毕业设计方案基于软件的典型零件的造型与数控模拟加工.doc

基于UG NX5.0软件CAD/CAM典型零件造型与数控模仿加工

【摘要】
本课依照给定二维图，使用UG NX5.0软件建模模块完毕了零件三维造型设计，依照零件图规定，制定数控加工工艺方案，使用UG加工模块进行了数控模仿加工，通过后解决生成NC代码。

【核心词】： UG 、三维造型、模仿加工

目录

引言 2
一、Mast1.1 Ug概述 3
二、UG零件三维造型 4
1 零件造型分析 5
2.2 零件造型 6
三、零件数控编程 14
3.1 工艺方案分析 14
3.1.1 刀具选取 14
3.1.2 切削用量选取 14
3.2 基于ug编程加工过程 14
3.3 后解决 23
总结 25
参照文献 26
谢辞 27
引言
在学习了《数控加工工艺与装备》《机械制造基本》《UG数控编程》《CAD/CAM应用技术》《数控机床及编程》等课程后，为了将所学知识应用于实际中，加深对知识掌握限度，提高自身实际工作能力，故选用《基于UG拨叉凹模数控铣削加工》课题，综合所学知识，解决浮现问题，完毕设计。
本课题重要内容是数控铣削加工，涉及了零件图审查、工艺设计、刀具和机床夹具选取、切削用量选取、UG建模与编程、后解决等，通过一系列作业操作，完毕对零件加工任务。通过本次课题，可以学习到诸多加工和工艺方面知识，为后来工作打下基本。

一、Mast1.1 Ug概述
市面上CAM软件有：UG NX、Pro/NC、CATIA、CAD/CAM一体化中望3D、cimatron、MasterCAM、SurfCAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、Gibbs CAM、FEATURECAM、topsolid、solidcam、cimtron、vx、esprit、gibbscam、Edgecam、Artcam......等等
数控除了在机床应用以外，还广泛地用于其他各种设备控制，如冲压机、火焰或等离子弧切割、激光束加工、自动绘图仪、焊接机、装配机、检查机、自动编织机、电脑绣花和服装裁剪等，成为各个相应行业CAM基本。
一种大规模计算机辅助制造系统是一种计算机分级构造网络，它由两级或三级计算机构成，中央计算机控制全局，提供通过解决信息，主计算机管理某一方面工作，并对下属计算机工作站或微型计算机发布指令和进行监控，计算机工作站或微型计算机承担单一工艺控制过程或管理工作。
计算机辅助制造系统构成可以分为硬件和软件两方面：硬件方面有数控机床、加工中心、输送装置、装卸装置、存储装置、检测装置、计算机等，软件方面有数据库、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助数控程序编制、计算机辅助工装设计、计算机辅助作业筹划编制与调度、计算机辅助质量控制等。
当前为止，计算机辅助制造（CAM，Computer Aided Manufacturing）有狭义和广义两个概念。CAM狭义概念指是从产品设计到加工制造之间一切生产准备活动，它涉及CAPP、NC编程、工时定额计算、生产筹划制定、资源需求筹划制定等。这是最初CAM系统狭义概念。到今天，CAM狭义概念甚至更进一步缩小为NC编程同义词。CAPP已被作为一种专门子系统，而工时定额计算、生产筹划制定、资源需求筹划制定则划分给MRPⅡ/ERP系统来完毕。CAM广义概念涉及内容则多得多，除了上述CAM狭义定义所包括所有内容外，它还涉及制造活动中与物流关于所有过程（加工、装配、检查、存贮、输送）监视、控制和管理。
UG NX系列软件重要有如下特点：
UG软件包括了众多适应不同需求功能模块。
UG设计十分精准，合用于任何尺寸和复杂产品设计需求。
UG远远超过了老式CAD设计办法，它采用独特技术提高了机械设计效率、减少了时间及资源上挥霍。
具备统一数据库，实现了CAD/CAM/CAE等模块之间无缝数据互换。
采用复合建模技术，可实现实体建模、曲线建模、曲面建模等。
二维图功能强大，可以便地从三维实体模型直接生成符合原则二维工程图。
提供了良好应用开发工具，能通过高档高档语言接口，使UG图形功能和高档语言计算功能紧密接合，便于顾客开发专用CAD系统。
具备良好顾客界面，绝大多数功能都可以通过图标实现。
CAM(computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)：运用计算机来进行生产设备管理控制和操作过程。它输入信息是零件工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时运动轨迹(刀位文献)和数控程序。
CAM (computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)核心是计算机数值控制(简称数控)，是将计算机应用于制造生产过程过程或系统。1952年美国麻省理工学院一方面研制成数控铣床。数控特性是由编码在穿孔纸带上程序指令来控制机床。此后发展了一系列数控机床，涉及称为“加工中心”多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能持续完毕锐、钻、饺、攻丝等多道
计算机辅助制造发展
工序，这些都是通过程序指令控制运作，只要变化程序指令就可变化加工过程，数控这种加工灵活性称之为“柔性”。加工程序编制不但需要相称多人工，并且容易出错，最早CAM便是计算机辅助加工零件编程工作。麻省理工学院于1950年研究开发数控机床加工零件编程语言APT，它是类似FORTRAN高档语言。增强了几何定义、刀具运动等语句，应用APT使编写程序变得简朴。这种计算机辅助编程是批解决。
CAM系统普通具备数据转换和过程自动化两方面功能。CAM所涉及范畴，涉及计算机数控，计算机辅助过程设计。
市面上CAM软件有：UG NX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、Gibbs CAM、FEATURECAM、topsolid、solidcam、cimatron、vx、esprit、gibbscam、Edgecam......等等

