棒哥设计 【摘要】 数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。UG软件是数控领域广泛使用的CAD/CAM软件。本设计主要阐述了旋钮模型UG软件仿真加工的设计安排及自动编程的过程。分析零件图形，考虑了加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工的定位装夹等因素的影响。运用UG软件进行建立实体、生成刀具路径并自动生成有效数控加工程序。 关键词：UG、旋钮、加工工艺、数控加工程序 Abstract Numerical control technology is the modern manufacturing automation, flexibility, integrated production base. UG software is numerical control is widely used in the field of CAD/CAM software. This design mainly in this paper, the design of the knobs model UG software simulation process arrangement and the process of automatic programming. Graphical analysis parts, considering the processing craft route arrangement, the choice of machine tool, cutting tool selection, the positioning of the parts processing factors such as the clamping effect. Using UG software based entities, the tool path and automatically generate nc program effectively. Key words：UG、Knob、Technology processes、CNC programming 目 录 【摘要】1 1 绪论4 2UG的基本知识5 2.1UG软件的功能5 2.1.1CAD绘图功能5 2.1.2模拟加工功能5 2.1.3数控编程功能5 3 数控加工工艺规程设计6 3.1分析零件6 3.1.1零件的图样分析6 3.1.2精度分析7 3.2毛坯的选择7 3.3零件加工定位基准的选择8 3.3.1定位方式8 3.4机床与工艺工具的选择8 3.4.1机床的选择9 3.4.2夹具的选择10 3.4.3刀具的选择10 3.4.4量具的选择11 3.5加工工艺路线的确定11 3.5.1安排加工顺序11 3.5.2 工序的划分12 3.5.3拟定加工工艺路线13 3.6切削用量的选择13 3.7确定进给速度13 3.8确定背吃刀量14 3.9工序卡14 4 UG建模过程15 4.1绘制草图15 4.2UG建模20 5 UG加工与加工路径24 5.1刀具路径24 6 UG仿真加工及自动编程36 6.1仿真加工36 6.2自动编程36 结 束 语38 谢 辞39 文 献40 1 绪论 数控技术也叫计算机数控技术，它是采用计算机实现数字程序控制的技术。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，如数控机床等。其技术涉及多个领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。 数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。随着我国制造业的发展，数控加工的需求也在增加，它的总的发展趋势是：高精化、高速化、高效化、柔性化，智能化和集成化，并注重工艺适用性和经济性。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。目前我国的数控加工技术已广泛应用与机械加工制造业中，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂多变零件的主要加工方法。 UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。UG的开发始于1990年7月，它是基于C语言开发实现的。该模型综合了运用了我所学的专业知识，巩固和扩展了自己所学的基本理论和专业知识。 2 UG的基本知识 UG NX是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。 