作者：戚耀楠
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
UG NX 8.0数控加工快速入门、进阶与精通(全程语音视频讲解)(含DVD光盘1张)试读：
前言
UG 是德国西门子公司推出的一款功能强大的三维CAD/CAM/CAE软件系统，其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、工程图输出，到生产加工成产品的全过程，应用范围涉及汽车、机械、航空航天、造船、通用机械、数控加工、医疗、玩具和电子等诸多领域。UG NX 8.0版本在易用性、数字化模拟、知识捕捉、可用性等方面进行了创新，对以前版本进行了大量的以客户为中心的改进。
本书是学习UG NX 8.0数控加工快速入门、进阶与精通的教程，其特色如下：
◆ 内容全面。本书所讲解的UG数控加工内容是目前市场上同类书籍中最全面的，包括UG数控加工基本操作流程、UG铣削加工基本参数、平面铣、面铣加工、孔铣削与螺纹铣削、车削加工、型腔粗加工、曲面轮廓深度加工、曲面轮廓固定轴铣削、3D轮廓铣削、可变轴加工、线切割、后置处理和UG数控加工高级功能。
◆ 实用性强。书中融入了UG一线数控高手多年的经验和技巧，因而本书具有很强的实用性。
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◆ 附加值高。本书附1张多媒体DVD学习光盘，制作了94个数控加工与编程和具有针对性实例的教学视频并进行了详细的语音讲解，（时长8.1小时），可以帮助读者轻松、高效地学习。
本书由戚耀楠编著，参加编写的人员还有王双兴、郭如涛、马志伟、师磊、李东亮、白超文、张建秋、任彦芳、杨作为、陈爱君、夏佩、谢白雪、王志磊、张党杰、张娟、马斯雨、车小平、曾为劲。本书已经经过多次审校，难免有疏漏之处，恳请广大读者予以指正。
电子邮箱：bookwellok＠163.com
编 者
本书导读
为了能更好地学习本书的知识，请您仔细阅读下面的内容。【写作软件蓝本】
本书采用的写作蓝本是UG NX 8.0版。【写作计算机操作系统】
本书使用的操作系统为Windows XP，对于Windows 2000/Server或Win7操作系统，本书的内容和范例也同样适用。【光盘使用说明】
为了使读者方便、高效地学习本书，特将本书中所有的练习文件、素材文件、已完成的实例、范例或案例文件、软件的相关配置文件和视频语音讲解文件等按章节顺序放入随书附带的光盘中，读者在学习过程中可以打开相应的文件进行操作、练习和查看。
本书附带多媒体DVD助学光盘1张，建议读者在学习本书前，先将DVD光盘中的所有内容复制到计算机硬盘的D盘中。
在光盘的ugsj80目录下共有2个子文件夹。（1）work 子文件夹：包含本书全部已完成的实例、范例或案例文件。（2）video子文件夹：包含本书讲解中所有的视频文件（含语音讲解），学习时，直接双击某个视频文件即可播放。
光盘中带有“ok”扩展名的文件或文件夹表示已完成的实例、范例或案例。【本书约定】
◆ 本书中有关鼠标操作的简略表述说明如下。
● 单击：将鼠标指针光标移至某位置处，然后按一下鼠标的左键。
● 双击：将鼠标指针光标移至某位置处，然后连续快速地按两次鼠标的左键。
● 右击：将鼠标指针光标移至某位置处，然后按一下鼠标的右键。
● 单击中键：将鼠标指针光标移至某位置处，然后按一下鼠标的中键。
● 滚动中键：只是滚动鼠标的中键，而不是按中键。
● 选择（选取）某对象：将鼠标指针光标移至某对象上，单击以选取该对象。
● 拖移某对象：将鼠标指针光标移至某对象上，然后按下鼠标的左键不放，
同时移动鼠标，将该对象移动到指定的位置后再松开鼠标的左键。
◆ 本书中的操作步骤分为“任务”和“步骤”两个级别，说明如下。
● 对于一般的软件操作，每个操作步骤以开始。例如，下面是草绘环境中绘制矩形操作步骤的表述：单击按钮。在绘图区某位置单击，放置矩形的第一个角点，此时矩形呈“橡皮筋”样变化。单击按钮，再次在绘图区某位置单击，放置矩形的另一个角点。此时，系统即在两个角点间绘制一个矩形，如图4.7.13所示。
