复杂底座的造型和加工《三维软件CAM技术》课程设计.doc

三维软件cam技术考核大作业题目：复杂底座的造型和加工班级：xxxxx姓名：xx 学号：xxxxxxx2014年12月10日目录二维工程图三维实体模型三维实体模型加工工艺方案分析三维及二维部分（30分）工艺方案分析部分（20分）cam操作部分（50分）总分（100分）评分标准二维工程图复杂底座的主要尺寸图所示为本设计底座的主要尺寸，它的主体可以看成是长方体和圆柱套筒的组合，套筒四周有四个均匀分布的加强筋结构，长方体顶面上有均匀分布的四个腰形槽和四个通孔。三维实体模型底座主体部分的三维造型（1） 底盘的三维造型（2） 圆柱套筒的三维造型单击长方体按钮，构建长度120宽度100高度25的长方体实体模型，作为底座的底盘部分；单击圆台按钮，构建直径60高度50放置面选择长方体的上表面，圆柱实体即为套筒的本体；单击孔按钮，打直径45高度80的孔放置面选择圆柱体的表面。底座细节部分的三维造型（1） 加强筋的三维造型（2） 腰形槽的三维造型（3） 通孔的三维造型采用草图绘制功能，先绘制加强筋的截面，在通过拉伸造型和特征引用来构建加强筋的三维模型。以zc-xc作为基准平面，画一条斜线，单击斜线的一个端点，在单击底盘顶面的边缘线，单击点在线上，端点和边缘线距离为10，斜线的水平方向、垂直方向25、45，完成加强筋截面绘制；拉伸截面生成加强筋；单击实力特征按钮，谈出选择对话框，选择环形特征按钮，完成加强筋的环形阵列操作。以xc-yc为基准平面，通过圆与圆弧的绘制，利用约束自动尺寸的判断，完成腰形槽的绘制，单击拉伸按钮，求差构建腰形槽的模型。构建xc-zc yc-zc两个基准平面，单击实例按钮，选择镜像特征，在视图中单击xc-zc基准平面，通过镜像平面可镜像腰形槽的镜像特征；在通过yc-zc基准平面，可镜像另外两个腰形槽的镜像特征。单击孔按钮，打出直径11深度30的孔，放置面选择底盘顶面的边角处，进入定位功能，该孔中心距离两个边缘的距离为10，单击实力特征，选择矩形阵列按钮，完成阵列小孔的创建。（4） 细节处理主要对加强筋四周进行倒圆角处理，对孔口进行倒斜角处理。单击边倒圆按钮，选中加强筋和套筒之间的交线，倒圆角半径为5,；选中加强筋的两侧边缘线，倒圆角半径为2.三维实体模型加工工艺方案分析1.加工工艺的分析从本设计底座的型面特点、材料、现有毛坯形状和加工要求来分析，套筒的内孔和两个端面用车削加工意外，其他的型面可以通过一次安装，在三轴联动的加工中心上加工成形。由于加工底座的毛坯是个长方体，首先需要利用车削加工去除大部分余量，同时为后面工序提供安装基准。如表所示即为底座加工的工艺路线。本设计主要完成工序5中的所有操作的数控编程。工序装夹方法工序内容1平口钳安装利用普通铣床，将毛坯加工成120mmx100mmx80mm的长方体，各个侧面基本平整且相互之间保证较好的垂直度2四爪卡盘夹持（1） 在普通车床车出一个端面（2） 钻削和扩孔，保证内孔的直径为40mm3（1）掉头(2)四爪卡盘夹持（1）车削另一个端面，保证总高为75mm（2）内孔粗、精镗削至45mm4(1) 四爪卡盘夹持(2) 内孔穿螺栓，用压板压住端面车削圆锥形，作为后面加工中心用的毛坯5利用平口钳夹住底盘的两个侧面一次安装，在加工中心上依次加工加强筋、腰形槽和小孔2制定加工中心用的数控加工工序卡根据上表中工序5加工的要求，结合ug cam提供的固定轴轮廓铣和平面铣中的加工子类型，分别完成相应工布内容，不同工序操作选择不同走刀方式、切削刀具、工艺参数和切削用量，如表所示为本设计底座的简易数控加工工序卡。