2.1UG软件的功能 UG由Mill(铣削)、Lathe(车削)、Wire(线切割)和Design(造型)4个模块组成。其中Mill、Lathe、Wire 3大模块都具有完整的三维造型功能，它们既可以和Design模块配合使用，也可单独使用。 2.1.1CAD绘图功能 UG可设计、编辑复杂的三维、三维空间曲线，还能生成方和曲线。并具有强大的曲面造型功能和实体造型功能，可用于零件表面局部开关的详细设计，实现精确建模。 2.1.2模拟加工功能 UG软件实现铣削、车削、线切割的仿真加工，并可承受时修改零件几何模型及加工参数。同时提供相关的加工情况报告，检测加工过程中可能出现的碰撞、干涉、过切等问题，避免实际加工时错误的走刀轨迹给零件加工带来的损失。 2.1.3数控编程功能 采用UG软件的后处理程序可自动生成NCI刀具文件或NC数控代码。UG系统本身提供了一百多种后处理PST程序，对于不同的数控设备，可根据相应的数控系统选用对应的后处理程序，后置处理生成的NC数控代码可以直接输出到数控设备，进行数控加工使用。如果UG系统本身的后处理PST程序不适合的数控系统，也可以对后处理PST程序进行编辑，使它处理生成的NC数控代码符合您的数控系统。 3 数控加工工艺规程设计 3.1分析零件 3.1.1零件的图样分析 图3-1 旋钮模型零件图 零件图样分析是便于正常掌握零件的外表面轮廓,各部分形状,位置精度及公差,表面粗糙度,定位基准,以及加工前毛坯尺寸的检查等。 正确的零件图形分析能使工人正确的掌握各个部分加工余量,切削用量,进给量,背吃刀量的选择,以及公差尺寸的控制和形状,位置公差的正确把握。 图形分析包括确定零件所需要加工的表面,表面形状,粗糙度值大小等,准确的零件图形分析能使后面的加工工艺过程卡的确定,工序的排列,基准的选择,刀具的选用,切削用量的选择等有很大的帮助。因此零件图形分析此步骤在整个加工过程中非常重要。 根据零件图样分析出零件尺寸、结构如下： （1）零件尺寸为160㎜×120㎜×45㎜ （2）工件加工部位包括4个直径为20的通孔、带槽底圆角的由圆弧及椭圆曲线组成的柱形型腔及球面型腔底。 3.1.2精度分析 表3-1加工表面尺寸精度 加工表面公差等级 60+0.19 0球面型腔底IT11 12+0.07 0型腔IT10 Ф20+0.021 0孔IT7 90±0.07花型椭圆IT10 90±0.018孔IT7 40±0.05花型椭圆IT10 120±0.02孔IT7 零件尺寸45㎜、160㎜、120㎜未注公差属自由公差等级 3.2毛坯的选择 毛坯选择时应考虑的因素 (1) 零件的材料及机械性能要求 零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。例如铸铁零件用铸造毛坯；钢质零件当形状较简单且力学性能要求不高时常用棒料，对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，当形状复杂力学性能要求不高时用铸钢件；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。 (2) 零件的结构形状与外形尺寸 大型且结构较简单的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件的毛坯，若台阶直径相差不大，可用棒料；若各台阶尺寸相差较大，则宜选择锻件。 (3) 生产纲领的大小 大批大量生产中，应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法。铸件采用金属模机器造型和精密铸造，锻件用模锻或精密锻造。在单件小批生产中用木模手工造型或自由锻来制造毛坯。 (4) 现有生产条件 确定毛坯时，必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等，否则就不现实。 (5) 充分利用新工艺、新材料 为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用，这样，可大大减少机械加工量，甚至不需要进行加工，经济效益非常显着。 本次设计为单件小批量生产，所以设计选材应从满足工件使用性、经济性和切削性、取材的方便性考虑。单从经济性考虑毛坯的选择应使毛坯的形状和尺寸与零件尽量接近,根据本次设计要求选择材料为硬铝。 在本设计中，由于该零件的规格为160㎜×120㎜×45㎜，材料为硬铝，则可选规格为160㎜×120㎜×47㎜的毛坯，上表面留有2㎜的余量。 3.3零件加工定位基准的选择 正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度，确定各表面加工顺序和夹具结构的设计都有很大影响。