為了得到較高的表面質量，利用UG軟件對其進行加工中心上的五軸精加工處理，加工過程中刀具軸線始終處于零件成型表面的法向矢量上。UG軟件進行五軸編程一般要指定加工零件、刀路的驅動方式、刀具的切削類型、刀軸控制方式、切削方向、投影矢量等。

    在五軸聯(lián)動數(shù)控加工曲面的過程中，刀軸矢量是由定義在刀位軌跡上的局部坐標系的前導角和側傾角兩個角度來確定的。當前導角與側傾角相等且都為零度時，為刀具軸垂直于表面的端銑方式；當側傾角為九十度時，為刀具軸平行于加工表面的側銑方式。刀軸控制方式是影響五軸聯(lián)動加工效果的一個重要因素。由于目前的CAM系統(tǒng)中一般在五軸聯(lián)動端銑加工方式中提供了人工輸入方法，刀具位置是根據(jù)投影方向來確定的，刀具沿著投影方向下降直至刀具和曲面相切。

    本例此精加工工序中，型面比較平坦，編程時UG刀路的走刀是沿著驅動面的U，V線方向進行走刀的。采用曲面驅動方式時，可以指定任意大小的切削區(qū)域(只需指定驅動曲面的參數(shù)范圍)，也可以使用多張曲面來驅動(可以使用零件面做驅動面，也可以另外構建驅動面)。需要注意的是：在使用平底銑刀時，刀軸的方向控制一般使用相對于驅動方式，前導角一般在五度左右，否則加工時會發(fā)生刀具后部過切；在刀軸方向控制使用相對于驅動方式時，驅動面最好使用半個曲面，并且驅動曲面和零件曲面質量要好，否則生成的刀路會發(fā)生過切或撞刀，或者刀路看起來很好，但刀軸可能會發(fā)生突變造成過切或撞刀，這在加工面有多張曲面構成時更容易發(fā)生；五軸加工不同于三軸或四軸加工，五軸仿真除了進行切削仿真外，更需要用碰撞仿真，設定數(shù)控系統(tǒng)和運動關系，模擬真實的數(shù)控加工，用來觀察加工碰撞干涉情況。其中五軸加工路線的刀路仿真情況如圖5所示。

圖5 五軸精加工

2基于UG／Post Builder對加工中心后處理器的開發(fā)

    UG／Post Builder是創(chuàng)建UG后置處理器的一個很方便的機床后置處理開發(fā)工具。通過交互式的開發(fā)界面，用戶可以用UG／Post Builder開發(fā)常見的傳統(tǒng)數(shù)控機床的后置處理器，例如銑床、車床、電火花線切割等。UG軟件虛擬加工過程所生成的結果是一個格式為cls的刀具位置源文件，是一個中性文件，此文件的生成不考慮機床形式，只根據(jù)刀具位置和刀軸矢量以及相關參數(shù)計算刀路。此中性文件是根據(jù)加工工藝要求生成的，包含了所需要的加工信息，例如刀具、加工方法等信息，因此只要將其翻譯成機床能夠識別的加工程序就可以。UG后處理程序一般可以使用其自帶的UG／Post Builder后處理生成器，根據(jù)實際的機床參數(shù)、控制系統(tǒng)、運動方式等進行相應設置來完成，可以利用TCL語言進行相關的修改。

    使用UG／Post Builder開發(fā)的后置處理器涉及到三個文件。一個是定義文件，后綴是def，包含機床控制系統(tǒng)的功能和程序格式；另一個是事件處理文件，后綴是tcl，包含每一個事件的處理方式；第三個是UG／Post Builder的參數(shù)文件，后綴是pui，包含了所有UG／Post Builder預置的后置處理數(shù)據(jù)信息?？梢杂肬G／Post Builder打開后置處理器并進行修改和用戶化開發(fā)操作，當然也可以打開相應的定義文件和事件處理文件進行修改。

    下面是本例利用UG后處理器程序處理的中性文件生成的部分加工代碼：

3機床碰撞仿真系統(tǒng)的開發(fā)

    碰撞仿真是指在虛擬空間中，將工件按照真實加工情況通過夾具裝夾到虛擬機床上進行虛擬仿真加工的過程，用來檢驗后處理器生成的加工代碼的正確性。

    碰撞仿真的重點是面向機床各個運動部件的空間位置關系，檢查機床運動是否出現(xiàn)碰撞、干涉等現(xiàn)象，適用于機床各個運動部件相對運動狀況比較復雜，難以用傳統(tǒng)的方法檢查和控制的三軸以上數(shù)控加工。實際生產當中數(shù)控加工存在的問題主要存在于機床主軸與工作臺的干涉、機床主軸與夾具的干涉、刀具與工作臺的干涉、刀具與夾具的干涉等。未經檢驗的、錯誤的數(shù)控加工程序可能會導致加工出報廢的產品，嚴重的情況會產生安全事故，例如折斷刀具、撞壞機床的主軸、機床主軸上刀具碰撞或銑削了機床工作臺等，更嚴重的情況甚至會危及到操作人員的生命安全等。

    在計算機上面利用可視化技術對數(shù)控加工過程進行碰撞仿真，可以快速、安全和有效的對數(shù)控加工程序做出準確的評估，還可以針對仿真過程中發(fā)現(xiàn)的問題對數(shù)控程序做出及時準確的修改，有必要的話還可以對零件設計和刀路規(guī)劃的缺陷等進行重新改正，從而節(jié)省了反復的空運行、試切等過程，降低材料的消耗和生產成本，提高生產效率。圖6為碰撞仿真系統(tǒng)開發(fā)的基本流程圖。

圖6 碰撞仿真開發(fā)流程圖