基于UG的曲面零件的数控编程加工【优秀毕业课程设计】
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基于UG的曲面零件的数控编程加工【优秀毕业课程设计】,基于,ug,曲面,零件,数控,编程,加工,优秀,优良,毕业,课程设计
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基于 摘要：后处理技术是 动编程技术的关键，是 统的一个重要模块。后处理技术把 动编程工具转换成可被 统识别的文件。此外，生成的工具路径文件和 统相匹配。本文简单介绍了后处理技术和件。通过使用它们，创建一个 统的后处理器。通过特殊处理器生成的程序和一般处理器做对 比。结果证明，在工程应用中使用专门后处理器可以提升编程效率和处理可靠性。 关键词： 介绍 G 至于 别的 以此过程是 具路径文件的生成必须被处理成可以被数控系统接受的 样才可以有效地驱动机械加工。这是因为不同的机器使用不同的数控系统，因而导致 序格式的使用不一样。转化过程被称为“后处 理” 1。这里有两种后处理方法：被称为 G 2,3提供的以解决一般后处理器的不利之处且提升程序的可靠性。因为它有以下优势：程序格式的规范；错误容易发现；考虑到刀具的相关信息，用户可以方便地了解这些刀具。 图 1：后处理如何连接 1. G/要包括处理装置输出管理员，事件发生器，事件处理文件和定义文件等等 4,5。 言的综合应用实现了 开发，其是一个 里有两种方式：人工编程和 后处理器是 供的工具，其创建和修改后处理很方便。通过后处理构造函数的图形界面交互，用户可以非常灵活地定义和建立 及每个时间处理模式。 2. 为 C 系统创建后处理器 虽然用户可以使用某些 而仅可以用于一小部分修改。同时，也很不方便，容易出现各种错误，所以不能满足需求。这时就有必要通过 7。 以下是显示如何为 这里，选择 床的行程为 X 660Y 460 620架可以承受 400轴最高转速为 8000床的重复定位精度为 8,9。 使用 进入 块且创建 P 操作系统中点击 打开 图 2所示。 图 在图 2对话中选择 此时弹出 对话框。根据此机床的实际情况，在对话框中设定机械名称，描述，测量单位和机械种类，如图 3所示。 图 完成机床和 统的选择。在图 3对话中确定后处理的相关事件变量，之后点击“ 弹出编辑对话框，如图 3所示。包括 5个选择分量：机床；程序&工具路径； 出设定；生成虚拟 N/ 3. 机床 设定机器参数 点击 之后弹出 对话框。确定工件坐标系，点击右上角的 设定机床行程限制的参数和快速移动速度，如图 5所示。 图 图 4. 程序 &工具路径 制作 择 点击“ 删除 点击“ 17 71” ,弹出话框，移动“ 回收站。添加 3个地址块：4980 G/to 时设定 设定 G为 如图 6所示。 图 C 程序开始格式 图 制作操作的开始格式：点击“ 此时点击， 在 话中设定后处理器的机床为 3轴，如图 7所示。选择 点击按钮“ 之后拖动它们进入下面在 本框中输入 $如图 8 所示。 图 设定自动工具改变，给出工具的基本信息：在“ 文本框中选择“ 之后拖动到 程序线之间，把 文本框信息改变到 文本框中输入相应的内容，如图 9 所示。 图 为符合机床的需求核定 换对话框至 右侧出现三个标记： 图 9所示。设定操作的结束格式：选择“ 在弹出的对话中添加 _09， 地址块。继续添加 如图 11所示。设定 击“ 删除 个程序列。使用的 ：在单个程序中添加“；”），如图 12所示。 图 移动 图 图 5. 添加后处理文档 点击“ 保存用户定义安放在字典中的后处理文档，在“ 话中选择 之后选择 这一列点击 如图 13所示。 图 特殊处理器生成的程序和普通处理器生成的做对比 ，如下表 1 所示。 表 1 普通处理器程序 特殊处理器程序 备注 % 40 90 0020 28 0030 06 0 200 17 80;(D= 改变工具 工具信息 43 00 02 % % 返回 0 在上面数位板中，很明显开始和结束的程序格式不规范，普通处理器不容易发现错误。但是，对于特殊处理器的程序，因为程序格式的规范使用分号结束每个程序块，用户可以非常方便的检查程序。此外，在程序格式规范中，提供了工具相应的信息，可以在程序最后自动返回 0。 6. 结论 后处理技术是 以在 为不同的机器使用不同的 致使用不同的 户需要建立特殊的后处理器来满足所有的机床需求，生成可以被机床识别的 最后，获得高质量的高可靠性的而提升 短处理的时间。 7. 参考文献 1 of 998,30(8):(641 2 i AM J. ):(46“ 3 ):(24“4 of 21 5 on G/Jof ):(56“J2007, (4): 1. 6 M. 2012, (1): 37 C J. 1998, 38 (4):277 290. 8 G NC 2010, (9): 29 nd J. 1996, (2): 19 23. 10J. & 2000, (5): 12 14. 11NC & 2000, (4):712J. O:000. 13 J. 011. 