因此，定位基准的选择是一个很重要的问题。 3.3.1定位方式 在机械加工中，为了保证工件的位置精度和用调整法获得尺寸精度时，工件相对于机床与刀具必须占有一正确位置，即工具必须定位。工件的定位是通过工件的定位表面与夹具上的定位元件的配合或接触来实现。 1．对定位元件的要求：（A）足够的精度；（B）足够的强度和刚度；（C）耐磨性好；（D）工艺性好。 2.由于加工零件属于长方体，所以可以运用六点定位原则定位。由于四周和底面已付合要求,以四周和底面为基准加工上表面，当达到精度要求后再加工其它的轮廓。因此，根据以上原则和图纸分析，此零件加工时首先以底座和侧面为基准加工上表面。此零件的定位基准和定位基面重合且都在零件的两侧面上。此零件采用三面定位，即底面、两侧面。 3.4机床与工艺工具的选择 机床与工艺工具是零件加工的物质基础，是加工质量和生产率的重要保证。机床与工艺工具包括机械加工过程中所需要的机床、夹具、量具、刀具等。机床和工艺工具的选择是制定工艺规程的一个重要环节，对零件加工的经济性也有重要影响。 在工件的加工方法确定后，加工工件所需的机床就已基本确定，由于同一类型的机床中有多种规格，其性能也并不完全相同，所以加工范围和质量各不相同，只有合理地选择机床，才能加工出合理理想的产品。在对机床进行选择时，除对机床的基本性能有充分了解，还要考虑以下几点： （1）机床的技术规格要与被加工的工件尺寸相适应； （2）机床的精度要与被加工的工件要求精度相匹配。机床的精度过低，不能加工出设计的质量；机床的精度过高，又不经济。对于由于机床的局限，理论上达不到应有加工精度的，可通过工艺改进的办法达到目的。 （3）机床的生产率应与被加工工件的生产纲领相匹配； （4）机床的选用应与自身的经济实力相匹配。既要考虑机床的先进性和生产的发展需要，又要实事求是，减少投资。要立足于国内，就近取材。 （5）机床的使用应与现有的生产条件相匹配。应充分利用现有机床，如果需要改造机床或设计专用机床，则应提出与加工参数和生产率有关的技术资料，确保零件加工质量的技术要求等。 3.4.1机床的选择 由于上表面上的全部孔，只需单工位加工即可完成，故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、精铣、钻、铰孔等工步，所需刀具不超过10把，选用VMC650加工中心即可满足上述要。 加工中心是一种带有刀库和自动换刀装置的数控机床。可使工件在一次装夹后，自动连续完成铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻螺纹、切槽等多工序加工，如果加工中心带有自动分度回转工作台或者主轴箱能自动改变角度，还可使工件在一次装夹后自动完成多个平面的多工序加工。因此，加工中心除可加工各种复杂曲面外，特别使用于各种箱体类和板类等复杂零件的加工。 与其他机床相比，加工中心大大缩短了工件装夹、测量和机床的调整时间。缩短工件的周转、搬运和存放时间，使机床的切削时间利用率高于普通机床的3-4倍；具有较好的加工一致性，并且能排除工艺过 程中人为干扰因素，从而提高了加工精度和加工效率，缩短生产周期；此外，加工中心机床解决了刀具问题并具有高度自动化的多工序加工管理，它是构成柔性制造系统的重要单元。 本设计选用FANUC-0i-TC系统VMC650数控加工中心。 表3-2 机床参数 工作台尺寸（长×宽）420mm×800mm x轴最大行程650mm y轴最大行程400mm z轴最大行程480mm 主轴端面至工作台台面距离80～560mm 定位精度0.01mm 重复定位精度0.005mm 刀具容量16 机床最大承载重量400kg 3.4.2夹具的选择 加工中心工作台面上有标准的T型槽、转台中心定位孔、工作台侧面基准定位元件。加工中心的夹具就利用这些定位元件实现夹具在工作台上的定位。为了保证定位的准确可靠，夹具底部的粗糙度应不低于Ra3.2μm,平面度在0.01—0.02mm。 加工中心的定位夹具要有高的切削刚性以承受较大的切削力。加工中心的夹具的开放性要好，以保证加工中心上的各种刀具、刀柄等的运动空间，钻夹头、弹簧卡片、镗刀杆等很容易与夹具发生干涉，要特别注意。零件四周都需要进行加工时，夹具的设计与选用难度较大，往往要在零件的内部进行夹紧与定位。 加工中心用夹具要保证零件的最小变形，夹紧点尽量靠近支撑点。如果不能保证零件的变形要求，就要在工艺上采取相应的对策，例如将粗、精加工分开，而且在程序设计时，在精加工前加上机床暂停指令，操作者可以适当减小夹紧力，并使零件有时间发生应力松弛，从而减小精加工时的变形。 对于批量不大又经常变换品种的零件来说，组合夹具与成组夹具是一个适当的选择。