（二）、UG零件三维造型
1 零件造型分析
该零件由一种长为100宽80高18长方体，零件由凸台和孔构成，尚有某些凹槽。因而零件不复杂。

.图2-1 零件图

2.2 零件造型
本零件可以采用先草绘图，在拉伸，在布尔运算，就可以完毕零件了。
（1）启动UG NX。
（2）执行【文献】→【新建】命令或者单击“原则工具栏中新建图标，弹出“新建文献”对话框。在文献名中输入”名字” ，单位选取“毫米”，单击【拟定】按钮，进入Unigraphics界面。
（3）执行【起始】→【建模】命令或单击建模图标， 进入建模模块。
（4）单击“成形特性”工具栏中“草图”图标按钮，打勾拟定即可。如图按照尺寸画出鼠标底部草图。如图建立圆形草绘图，如图2-2所示，

图2-2

（5）觉得基准平面，画出零件轮廓点击图标进入草图绘制环境,在浮现工具条中选取图标,再选取图标，建立近似于长方形草绘图 ，如图2-3所示

图2-3
（6）以零件上端某些为基准面依次画出草图，完毕草图，

图2-4
（8）在接下来操作中对绘制好草图封闭曲线进行拉伸,得到工程图纸中规定高底面凸台。详细操作为点击拉伸图标,弹出图拉伸对话框，选取所示封闭曲线,在限制参数栏输入开始和结束值,在布尔选取求和，点击应用按钮,完毕拉伸操作,得到如图图形，点击拟定按钮，关闭拉伸对话框用同样办法画出另一端。如图2-7所示。

图2-5

绘制凸台环节与上面凸台基本相似,同样是先建立草图,按工程图纸规定绘制封闭曲线,然后对其进行拉伸。但要注意是在绘制凸台之前,需要进行坐系相应移动。详细操作为点击菜单,打开其下拉菜单,点击图标,再点击图标，以凸台上表面对称中心作为原点如图所示。然后点击图标,进行草图绘制相应操作,建立封闭曲线,拉伸后得到图形如图所示

图2-6

布尔运算求差

图2-7

图2-8
（9）单击“成形特性”工具栏中“完毕草图”图标按钮 ，完毕草图绘制进入三位界面，单击“成形特性”工具栏中“拉伸”按钮文献，系统弹出“拉伸”对话框，用鼠标左键选取要拉伸线，在“限制”选取框中输入数据，如图1-2-1 所示，单击“拟定”图标按钮，完毕拉伸