14et A 3D C a of 005,18(8):686701. 中北大学信息商务学院 毕业设计说明书 基于 曲面零件的数控编程加工 学 生 姓 名： 柴雪锋 学 号： 12020143 别： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师 : 刘中柱 职 称： 讲师 2016年 6 月 2 日 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 原 创 性 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 作者签名： 日期： 使 用 授 权 声 明 本人完全了解中北大学信息商务学院有关保管、使用毕业论文的规定，其中包括：学院有权保管、并向有关部门送交毕业说明说的原件与复印件；学员可以采用影印、缩印或其他复制手段复制并保存毕业论文；学院允许毕业论文被查阅或借阅；学院可以学说交流为目的，复制赠送和交换毕业论文；学院可以公布毕业论文的全部或部分内容。 作者签名： 日期： 导师签名： 日期： 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 I 基于 曲面零件的数控编程加工 摘要： 随着现代的制造技术日新月异的发展，在数控方面的的要求也是越来越高。产品的种类由单一到多样，样式由简易到复杂。也就对复杂的零件加工有了新的要求，而我的论文也就曲面的的数控加工和编程进行了研究。选取曲面为研究对象是有一定的根据的，目前不论是国内还是国外在轮船，飞机，汽车等等很多高科技产品都有很深的研究，曲面在这些产品的研究中占有很大的比重。而我的研究方向有以下几点。首先，实用软件 行 三维实体建模 ,通过 后三维模型图 。其次， 数控加工工艺设计， 编写出来的零件加工工序单和加工程序 。最后， 数控加工仿真，通过软件对研究对象进行数控加工的三维显示和模拟真实机床的仿真操作，并生成 码。 关键词： 曲面，编程，仿真 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 C of G In to of of in to to C as is at it is or so on a in a my G 3D G to D NC by NC to C D of C 016 届毕业设计说明书 录 摘要 . 目录 1 绪论 . 1 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 . 2 2 鼠标实体三维实体建模 . 4 . 4 . 4 . 4 . 5 . 6 . 6 . 6 . 7 . 9 . 11 . 11 . 12 设计 . 12 3 工艺及编程部分 . 14 . 14 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 加工工艺的分析 . 14 . 15 . 16 4 鼠标主体模型的自动编程 . 18 . 18 . 19 . 20 5 技巧总结 . 23 . 23 . 23 . 24 参考文献 . 25 致谢 . 26 附录一 . 27 附录二 . 29 附录三 . 31 附录四 . 33 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 1 1 绪论 控加工概述 随着现代制造技术的发展和数控机床的日益普及 ,数控加工在我国也得到广泛的应用 ,特别是在珠三角、长三角沿海地带 1。大小型的模具加工厂像雨后春笋一样，其中占相当比例的加工中心在模具行业中的应用也兴盛起来，由于模具加工的特殊性，以及众所周知的非技术性原因，各种 件的应用也日益普及，且日趋成熟例如我们学校也能常见的 很普及了。 由于 件的常见性和使用方便性 ， 所以现在很多的学校都 开始对这个软件进行了教学安排。还有很多的教育机构对这个软件的教育前景也是很看好。所以就造成了很多的使用者和学习者都忽略了一个很重要的文题，就是手工的编程，然而 过分依 靠让很多的学生对于手工的编程都得不到了应有的提高特别是一些我们关注的很多的指令。 控机床加工的国内外发展 控机床国外发展 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步 3。美国在 1952年设计出了全球第一台数控铣床以来，已经有了 64年的时间了。整个数数字控制的设施有：车床、铣床、加工中心、镗床、磨床、冲压机床、电加工以及各类专用的机床，从而形成了庞大而又功能齐全的数控制造设备的家族，每年全球生产的数控机床就有有一二十万台，总产值达到了百亿美元。在 20 设计中后期，为了防止全球的制造业的低迷，在 1990 年后，全球的数控机床制造产业都进行着很大的重改。比如在美国和德国国家等的几个大型制造商也都经历着很大改动。之后该产业才有出现了新的活跃，为世界的制造业创造了最基础的保障。如德国机 床行业从 2000年至今已接受 3个月以后的订货合同，生产任务饱满 4。