工步加工内容操作类型走刀方式刀具选用/刀号转速/（r/min）进给/(mm/r)切深1粗加工加强筋型腔铣跟随工件外形16mm平底立铣刀/t1100025022精加工加强筋侧壁等高轮廓铣跟随工件外形10mm平底立铣刀/t2100010023精加工四个腰形槽平面铣跟随工件外形6mm平底立铣刀/t3200010014钻削四个通孔钻削标准钻削11mm麻花钻/t4500100通孔构建毛坯模型下面构建的毛坯模型主要用于铣削加强筋操作用的加工几何体。单击修剪体按钮，以长方体上顶面分割将零件分为下底座和套筒两部分单击工具栏中的圆锥按钮，弹出圆锥生成对话框，在底部直径中输入100，顶部直径中输入60，高度为50，原点定位在长方体上顶面的中心，点确定生成一个圆锥实体。 单击圆柱按钮，在直径中输入100，高度设置10，原点定位在长方体上顶面的中心，在布尔操作里选择求和，目标选择上述圆锥体即可单击工具栏中的孔按钮，在上述圆锥体的中心位置钻出直径为45的通孔，最终形成的毛坯模型如图所示。毛坯模型的最终形状主要数控编程步骤操作说明创建底座加工的节点1. 初始化加工环境（1） 点击开始，选择加工按钮，进入ug cam环境（2） 在加工环境对话框中，在cam会话设置列表中选择cam_general，在cam设置中选择mill_contour,单击确定即可进入固定轴轮廓铣的加工环境2. 创建程序节点单击工具栏中的创建程序按钮，默认类型列表中的mill_contour，默认程序框中的nc_program选项，默认名称中的文字，单击确定按钮。3. 创建刀具节点（1） 创建平底立铣刀 单击工具栏中创建刀具按钮，在类型中选mill_planar，在刀具子类型中选择mill（铣刀），默认刀具位置的设置，在名称中输入emd16，单击应用按钮弹出铣刀-5参数对话框，主要参数设置：直径为16，下半径为0，长度为80，刃口长度为70，刀具号设置为1，单击确定 按照上述的操作，创建一把直径为10和6的平底立铣刀。（2） 创建钻头在创建刀具对话框中，选择列表框内drill，在子类型中单击drilling_tool,默认其他设置，在名称文本框内输入dd1弹出钻刀对话框，主要参数设置为：直径11，长度为90，刃口长度为40，刀具号为5，单击确定。4. 创建加工几何节点（1） 创建加工坐标系单击窗口右侧资源中的操作导航器，再选择几何视图，降操作导航中的视图窗口切换到几何导航视图双击mcs-mill选项，弹出对话框，单击mcs选项下的原点图标，进入点构造器，定位到底座长方体上顶面的中心，选中链接rcs和mcs，点击确认。（2） 分别指定工件几何体和毛坯几何体单击mcs-mill节点前的加号，展开mcs-mill节点的子项，选择节点workpiece,双击workpiece按钮，弹出mill-geom对话框在对话框的几何体选项中默认部件图标，单击选择按钮，打开工件几何体对话框，在视图窗口中选中底座套筒模型，然后单击确定按钮。在对话框中单击毛坯按钮，选择类型为包容块。1.创建型腔铣粗加工操作（1）创建操作 单击工具栏中的创建工序按钮，弹出对话框，类型为mill_contour选项，默认子类型中的cavity_mill图标，“程序”选择为program_1，几何体选择为workpiece，刀具选择为emd16，使用方法为mill_rough，名称选项为step-1，单击确定按钮。（2）设置工艺参数弹出cavity-mill对话框，根据指定的底座数控加工工序卡的要求切削方式选择系统默认的跟随工件形状走刀方式。步距选用刀具平直百分比，百分之选用默认值50。每刀的公共深度内输入3单击进给率和速度按钮，按照工序卡的要求设置主轴旋转速度和切削进给率。（3）生成粗加工外形的刀具轨迹单击对话框中的生成按钮生成的底座加强筋粗加工外形的刀轨如图所示。 单击对话框中的刀轨确认按钮，进入可视化刀轨轨迹对话框.单击可视化刀轨轨迹对话框中确定按钮，单击cavity-mill对话框中的确定按钮，即可完成加强筋实体模型粗加工外形的工序操作。