组合夹具的精度满足零件加工精度的要求。 由上述综合分析及本零件的特点可知，此零件装夹时选用平口虎钳夹紧最合适。 装夹图 图3-2 3.4.3刀具的选择 对于数控加工，刀具材料也是很重要的一个方面，刀具材料可以决定一个零件加工的质量、精度和加工效率，加工工序相对集中及零件装夹次数少等要求数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率。在切削过程中，刀具切削部分不仅要承受切削变形和摩擦产生的高温。要保持刀具的切削能力，刀具应具备如下的切削性能和特点： （1）高硬度和耐磨性； （2）足够的强度和韧性； （3）良好的耐热性和导热性； （4）良好的工艺性； （5）刀具有很高的切削性能； （6）数控刀具有很高的精度盒重复定位精度； （7）要求刀具有很高的可靠性和耐用度； （8）实现刀具尺寸的预调和快速换刀； （9）具有一个比较完善的工艺系统； （10）建立刀具管理系统； （11）应有刀具在线监控及尺寸补偿系统。 3.4.4量具的选择 量具的选择主要取决于生产类型和所检验的精度。在单件小批生产中应尽量选用通用量具；在大批大量生产中应选用各种规格和高生产率的专用检具。 根据零件的尺寸与加工面决定选用量程为1~200㎜的游标卡尺，测量内外尺寸和深度。 3.5加工工艺路线的确定 3.5.1安排加工顺序 加工顺序的确定是拟订工艺路线的中关键的一步，对零件加工质量、生产效率和成本有决定性的影响，也是制订工艺规程中最关键的一步。 按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序，即先粗加工基准面，由于基准面不再需要加工直接加工上表面、型腔槽及其它台阶面，之后再进行孔系加工。若先加工孔的话会因为装夹而产生薄壁的现象，就不能保证孔的尺寸了。为保证加工精度，粗、精加工应分开。其中加工型腔时需先用钻头钻预制孔再进行加工，直径为20+0.021 0的四个通孔加工时需先打中心孔然后再进行工艺加工。本零件编程坐标系原点设在零件的表面的对称中心。对于高精度孔的位尺寸的孔加工时，进刀路线要注意防止机床的反向间隙误差的影响。 （1）首先应铣面。对零件图的分析可知：零件的毛坯四周和底面已达到加工要求，即在普通机床中已加工好。又粗糙度要求不是很高，所以可以不铣。于是以四周和底面为基准将毛坯装夹起来，先铣上平面。当加工好上平面后，再加工其它的轮廓。 （2）加工零件的其他部分。当毛坯的上平面加工好后，由于零件结构不是很复杂，可通过一次装夹就将工件加工好。 3.5.2 工序的划分 （1）工序集中 工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多。工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并有利于采用高生产率的机床。工序集中可采用多刀、多刃、多轴机床、自动机床、数控机床和加工中心等技术措施，也可采用普通机床进行顺序加工。 工序集中的特点： ①采用高效专用设备及工艺装备，生产率高； ②工件装夹次数少，易于保证表面间的位置精度，还恩能减少工序见运输量缩短生产周期； ③工艺数目少，可以减少机床数量，操作工人数和是生产面积，还可以简化生产计划和生产组织工作； ④采用结构复杂的专用设备及工艺装备，使投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。 （2）工序分散 工序分散是指将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步。工序分散可使每个工序使用的设备、刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。 其特点有： ①设备与工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品更换； ②可采用最合理的切削用量，减少基本时间； ③设备数量多，操作工人多，占用生产面积也大； （3）加工工序划分时，除了考虑工序集中和工序分散外，还需考虑以下一些原则： 按所用刀具划分，在工件的待加工表面较多、机床连续工作时间过长等情况下 加工中心常用这种方法划分； 按装夹次数划分，这种方法实用于工件的加工内容不多的工件； 按粗、精加工划分，这种方法实用于加工后变形较大，需粗、精加工分开的零件； 按加工部位划分，这种方法实用于加工内容较多的零件； 在拟定工艺路线时，通常单件小批量生产多采用工序集中。大批大量生产可采用工序分散，也可用工序集中。由于工序集中的优点较多，以及数控加工和柔性制造系统的发展，现代化生产多采用工序集中。 