● 每个“步骤”操作视其复杂程度，其下面可含有多级子操作。例如，下可能包含（1）、（2）、（3）等子操作，（1）子操作下可能包含①、②、③等子操作，①子操作下可能包含a）、b）、c）等子操作。
● 对于多个任务的操作，则每个“任务”冠以、、等，每个“任务”操作下则包含“步骤”级别的操作。
● 由于已建议读者将随书光盘中的所有文件复制到计算机硬盘的 D 盘中，所以书中在要求设置工作目录或打开光盘文件时，所述的路径均以“D：”开始。
第一篇 UG NX 8.0数控加工快速入门
第1章 数控加工基础知识
1.1 数控加工概论
数控技术即数字控制技术（Numerical Control Technology），指用计算机以数字指令方式控制机床动作的技术。
数控加工具有产品精度高、自动化程度高、生产效率高以及生产成本低等特点，在制造业，数控加工是所有生产技术中相当重要的一环。尤其是汽车或航天工业零部件，其几何外形复杂且精度要求较高，更突出了NC加工制造技术的优点。
数控加工技术集传统的机械制造、计算机、信息处理、现代控制、传感检测等光机电技术于一体，是现代机械制造技术的基础。它的广泛应用，给机械制造业的生产方式及产品结构带来深刻变化。
近年来，由于计算机技术的迅速发展，数控技术的发展相当迅速。数控技术的水平和普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
1.2 数控编程概述
数控编程一般可以分为手工编程和自动编程。
手工编程是指从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单直到程序校核等各步骤，均由人工完成的全过程。该方法适用于零件形状不太复杂、加工程序较短的情况，而对于复杂形状的零件，如具有非圆曲线、列表曲面和组合曲面的零件，或者零件形状虽不复杂但是程序很长，则比较适合进行自动编程。
自动数控编程是从零件的设计模型（参考模型）获得数控加工程序的全部过程。其主要任务是计算加工走刀过程中的刀位点（Cutter Location Point，CL），从而生成CL数据文件。采用自动编程技术可以帮助人们解决复杂零件的数控加工编程问题，其大部分工作由计算机完成，编程效率大大提高，还能解决手工编程无法解决的许多复杂形状零件的加工编程问题。
UG NX数控模块提供了多种加工类型用于各种复杂零件的粗精加工，用户可以根据零件结构、加工表面形状和加工精度要求选择合适的加工类型。
数控编程的主要内容有：分析零件图样、工艺处理、数值处理、编写加工程序单、输入数控系统、程序检验及试切。（1）分析零件图样及工艺处理。在确定加工工艺过程时，编程人员首先应根据零件图样对工件的形状、尺寸和技术要求等进行分析，然后选择合适的加工方案，确定加工顺序和路线、装夹方式、刀具以及切削参数，为了充分发挥机床的功用，还应该考虑所用机床的指令功能，选择最短的加工路线，选择合适的对刀点和换刀点，以减少换刀次数。（2）数值处理。根据零件图样的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算工件粗、精加工的运动轨迹，得到刀位数据。零件图样坐标系与编程坐标系不一致时，需要对坐标进行换算。形状比较简单的零件的轮廓加工，需要计算出几何元素的起点、终点及圆弧的圆心，以及两几何元素的交点或切点的坐标值；有的还需要计算刀具中心运动轨迹的坐标值。对于形状比较复杂的零件，需要用直线段或圆弧段逼近，根据要求的精度计算出各个节点的坐标值。（3）编写加工程序单。确定加工路线、工艺参数及刀位数据后，编程人员可以根据数控系统规定的指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。此外，还应填写有关工艺文件，如数控刀具卡片、数控刀具明细表和数控加工工序卡片等，随着数控编程技术的发展，现在大部分机床已经直接采用自动编程。（4）输入数控系统。即把编制好的加工程序，通过某种介质传输到数控系统。过去我国数控机床的程序输入一般使用穿孔纸带，穿孔纸带的程序代码通过纸带阅读器输入数控系统。随着计算机技术的发展，现代数控机床主要利用键盘将程序输入计算机中。随着网络技术进入工业领域，通过CAM生成的数控加工程序可以通过数据接口直接传输到数控系统中。（5）程序检验及试切。程序单必须经过检验和试切才能正式使用。检验的方法是直接将加工程序输入数控系统中，让机床空运转，即以笔代刀，以坐标纸代替工件，画出加工路线，以检查机床的运动轨迹是否正确。若数控机床有图形显示功能，可以采用模拟刀具切削过程的方法进行检验。但这些过程只能检验出运动是否正确，不能检查被加工零件的精度，因此必须进行零件的首件试切。首件试切时，应该以单程序段的运行方式进行加工，监视加工状况，调整切削参数和状态。
