 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣 清角
3.13.6 水壶底座滑块 知识要点： 注意2个方位加工
所用加工方法：型腔铣开粗（注意分层加工） 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣
3.13.7 家电产品外壳前模 知识要点： 注意刀具的选用
所用加工方法：型腔铣开粗（注意分层加工） 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣 清角
3.13.8 汽车零件外壳前模 知识要点： 注意刀具的选用
所用加工方法：型腔铣开粗（注意分层加工） 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣 清角
3.13.9 汽车零件外壳后模 知识要点：
注意刀具的选用和斜顶处的加工
所用加工方法：型腔铣开粗（注意分层加工） 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣 清角
3.13.10 前模 知识要点：
注意刀具的选用，高速切削的参数设置方法 所用加工方法：型腔铣开粗（注意分层加工） 等高铣比较陡峭的侧壁 固定轴曲面轮廓铣较平缓曲面 平面铣 清角
3.14 孔加工功能 知识要点： 指定孔位置 指定孔表面 指定部件表面 刀轴 循环类型 刀轨参数的设置 机床控制 刀轨的生成 刀轨的模拟
4、电极的设计与加工 4.1 电极加工的原理
电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。
进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控
制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。
电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具
4.2 电极结构
? 成型部位：与需要加工成型模具零件的表面形状一样，是电极的核心部分
? 基座（打表分中位）：装夹校对电极基准的位置，通常为了方便打表，其x,y方向的校表位应该在8mm左右，基座的高度在10mm左右，其高度值越大对装夹越有利，但其基本数据应该由电极的专题大小而定。 ? 方位角：便于电极的安装
? 避空直伸位：一般在3~5mm左右，便于冲走加工时留下的残渣。 4.3 电极的火花位
即电极加工中预留的放电间隙，一般在0.05~0.1mm之间
4.4 电极数据的给定
即标注电极在模具型心型腔中的位置，便于定位。
4.5 电极的加工
粗公：加工余量一般设-0.2mm 精公：加工余量一般设-0.05~0.1mm
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