根据以上方法及零件是中批量生产的原则，在加工中采用工序集中，且按装夹次数来划分工序，这样可以简化生产计划和组织工作。 （4）除必要的加工安阶段划分外，辅助工序的安排也很重要，其中检验工序的安排是每个零件加工过程中必不可少的一个工序，因此在零件在加工过程中安排了入库前的一最终检验工序，目的是保证加工出来的零件合格。 另外，在下列也要单独安排检验工序： ①精加工极端结束后； ②重要工序前后； ③送往外车间的前后； ④全部加工工序完成后。 3.5.3拟定加工工艺路线 针对零件图样零件的加工工艺路线为： （1）粗铣上表面，留余量为0.5mm； （2）精铣上表面，保证尺寸为45mm； （3）钻型腔的预制孔； （4）粗铣型腔留单边余量0.5㎜； （5）粗铣型腔槽底圆角留单边余量0.5㎜； （6）粗铣型腔球面留单边余量0.5㎜； （7）精铣型腔台阶面达到尺寸要求； （8）精铣型腔槽底圆角及侧面达到尺寸要求； （9）精铣型腔球面达到尺寸要求； （10）钻孔4-Ф20㎜至Ф14㎜； （11）扩孔4-Ф20㎜至Ф19.5㎜； （12）铰孔4-Ф20㎜达到尺寸要求。 3.6切削用量的选择 主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为：n=1000vc/πd 式中：vc为切削速度，单位为m/min，由刀具的耐用度决定； N为主轴转速，单位为r/min； d为工件直径或刀具直径，单位为mm。 3.7确定进给速度 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。 确定进给速度的原则： （1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较（2000mm/min以下）的进给速度； （2）在切削、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度； （3）切削时的进速度应与主轴转速和背吃刀量相适应； （4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。切削进给F是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给的方向的相对位移，单位为mm/min它与铣刀转速n铣刀齿数z及每齿进给量f (mm/z)的关系式为： F=fz n F为进给速度 Z为铣刀齿数 f为铣刀每齿工作台移动距离，即每齿进给量（mm/z） 3.8确定背吃刀量 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在钢度允许的条件下，工件的精度要求不高，则最好一次切净加工余量，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，即ap等于加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。 此工件的精度要求不高，所以ap等于加工余量。 3.9工序卡 序号工艺内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速n（r/min）进给速度F（mm/min）量具 1粗铣上表面，留余量为0.5mmT01Ф20平底刀50050游标卡尺 2精铣上表面，保证尺寸为45mmT01Ф20平底刀80040游标卡尺 3钻型腔的预制孔T02Ф14钻头500100游标卡尺 4粗铣型腔留单边余量0.5㎜T03Ф16平底刀50050游标卡尺 5粗铣型腔槽底圆角留单边余量0.5㎜T04Ф10r3圆鼻刀50050游标卡尺 6粗铣型腔球面留单边余量0.5㎜T04Ф10r3圆鼻刀50050游标卡尺 7精铣型腔台阶面达到尺寸要求T03Ф16平底刀80040游标卡尺 8精铣型腔槽底圆角及侧面达到尺寸要求T04Ф10r3圆鼻刀80040游标卡尺 9精铣型腔球面达到尺寸要求T07Ф6球刀80040游标卡尺 10钻孔4-Ф20㎜至Ф14㎜T02Ф14钻头500100游标卡尺 11扩孔4-Ф20㎜至Ф19.5㎜T06Ф19.5钻头20050游标卡尺 12铰孔4-Ф20㎜达到尺寸要求T02Ф20的铰刀5030游标卡尺 编制王洁审核王兰 4 UG建模过程 4.1绘制草图 （1）点击UG图标，进入UG界面； （2）选择绘图工具栏中的【矩形】命令，基点位置为原点，尺寸为长×宽：160mm×120mm，如图4-1； 图4-1 （3）选择绘图工具栏中的【圆】命令，圆心为原点，半径为30mm，如4-2； 图4-2 （4）选择绘图工具栏中的【椭圆】命令，基点位置为原点，设置短半轴为20mm，长半轴为45mm，如图4-3 图4-3 （5）选择绘图工具栏中的【旋转】命令，旋转次数为2次，旋转角度为60度，如图4-4； 