游戏机手柄上盖的数控加工编程与仿真❋

徐其航，林若波，龚占杰，林德雄

（1.揭阳职业技术学院 机电工程系，广东 揭阳 522051；2.南阳二机石油装备集团有限公司，河南 南阳 473006；3.巨轮股份有限公司，广东 揭东 515500）

1 UG和CIMCOEdit

随着CAD／CAM技术、数控加工编程、快速成型技术等先进制造技术的不断发展，产品零件的开发与制造发生着巨大的变化，传统的设计方法及数控机床的手动编程加工方式越来越不能适应现代化生产和集成化技术的需要［1］。

UG是美国麦道公司出品的一个集CAD／CAM／CAE为一体的三维设计软件，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段，它是当今世界上广泛应用的计算机辅助设计、制造和分析软件之一，有着强大的实体建模、曲面建模、虚拟装配、工程绘图和制造加工等功能。

CIMCOEdit是一套可以对数控程序进行数据编辑、数据处理、文件比较与三维刀具轨迹模拟、DNC传输的应用软件。该软件以其强大的功能、低廉的价格而风靡欧美。利用CIMCOEdit软件的数据处理功能可以方便地实现对各轴数据的运算，迅速完成程序平移、旋转、镜像以及主轴转速、切削进给的动态调整等数控程序。其具有加工范围显示功能，可自动计算出程序最大值与最小值的范围，有效地避免机床超程、转速进给超限等。

2 游戏机手柄上盖建模

游戏机手柄上盖是一个比较复杂的零件，在设计过程中需要大量的曲面造型，而UG软件具有强大的曲面造型能力，因此我们利用UG软件的实体建模模块进行游戏机手柄上盖的设计。对产品零件进行结构和工艺分析，得到该零件的设计效果图［2］，如图1 所示。

3 游戏机手柄上盖的数控加工

利用CAD技术生成的产品三维造型包含了数控编程所需要的完整的产品表面几何信息，CAM软件可针对这些信息进行数控加工刀位的自动计算。因此，绝大多数的数控编程软件同时具备CAD功能，是CAD／CAM集成化软件，本文采用的UG软件也是CAD／CAM／CAE集成化软件［3］。

图1 游戏机手柄上盖

3.1 加工工艺方案的确定

数控加工编程分为上表面和下表面两部分，加工工艺过程的设计主要包括：毛坯件的选择；加工区域的确定；工艺路线的制定；加工刀具的选择；加工方式、走刀路线和切削用量的确定；加工模拟，在加工模拟中不存在干涉现象，才能生产NC加工代码。传输NC加工程序至机床，然后选择夹具，确定坐标系进行加工［4］。拟定的加工工艺方案见表1。

3.2 UGCAM加工的流程

UGCAM数控编程是利用UG加工模块进行数控自动编程，一般NC编程的基本过程及内容如图2 所示。

3.3 UGCAM的数控编程

利用UG加工模块，对游戏机手柄上盖进行数控编程，包括上表面和下表面加工编程，数控编程结果如图3 所示。

表1 游戏机手柄上盖加工工艺方案

图2 NC编程的一般步骤

图3 数控编程操作效果图

3.4 后置处理生成NC加工程序［5］

UG数控编程要进行后处理才能生成机床能识别的NC代码，但是不同的机床所要求的格式并不相同。目前使用较多的是法兰克、西门子、三菱、海德曼等几种数控系统。本文采用了法兰克数控系统编程方法对后处理程序进行了部分修改，使之能够与法兰克系统的数控加工中心完全对接。部分NC代码如下：

%下表面粗加工程序代码 Y－67.203

G40G69 X－88.045

（TOOLS：D6R3） Y33.539

T00M06 X88.056

G90 Y－67.203

G17G54 X0.0

G00X0.Y0. Y－64.203

G43Z250.H00 X－85.045

M03S0 Y30.539

G00X0.0Y－73.203 X85.056

Z50.011 Y－64.203

Z49.209 X0.0

G01Z46.209F250. Y－61.203

4 游戏机手柄上盖的数控加工仿真

数控模拟对电脑的配置要求较低，运算较快，对游戏机手柄上盖的数控模拟比UG模拟减少70%的时间。利用CIMCOEdit软件对游戏机手柄上盖的数控模拟结果如图4 所示。

通过数控加工仿真演示，根据不同的颜色可判断是否有干涉现象，能提前预知数控加工中存在的问题，及时改正错误，保障了产品的合格率。

5 结论

运用UG软件中的建模模块对零件进行实体造型，可在产品生产制造之前通过电脑预先对产品外观进行造型分析，预知产品的结构造型；然后利用UG加工模块进行数控编程，进行相关刀具选择，对零件加工工艺和加工方法进行确定；最后进行产品的数控加工编程，生成NC加工代码，通过选择不同的数控系统，生成对不同系统的后处理的加工代码。

图4 数控加工仿真

［1］徐森亮.基于UG的电动车后备箱盖注塑凸模CAM技术［J］.机械制造与自动化，2010，39（3）：135-138.

［2］徐其航，黄建新，卢景辉.游戏机手柄上盖注射模设计［J］.轻工机械，2011，29（1）：4-7.

［3］王晓枫.UG软件CAD／CAM技术在注塑模生产中的应用［J］.现代塑料加工应用，2005，17（6）：50-53.

［4］苏君，赵岩，刘保军，等.基于UG电话上盖注塑模具设计与数控加工［J］.中国制造业信息化，2012，41（15）：83-86.

［5］范希营，郭永环.基于UG／NX／CAM的复杂型腔的实体造型及铣削加工［J］.机械设计与制造，2009（10）：150-151.