从以上内容看来，作为一名数控编程人员，不但要熟悉数控机床的结构、功能及标准，而且必须熟悉零件的加工工艺、装夹方法、刀具以及切削参数的选择等方面的知识。
1.3 数控加工程序
1.3.1 数控加工程序结构
数控加工程序由为使机床运转而给予数控装置的一系列指令的有序集合所构成。一个完整的程序由程序起始符、程序号、程序内容、程序结束和程序结束符五部分组成。例如：
根据系统本身的特点及编程的需要，每种数控系统都有一定的程序格式。对于不同的机床，其程序格式也不同。因此编程人员必须严格按照机床说明书规定的格式进行编程，靠这些指令使刀具按直线、圆弧或其他曲线运动，控制主轴的回转和停止、切削液的开关、自动换刀装置和工作台自动交换装置等的动作。
◆ 程序起始符。程序起始符位于程序的第一行，一般是“%”、“$”等。不同的数控机床，起始符也有可能不同，应根据具体数控机床说明书使用。
◆ 程序号，也称为程序名，是每个程序的开始部分。为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号。程序号单列一行，一般有两种形式：一种是以规定的英文字母（通常为O）为首，后面接若干位数字（通常为2位或4位），如O 0001；另一种是以英文字母、数字和符号“_”混合组成，比较灵活。程序名具体采用何种形式，由数控系统决定。
◆ 程序内容。它是整个程序的核心，由多个程序段（Block）组成。程序段是数控加工程序中的一句，单列一行，用于指挥机床完成某一个动作。每个程序段又由若干个指令组成，每个指令表示数控机床要完成的动作。指令由字（word）和“；”组成。而字是由地址符和数值构成，如X（地址符）100.0（数值）Y（地址符）50.0 （数值）。字首是一个英文字母，称为字的地址，它决定了字的功能类别。一般字的长度和顺序不固定。
◆ 程序结束。在程序末尾一般有程序结束指令，如M30或M02，用于停止主轴、切削液和进给，并使控制系统复位。M30还可以使程序返回到开始状态，一般在换工件时使用。
◆ 程序结束符。程序结束的标记符一般与程序起始符相同。
1.3.2 数控指令
数控加工程序的指令由一系列的程序字组成，而程序字通常由地址（address）和数值（number）两部分组成，地址通常是某个大写字母。数控加工程序中地址代码的意义如表1.3.1所示。
一般的数控机床可以选择米制单位毫米（mm）或英制单位英寸（in）为数值单位。米制可以精确到0.001mm，英制可以精确到0.0001in，这也是一般数控机床的最小移动量。表1.3.2列出了一般数控机床能输入的指令数值范围，而数控机床实际使用范围受到机床本身的限制，因此需要参考数控机床的操作手册而定。例如，表1.3.2中的X轴可以移动±99999.999mm，但实际上数控机床的X轴行程可能只有650mm；进给速率F最大可输入10000.0mm/min，但实际上数控机床可能限制在3000mm/min以下。因此，在编制数控加工程序时，一定要参照数控机床的使用说明书。表1.3.1 地址代码的意义表1.3.2 数控指令的数值范围
下面简要介绍各种数控指令的意义。
1.语句号指令
语句号指令也称程序段号，用以识别程序段的编号。它位于程序段之首，以字母N开头，其后为一个2～4位的数字。需要注意的是，数控加工程序是按程序段的排列次序执行的，与顺序段号的大小次序无关，即程序段号实际上只是程序段的名称，而不是程序段执行的先后次序。
2.准备功能指令
准备功能指令以字母G开头，后接一个两位数字，因此又称为G代码，它是控制机床运动的主要功能类别。G指令包括G00～G99共100种，如表1.3.3所示。表1.3.3 JB/T 3208—1999准备功能G代码（续）