图4-4 （6）选择绘图工具栏中的【倒圆角】命令，倒角半径为8mm，如图4-5； 图4-5 （7）选择绘图工具栏中的【修剪】命令，减掉多余的边，如图4-6； 图4-6 （8）选择绘图工具栏中的【圆】命令，输入坐标（60,45,0）作为圆心来画出矩形右上角的圆，再选择绘图工具栏中的【镜像】命令，对圆进行镜像，分别关于X轴、Y轴对称，如图4-7； 图4-7 （9）将当前视图设置为前视图，选择绘图工具栏中的【直线】命令，输入起点坐标为（0，-12,0），直线长度为30mm，角度为0度，如图4-8； 图4-8 （10）选择绘图工具栏中的【镜像】命令，对直线进行镜像，如图4-9； 图4-9 （11）选择绘图工具中的【两点画弧】命令，圆弧半径为92.5mm，如图4-10。 图4-10 4.2UG建模 （1）根据零件图建立线架，如图4-11； 图4-11 （2）选择绘图工具栏中的【挤出实体】命令，选择串联图素后出现如图实体挤出的设置对话框，设置为建立实体，按指定的距离为45mm，如图4-12； 图4-12 （3）选择绘图工具栏中的【挤出实体】命令，选择串联图素后出现如图型腔实体，设置为切割实体，按指定的距离为12mm，如图4-13、4-14； 图4-13 图4-14 （3）将当前视图设置为前视图，选择绘图工具栏中的【直线】命令，起点坐标为（0，-17,0）直线长度为92.5mm，角度为90度，并将直线终点与圆弧端点连接，选择绘图工具中的【实体旋转】命令，选择串联图素，建立出球面型腔，如图4-15； 图4-15 （4）选择绘图工具栏中的【挤出实体】命令，选择四个圆串联图素，设置为切割实体，按指定的距离为45mm，如图4-16； 图4-16 （5）选择绘图工具栏中的实体倒圆角中【面与面倒圆角】命令，选择槽底面与槽壁为倒圆角的两个面，建立出面与面的圆角，如图4-17； 图4-17 （6）完成建模，如图4-18为图形着色后的实体图。 图4-18 5 UG加工与加工路径 5.1刀具路径 （1）建立零件图的基本线架，如图5-1； 图5-1 （2）选择工具栏上的【机床类型】选择【铣床】，【默认】选项； （3）定义零件毛坯，在属性中选择【材料设置】来定义毛坯，如图5-2； 图5-2 （4）对上表面进行粗、精铣削加工 ?选择菜单栏中【刀具路径】选择平面加工，选择上表面，从刀库中选择Ф20的平底刀，设置主轴转速和进给速度，如图5-3; 图5-3 ?单击参数，在弹出的对话框中如图5-4所示设置平面铣削参数，如图5-4； 图5-4 ?设置完所有参数后，刀具路径如图5-5； 图5-5 （5）挖槽 ?选择菜单栏中的【刀具路径】选择【曲面粗加工】选择 【粗加工挖槽加工】命令，系统将弹出【刀具路径曲面选取】对话框，在绘图区选择型腔曲面，然后单击干涉面，选取待挖槽表面，选择Ф16平底刀，设置参数，如图5-6； 图5-6 ?单击参数，在弹出的对话框中如设置铣削参数，深度为-12如图5-7； 图5-7 ?设置完所有参数后，刀具路径如图5-8； 图5-8 （6）倒圆角 ?选择菜单栏中的【刀具路径】选择【曲面粗加工】选择 【粗加工挖槽加工】命令，系统将弹出【刀具路径曲面选取】对话框，在绘图区选择型腔曲面，然后单击干涉面，选取待挖槽表面，选择Ф10r3的圆鼻刀，设置参数，如图5-9； 图5-9 ?单击参数，在弹出的对话框中如设置铣削参数，深度为-12如图5-10； 图5-10 ?设置完所有参数后，刀具路径如图5-11。 图5-11 （7）粗加工曲面（球底型腔） ?择菜单栏中的【刀具路径】选择【曲面粗加工】选择 【粗加工挖槽加工】命令，系统将弹出【刀具路径曲面选取】对话框，在绘图区选择型腔曲面，然后单击干涉面，选取待挖槽表面，选择Ф10r3的圆鼻刀，设置参数，如图5-12； 图5-12 ?点击参数，设置曲面加工参数，如图5-13； 图5-13 ?设置完所有参数后，刀具路径如图5-14； 图5-14 （8）精加工曲面 ?选择主菜单中的【刀具路径】选择【曲面粗加工】选择【精加工放射状】命令，系统将弹出【刀具路径曲面选取】对话框，在绘图区选择型腔曲面，然后单击干涉面，选取待加工曲面，设置刀具参数，选用Ф6球刀，如图5-15； 图5-15 ?点击参数，设置曲面加工参数、精加工放射状参数，如图5-16、5-17； 图5-16 图5-17 ?设置完所有参数后，刀具路径如图5-18。 图5-18 （9）钻孔（钻-扩-铰） ?选择菜单栏中的【刀具路径】选择【钻孔】，分别添加Ф14钻头、Ф19.5钻头，如图5-19； 图5-19 ?选择参数，设置深度为-45mm，如图5-20； 图5-20 ?设置完所有参数后，刀具路径如图5-21。 