2.创建加强筋等高轮廓铣精加工操作（1）创建操作 单击工具栏中的创建工序按钮，弹出对话框，类型为mill_contour选项，默认子类型中的zlevel_profile（区域等高轮廓铣）图标，程序选择为program_1，几何体选择为workpiece，刀具选择为emd10，使用方法为mill_finish，名称选项为step-2，单击确定按钮。（2）设置工艺参数弹出zlevel-mill对话框，根据指定的加强筋数控加工工序卡的要求，主要对以下参数进行选择、设置或者调整，很多参数可以采用系统默认的默认值。单击切削区域按钮，在视图中选择套筒侧壁和加强筋各个外部表面，确认后返回到zlevel-mill对话框。 在每刀的公共深度内输入2。单击进给率和速度按钮，按照工序卡的要求设置主轴旋转速度和切削进给率。（3） 刀轨生成和切削仿真单击zlevel-profile对话框中的生成按钮，生成加强筋精加工侧壁的刀轨如图所示。 单击zlevel-profile对话框中的刀轨确认按钮，进入可视化刀轨轨迹对话框，单击2d动态按钮，单击播放按钮，稍等便生成精加工加强筋外形的切削仿真过程。单击可视化刀轨轨迹对话框中确定按钮，单击zlevel-profile对话框中的确定按钮，即可完成加强筋等高轮廓铣外形的工序操作。3.创建腰形槽的铣削操作（1）创建加工几何体1）单击工具栏中的创建几何体，弹出创建几何体对话框，在类型中选择mill_pianar选项，在子类型中单击mill-geom图标，在位置几何体中选择mcs-mill选项，默认名称。2)弹出mill-geom对话框，单击部件选择按钮，弹出工件几何体对话框，在视图中选中底盘，单击确定按钮，返回到mill-geom对话框。3）点击毛坯按钮，选择类型为包容块，单击确定按钮，返回到mill-geom对话框，再单击确定退出。（2）创建腰形槽铣削操作1） 单击工具栏中的创建工序按钮，弹出对话框，类型为mill_planar选项，单击子类型中的face-milling-area（区域平面铣）图标，程序选择为program_1，几何体选择为mill-geom，刀具选择为emd6，使用方法为mill_finish，名称选项为step-3，单击确定按钮。2） 设置平面铣工艺参数在随之出现的face-milling-area对话框中，根据底座腰形槽铣削的数控工艺要求，主要对以下有关参数进行设置，很多参数可以采用系统的默认值。 单击几何体下面的切削区域图标，在视图窗口依次选中腰形槽的底面，单击显示按钮来检查是否正确。 在切削方式列表框内选择跟随工件图标。步距选用刀具平直百分比，百分之选用默认值50。毛坯距离设置为15，每刀的公共深度内输入3单击进给率和速度按钮，按照工序卡的要求设置主轴旋转速度和切削进给率。3） 生成铣削腰形槽的刀具轨迹和切削仿真单击face-milling-area对话框中的生成按钮，生成的腰形槽刀轨如图所示。再单击确认退出。 4.创建通孔钻削操作（1） 创建钻削操作1）单击工具栏中的创建工序按钮，弹出对话框，在类型列表中选择drill选项，单击子类型中的drilling（钻削）”图标，“程序”选择为program_1，几何体选择为mill-geom，刀具选择为dd1，使用方法为drill-method，名称选项为step-4，单击确定按钮。2）弹出drilling对话框，结合底座数控加工工序卡中对四个通孔的加工要求，设置的工艺参数如下： 单击几何体子项孔图标，单击选择按钮，选择视图中的四个通孔的边缘线，确认后返回，观察到四个通孔上面分别出现了数字编号，单击确认按钮，返回到对话框。 单击几何体子项部件表面图标下面的选择按钮，选中底盘的顶面，单击确定顶面，返回到对话框。单击几何体子项底面图标下面的选择按钮，选中底盘的底面，