ugnx數(shù)控編程技術(shù)在lebus卷筒導(dǎo)向墊塊加工中的應(yīng)用

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1、UGNX數(shù)控編程技術(shù)在lebus卷筒導(dǎo)向墊塊加工中的應(yīng)用鄧玉聰徐長(zhǎng)生(武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院武漢430063)摘要：本文針對(duì)lebuss卷筒導(dǎo)向墊塊在設(shè)計(jì)和制造上存在的困難，直接建立卷筒和墊塊的三維模型，并利用UG的數(shù)控加工自動(dòng)編程功能生成墊塊的數(shù)控加工程序來對(duì)墊塊進(jìn)行精確加工。本論文的思路對(duì)lebus卷筒的設(shè)計(jì)制造具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：lebuss卷筒；UG；自動(dòng)編程41引言多層卷繞卷筒容繩量大。工程起重機(jī)中隨著起升高度的增大，起升機(jī)構(gòu)中卷筒的繞繩量相應(yīng)增加。采用尺寸較小的多層卷繞卷筒，對(duì)減小起升機(jī)構(gòu)尺寸十分有利。但多層卷筒纏繞的鋼絲繩所受的擠

2、壓應(yīng)力大，相互間摩擦力大，卷繞層數(shù)較多時(shí)容易產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象。國(guó)外lebus公司專有的利巴斯裝置可以有效防止多層卷繞中的亂繩現(xiàn)象。2Lebus卷筒結(jié)構(gòu)Lebus（利巴斯）卷筒利用它特有的平行雙折線繩槽，把交錯(cuò)纏繞減少到卷筒圓周的20%左右。而80%的纏繞方向都與側(cè)板平行，而且卷筒上的每一層鋼絲繩所繞的圈數(shù)相同，使纏繞鋼絲繩在卷筒上壘成三角形。也即每層鋼絲繩都為下一層鋼絲繩形成一個(gè)槽形，使鋼絲繩之間載荷分布均應(yīng)，避免了鋼絲繩之間由于相互切入、擠壓而造成亂繩。如圖1。圖1lebuss卷筒1.側(cè)板；2.鋼絲繩；3.導(dǎo)向墊塊；圖2lebuss卷筒展開三維圖圖3leb

3、uss卷筒三維圖墊塊是lebuss卷筒設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，然而，墊塊計(jì)問題尚未得到比較滿意地解決。原因是墊塊的墊面4與鋼絲繩的接觸點(diǎn)在卷筒的徑向、周向和軸向都有變化，其軌跡是一條復(fù)雜的空間曲線。設(shè)計(jì)時(shí)，必須通過反復(fù)計(jì)算或作圖求出一系列坐標(biāo)點(diǎn)，然后將其連接起來才能顯現(xiàn)到圖紙上。這常常令設(shè)計(jì)者感到不勝其煩，一些設(shè)計(jì)將這種復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系簡(jiǎn)單處理為線性關(guān)系，結(jié)果是，設(shè)計(jì)出的卷筒墊塊有誤差，起不到墊面對(duì)鋼絲繩的墊托作用。墊面若設(shè)計(jì)太低，會(huì)造成鋼絲繩懸空，雖然不影響鋼絲繩的正常爬升，但對(duì)鋼絲繩的破壞是很大的；反之，若墊面設(shè)計(jì)太高，會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩提前返回，而打亂鋼絲繩在卷

4、筒上的排列次序，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)“亂繩”甚至“跳槽”現(xiàn)象。為了解決這一問題，本文介紹的設(shè)計(jì)思路是直接利用UG建出卷筒的三維模型，模擬出鋼絲繩的纏繞路徑，利用布爾運(yùn)算生成需要加工成的墊塊模型。然后進(jìn)入U(xiǎn)G的CAM模塊，在UG加工應(yīng)用中生成精確的刀具路徑，利用生成的刀具路徑，通過后置處理產(chǎn)生用于特定數(shù)控機(jī)床的程序。3自動(dòng)編程軟件簡(jiǎn)介目前企業(yè)生產(chǎn)常用的模具數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Pro/E、UG、Cimtron等。其中，UG是美國(guó)EDS公司發(fā)布的CAD/CAE/CAM一體化軟件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車及模具等領(lǐng)域，UG可運(yùn)行于WindowsNT平臺(tái)

5、，無論零件圖還是裝配圖的設(shè)計(jì)都從三維實(shí)體造型開始，可視化程度很高。其三維CAD是參數(shù)化的，一個(gè)零件尺寸被修改，可使相關(guān)零件產(chǎn)生相應(yīng)的變化。該軟件還具有人機(jī)交互方式下的有限元解算程序，可以進(jìn)行應(yīng)變、應(yīng)力及位移分析。UG的CAM模塊提供了一種產(chǎn)生精確刀具路徑的方法，該模塊允許用戶通過觀察刀具運(yùn)動(dòng)來圖形化的編輯刀具軌跡，提供的后處理編譯器可為不同的機(jī)床系統(tǒng)做出適合的后處理文件。自動(dòng)編程軟件工作過程見圖4。圖4UG數(shù)控編程有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）.數(shù)控加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。尺寸精度一般在0.001~0.01mm之間，甚至更高，不受工件形狀復(fù)雜程度的影響。加工中排除了操

6、作者的主觀誤差，提高了同批零件加工的一致性，使產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定；（2）.生產(chǎn)效率高。省去了常規(guī)加工過程中的劃線、工序切換時(shí)的多次裝夾定位、檢測(cè)等工序。在數(shù)控設(shè)備上的刀庫(kù)里把需要用到的刀具都裝上，加工工件時(shí)可以自動(dòng)換刀，不需要中斷加工過程，提高了加工的連續(xù)性。一次裝夾就可以完成多個(gè)部位的加工，甚至完成工件的全部加工內(nèi)容；（3）．自動(dòng)化程度高，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。除了裝夾工件毛坯還需手工外，全部加工過程都在數(shù)控程序的控制下，由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成，不需要人工干預(yù)。4墊塊的加工編程（1）.工藝分析本文以槽底直徑為600mm，鋼絲繩直徑20mm，節(jié)距21mm的卷筒為

7、設(shè)計(jì)對(duì)象。墊塊用毛坯為直徑21mm的圓棒加工而成。如圖5所示是用UG建的折返側(cè)墊塊的三維模型。圖5卷筒折返側(cè)墊塊考慮到墊塊毛坯為細(xì)長(zhǎng)桿，加工時(shí)的變形會(huì)影響到其加工的精度，所以考慮把其分成三段加工。加工時(shí)以直的棒體為毛坯，加工完后再?gòu)澢附拥骄硗驳南鄳?yīng)位置。（2）.下面以折返側(cè)墊塊的一段為例進(jìn)行說明。①.建立加工模型和毛坯模型（圖6半透明實(shí)體）進(jìn)入U(xiǎn)G加工模塊后，設(shè)置加工部件和加工毛坯再選擇合適的加工刀具，如圖6。圖6卷筒折返側(cè)墊塊的一段②.編寫型腔銑程序：完成幾何體、刀軸、刀跡設(shè)置、切削參數(shù)等的設(shè)置，如圖7。然后生成刀具路徑，如圖8。4圖7加工參數(shù)的設(shè)置

8、圖8刀具路徑③.編寫深度加工輪廓程序生成加工路徑，進(jìn)入后處理，進(jìn)行加工模擬仿真，