图5-21 ④选择菜单栏中的【刀具路径】选择【钻孔】，添加Ф20的铰刀，设置参数，如图5-22； 图5-22 ⑤选择参数，设置深度为-45mm，如图5-23； 图5-23 ⑥设置完所有参数后，刀具路径如图5-24。 图5-24 6 UG仿真加工及自动编程 6.1仿真加工 ①点击操作管理对话框中的【选择所有操作】、点击【验证已选的操作】，出现验证对话框，点击机床开始。 图6-1 6.2自动编程 点击操作管理对话框中的【选择所有操作】、点击【后处理已选择的操作】，再接着选择“数控文件保存和“编辑”选项后，单击OK按钮。输入NC文件名保存，系统将会弹出NC程序文件的编辑器，如图6-2、6-3.。 图6-2 图6-3 结 束 语 经过近两个月的设计，在老师的悉心指导和严格要求下，我完成了基于UG的旋钮模型造型及加工的设计。毕业设计是对大学3年学习成果的一次检验。通过本次毕业设计，让我们平时课堂上的知识得到了进一步的巩固，通过毕业设计基本可以将平时所学的一些知识应用到实际的设计中。使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AutoCAD、UG等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑，所设计的机构是否合理在实际运用中能否正常工作。设计使我学会了从实际出发设计零件，而不仅仅考虑理论上的可行性。 在毕业设计中，出现了各种各样的问题，进行了多次修改。我深深的体会到一个看似简单的机构其实并不像我们想象中的那么简单，它所要考虑的东西还很多。要完善一个零件首先应该对其功能作用有充分的了解，然后对实现这些功能的结构进行分析，考虑哪种结构能够实现这种功能，哪种结构更加合理、有效、简便。零件图的分析、工艺的设计、刀具和机床夹具的选择、切削用量的选择、UG的建模与编程。根据了解的类似结构进行仔细分析，再进行适当的改进、创新，争取用最低的成本实现最先进的功能。最后再根据结构设计出各个零件，应当考虑到零件的加工、材料、成本等问题。 现在我已经基本掌握了UG在建模，自动编程方面的知识，可以完成在日常生活中的常用零件。可以独立的完成零件，从建模到自动编程。在这次设计中，我不仅收获了专业知识，还在与同学的沟通交流方面有了很大的提高，为未来踏上社会、步入工作岗位打下了良好基础。 毕业设计忙了两个多月，深深地体会到这是一个连接学习和工作的桥梁。毕业设计的完成标志着大学生活的结束，今后迎接我们的是更多的挑战，但是通过毕业设计的磨练，我相信我能够更好的面对这些，把握机遇。在大学里我们得到了最好的锻炼，我们要将学到的知识转换成力量，为了自己的梦想而努力 谢 辞 走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，三年的努力与付出，随着本次毕业设计的完成，将要划下完美的句号。 在整个毕业设计中，我得到了指导老师王兰老师的热心指导和帮助，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着王兰老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，王兰老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，王兰老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向王兰老师表示深深的感谢和崇高的敬意！ 经过这次设计，提高了我很多的能力，比如实验水平、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等。在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。我还要感谢我的同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢！ 文 献 [1]宋育红.机械设计基础.北京：北京理工大学出版社，2012 [2]李庆寿. 机床夹具设计[M]..北京：机械工业出版社，1984 [3]罗素华.机械制图[M].北京：北京理工大学出版社,2007 [4]张德红.数控铣削加工技术[M].宜宾：宜宾职业技术学院,2008 [5]机械设计手册编委会.机械设计手册卷[M].北京：机械工业出版社，1998 [6]贺光谊.画法几何及机械制图.[M].重庆：重庆大学出版社，1994 [7]周养萍.互换性与测量技术.上海：上海交通大学出版社，2010 [8]王茂元.制造技术.北京：机械工业出版社，2001 [9]赵长旭.数控加工工艺[M].陕西：西安电子科技大学出版社，2007 QQ 29467473 | 
川公网安备: 51019002004831号