图2-9

3 零件数控编程
3.1 工艺方案分析
由于此零件是方形，可以用平口钳装夹。在安装工件时，要注意工件安装，要放在钳口中间部位。安装台虎钳时，要对它固定钳口找正，工件被加工某些要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。
1、粗铣零件凸台凹槽和顶面，选用φ12立铣刀（T01）
2、精铣轮廓面凸台凹槽，选用φ8立铣刀（T02）
3、精铣零件平面，选用φ8立铣刀（T02）
4、钻螺纹孔M10，选用φ10麻花钻（T03）
5、钻Φ10孔，选用φ10麻花钻（T03）
3.1.1 刀具选取
1、选用φ12立铣刀（T01）
2、选用φ8立铣刀（T02）
2、选用φ10麻花钻（T02）
3.1.2 切削用量选取
序号
加工面
刀具号
刀具类型
主轴转速r/min
进给速度
Mm/min
1
粗铣零件凸台凹槽和顶面
T01
φ12立铣刀
700
100
2
精铣轮廓面凸台凹槽
T02
φ8立铣刀
800
100
3
精铣零件平面
T02
φ8立铣刀
1200
100
4
钻螺纹孔M10
T03
φ10麻花钻
1500
120
5
钻Φ10孔
T03
φ10麻花钻
750
80
3.2 基于ug编程加工过程
进入“加工环境”，创立几何体（零件边界）、毛坯（毛坯边界）、检查（需要进行加工面）和加工坐标系等项目，设立切削深度（切削深度参数），进给速度和进给量，非切削移动等，然后在零件模型上生成并显示所有层刀具轨迹，并确认刀具轨迹。

图3-1
1. 粗铣零件凸台凹槽和顶面
选取工具栏上图标，进入对话框，在子类型中选取 ，在项中选取PROGRAM，在项中选取WORKPIECE，在项中选取MILL_12
对画框，选取图标，再点击此图标下选项，打开下对话框，选取凸台外型面，点击拟定键就可完毕选取。选取图标，点击此图标下选项，打开下对话框，选取毛坯上表面后按拟定键，完毕选取。选取图标，点击此图标下选项，打开对话框，在一栏中选取，然后选取加工凸台切削某些下表面作为底面，按拟定键后完毕此项选取。
点击 进入 对话框，在 选取 ，点击拟定键
在后选取跟随工件图标，点击，进入对话框，在类型中选取，在最大一栏中输5后按拟定键,
点击，进入对话框，点击一项，系统软件会依照提供数据自动生成最佳主轴转速和进给速度。，最后单击 ，生成刀轨如图所示，按拟定完毕凸台粗加工

图3-2 参数列表

图3-3 切削参数得设立

图3-4 切削自动层设立

图3-5 进退刀设立

图3-6 最后刀轨图

2. 精铣轮廓面凸台凹槽
基于上次加工残料加工。选取工具栏上 图标，进入 对话框，在子类型中选取，和精加工凸台同样进入，选取图标，再点击此图标下选项，打开下对话框，选取工件下表面，点击拟定键就可完毕选取，选取图标，点击此图标下选项，打开下对话框，选取毛坯上表面后按拟定键，完毕选取。选取图标，点击此图标下选项，打开对话框，在一栏中选取，然后选取工件下表面作为底面，按拟定键后完毕此项选取。
在后选取跟随轮廓 图标，其他与精加工凸台办法同样进行加工办法、切削深度、进/退刀、进给率等选取和参数设定，最后在 对话框单击 图标，形成刀具轨迹，如图3-4所示，按拟定键完毕操作。

图3-7 参数设定

图3-8 切削层设定

图3-9 进退刀设定

图3-10 最后刀路

选取选取工具栏上图标，进入对话框，在子型中选取，
在项中选取MELL_ROUGH,名称栏里输入CAVITY_MILL_ROUGH，按拟定进入
对话框 ，选取 图标，再点击此图标下选项，打开下 对话框，选取矩形腔体，点击拟定完毕 选取。然后依照给定粗加工切削用量、进给率进行设定。最后在 对话框单击 图形，形成刀具轨迹，如图所示，按拟定键完毕操作
确认刀具轨迹后进入加工仿真，进入“刀轨可视化”对话框选取“2D动态”，系统开始动态模仿加工过程，图为加工模仿截图，加工完毕后两次单击拟定完毕刀具轨迹生成，结束加工仿真操作