3.辅助功能指令
辅助功能指令也称为M功能或M代码，一般由字符M及随后的两位数字组成。它是控制机床或系统辅助动作及状态的功能。JB/T3208—1999标准中规定的M代码包括M00～M99共100种。表1.3.4所示是部分辅助功能的M代码。表1.3.4 部分辅助功能的M代码
4.其他常用功能指令
◆ 尺寸指令：主要用来指令刀位点坐标位置。如 X、Y、Z 主要用于表示刀位点的坐标值，而I、J、K用于表示圆弧刀轨的圆心坐标值。
◆ F功能：进给功能。以字符F开头，因此又称为F指令，用于指定刀具插补运动（切削运动）的速度，称为进给速度。在只有 X、Y、Z 三坐标运动的情况下，P 代码后面的数值表示刀具的运动速度，单位是mm/min（数控车床还可为mm/r）。如果运动坐标有转角坐标A、B、C中的任何一个，则F代码后的数值表示进给率，即F=1/Δt，Δt为走完一个程序段所需要的时间，F的单位为1/min。
◆ T功能：刀具功能。以字符T开头，因此又称为T指令，用于指定采用的刀具号，该指令在加工中心上使用。Tnn代码用于选择刀具库中的刀具，但并不执行换刀操作，M06用于起动换刀操作。Tnn不一定要放在M06之前，只要放在同一程序段中即可。T指令只有在数控车床上，才具有换刀功能。
◆ S功能：主轴转速功能。以字符S开头，因此又称为S指令，用于指定主轴的转速，以其后的数字给出，要求为整数，单位是r/min。速度范围从1 r/min到最大的主轴转速。对于数控车床，可以指定恒表面切削速度。
第2章 UG数控加工基本操作流程
2.1 UG NX 8.0加工模块介绍
在UG加工中。系统提供了多种加工模块用于各种复杂形状的零件加工。常见的加工模块有平面铣、型腔铣、固定轴轮廓铣、可变轴轮廓铣、点位加工、车削加工、线切割、后置处理模块等。
在每种加工模块中包含有多个加工子模板，用户可以使用加工模板快速地创建加工工序。例如，可以使用刀具模板快速地创建或引入各种类型的刀具；使用加工方法模板，可以根据粗精加工的要求，定制加工余量、加工公差等参数；使用工序模板可以快速地建立加工工序，生成刀具路径。
UG不仅提供了强大的默认加工环境，而且允许用户自定义加工环境。这样，在创建加工工序的过程中，就可以继承已经预先定义的各项参数，避免每次的重复设置等操作，提高工作效率。
在交互操作过程中，用户可以在图形方式下交互编辑刀具路径，观察刀具运动过程，生成刀具位置源文件。同时还可以应用刀轨可视化功能，在屏幕中显示刀具路径，模拟刀具切割毛坯的真实切削过程，并通过过切检查和残留材料检查，验证相关参数设置的正确性。
2.2 进入UG NX 8.0的加工环境
UG加工环境是指进入UG CAM模块后进行编程操作的软件环境。从UG建模环境进入UG的加工环境可以采用以下方法。
方法一：选择下拉菜单命令。
方法二：利用“应用模块”工具条中的命令图标。
方法三：利用键盘的快捷键Ctrl+Alt+M。
下面以一个实例操作来进一步说明进入UG加工环境的具体步骤。打开文件D：\ugsj80\work\ch02.02\first.prt，系统进入建模环境。进入加工环境。选择下拉菜单命令，系统弹出图2.2.1所示的“加工环境”对话框。图2.2.1 “加工环境”对话框
图2.2.1所示的“加工环境”对话框中各操作模板类型的说明如下。
◆：平面铣加工模板。
◆：轮廓铣加工模板。
◆：多轴铣加工模板。
◆：多轴铣叶片模板。
◆：钻加工模板。
◆：钻孔模板。
◆：车加工模板。
◆：电火花线切割加工模板。
◆：探测模板。
◆：实体刀具模板。
◆：加工知识模板。选择配置模板。在“加工环境”对话框列表框中选择选项。选择操作模板类型。在“加工环境”对话框列表框中选择选项，单击按钮，系统进入加工环境。
说明
◆ 只有加工零件第一次进入加工环境时，系统才会弹出“加工环境”对话框，列表中列出了系统自带的加工环境，用户可以选择所需要的加工环境。本例中所选的cam_general（通用加工功能）包含了常用的车、铣、钻、线切割等常见的加工类型。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]