3. 精铣零件平面
在后选取跟随轮廓 图标，其他与精加工凸台办法同样进行加工办法、切削深度、进/退刀、进给率等选取和参数设定，最后在 对话框单击图标，形成刀具轨迹，如图3-11所示，按拟定键完毕操作。

。

图3-11

图3-12
4. 钻2-M10螺纹孔（5. 钻Φ10孔）
依次设立参数，同理可得刀轨图：

图3-13 刀轨图

3.3 后解决
无论是哪种CAM软件，其重要用途都是生成在机床上加工零件刀具轨迹（简称刀轨）。普通来说，不能直接传播CAM软件内部产生刀轨到机床上进行加工，由于各种类型机床在物理构造和控制系统方面也许不同，由此而对NC程序中指令和格式规定也也许不同。因而，刀轨数据必要通过解决以适应每种机床及其控制系统特定规定。这种解决，在大多数CAM软件中叫做“后解决”。后解决成果是使刀轨数据变成机床可以辨认刀轨数据，即NC代码。
可见，后解决必要具备两个要素：刀轨——CAM内部产生刀轨；后解决器——是一种包括机床及其控制系统信息解决程序。

N0010 G40 G17 G90 G70
N0020 G91 G28 Z0.0
:0030 T00 M06

…….
N7670 G0 G90 X-2.0457 Y1.1811 S0 M03
N7680 G43 Z.5906 H00
N7690 G83 Z-.7874 R.5906 F9.8 Q0.0
N7700 Y-1.1811
N7710 G80
N7720 M02

总结
通过这次设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要，只有理论知识是远远不够，只有把所学理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才干真正为社会服务，从而提高自己实际动手能力和独立思考能力。在设计过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样问题，同步在设计过程中发现了自己局限性之处，对此前所学过知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次设计之后，一定把此前所学过知识重新温。

参照文献
[1] （美）UnigraphicsSolutionInc，UG NX数控加工技术[M].北京：清华大学出版社，.
[2] 贺斌、管殿柱,等.UG NX 4.0 三维机械设计实践教程[M].北京：机械工业出版社，. 
[3] 张小红 郑平主编. UG NX 5.0 数控加工实用教程[M].北京：机械工业出版社，.
[4]乐兑谦主编金属切削刀具北京：机械工业出版社1992，12
[5]MachineTools[M]N.chernor1984.
[6]MachineTool[M]MetalworkingJohnL.Feirer1973.
[7]HandbookofMachineTools[M]Manfred
谢辞
通过六个多月准备工作，今天终于要完毕毕业论文谢辞了。毕业论文完毕标志着咱们正式毕业、正式踏入社会大门了。
在论文完毕之际，我一方面向关怀协助和指引我指引教师王卫芳表达衷心感谢并致以崇高敬意！教师，您辛苦了！
在论文工作中，遇到了关于毕业设计论文选题审题以及论文编写问题，始终得到王教师亲切关怀和悉心指引，使我找到了论文编写迈进方向，为我论文编写铺下了坚实道路。王教师以其渊博学识、严谨治学态度、求实工作作风和她敏捷思维给我留下了深刻印象，我将终身难忘。再一次向她表达衷心感谢，感谢她为学生营造浓郁学术氛围，以及学习、生活上无私协助！值此论文完毕之际，谨向王教师致以最崇高谢意!
同步我还要感谢我母校-苏州工业职业技术学院，是它给了我两年半教诲，让我在人生之路上多了一道指引线，接着我还要感谢我班主任许戴铭教师，在大学两年里，她协助我解决许多问题，让我少走了许多弯路。
最后我还要感谢我爸爸妈妈，养育之恩，无以回报，你们永远健康高兴是我最大心愿。尚有那些在我困难之际，予以我协助学长，同窗，朋友们，在这里请接受我诚挚谢意。
在这告别之际，我祝愿人们均有一种美好人生。