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 2 控机床国内发展 我国在制作数控机床方面，于八十年代就有着非常快速成长的阶段，很对机床厂都在从传统产品的简单实现转向数控化产品的设计。但是从整体的来说，技术水平并不是很高，质量也不是很好，后来在九十年代的初期我们国家面临着国家经济在由计划性经济向社会主义特色社会市场经济做转移和调整，这也就导致了全国的数控机床制造业的几年困难的最萧条的时期，那时候整个行业的生产能力都降到了 50%以下，库存就超过了 4个月。也就自一九九五年的“九 五”以后，国家才从扩大内需中启动了机床的市场，并加强限制了很多进口数控设备的审批审核，重点投资支持关键的数控系统、设备、技术攻关，也在各大科研机构和高校进行了重点关注，这样对整个数控机床设备行业的生产起到了很大很强的推进促进的作用。特别是在一九九九年之后，国家逐步向着国防工业以及关键的民用工业部门投入大量的人力物力，从而使得了整个数控设备制造业的市场呈现着一派繁荣景象。从两千年的八月份的上海数控机床展览会以及两千零一年四月在北京举办的北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的出现和发展。 面造型 在设计过程中如果零件比较有规则，那么实体特征的三维建模方式也会更加的快捷而又方便些了，这些大都都是能满足整体造型要求的，只是实体特征的建模方法是比较固定化的，没法进行复杂度较高的零件设计，然而自由曲面造型功能则是可以提供着相当强大的弹性化设计模式，从而成为了三维建模技术的重要组成部分。 对于结构复杂特别的零件设计，我们是可以直接采用自由形状的特征建模直接生成零件三维实体图，同样地也是可以将自由形状的特征和实体特征进行有效地结合起来完成设计任务。目前，在日常用品以及飞机、轮船和汽车等工业产品的壳体造型设计中应用十分广泛 5。 究的内容 1） 通过 后三维模型图； 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 3 2） 数控加工工艺设计， 编写出来的零件加工工序单和加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作 ； 3） 数控加工仿真，通过软件对研究对象进行数控加工的三维显示和模拟真实机床的仿真操作，并生成 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 4 2 鼠标实体三维实体建模 标主体的三维造型 建文件和图层 1） 打开桌面图标 G 2） 新建一个文件，并输入的文件名为： 00001，单位选择厘米， 如图 图 图 3） 单击“启始” 模”，从而进入实体建模界面。 4） 单击“格式” 层设置”，弹出“图层设计”的对话框，把它的工作层设定为 10，并作为当前工作层， 如图 示 制矩形草图 1） 单击“草图”的按钮 如图 图 2） 点 矩形按钮 去画对应的矩形，选择自动判断尺寸设置的尺寸如下图， 并而且 轴对称的， 如图 示 。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 5 图 3） 选择直线命令，分别选中矩形长度方向两个边的中点，连成一条线。同样，将宽度方向上的两个中点连成一直线。并将构建成的直线转换为参考线，如图 示。 图 截面的绘制 1） 单击工具栏上面的那个“派生直线”的按钮，选中与 共线的中心线然后分别向着 +X， 5， 40. 2） 通过上面创建好的直线与矩形交点和参考线与矩形的交点创建圆弧，约束尺寸。 如下图 26 所示 。 图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 6 3） 单击完成草图 标主体的三维造型 1） 设置图层。将工作层设置为 1，并作为工作层，使第 01层作为可选层。 2） 拉伸实体。将其始值和终止值分别设置为 0和 40， 如图 示。 图 3） 设置图层。将第 2层作为“不可见层”。 标模型顶面的构建 建顶面前后的边缘线 1） 设置图层。“工作层”设置为 20，默认第一层为“可选层”。 2） 构建基准平面。 分别构建两基准面，选择的模型主体底面应该为参考平面，基准平面 1的偏置值应当设置为 15，基准平面 2的偏置值也应当设置为 8，如图 示。 图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 7 3） 抽取 曲线。 点击 “抽取几何体” 指令 ，激活 了 “隐藏原先的”，默认“曲线”。 然后就可以抽 取模型底面上的两条边缘线， 如图 示 。 图 ） 图 ） 4） 投影曲线的绘制。打开投影工具，在“ 投影 曲线”的对话框里默认所有原本的设置，按照规定的步骤，单击按住底面的前边缘线，中键确定后再单击基准平面 1并应用，从而去获得顶面的前边缘线。用同样的方法获得顶面的后边缘线。按组合键“ ”，将基准平面 1、 2 和底面的边缘线隐藏掉， 如图 示。 图 ） 图 ） 建顶面左右边缘线 1） 启用“样条”工具，“通过点生成样条”，将参数为默认。 2） 当界面弹出“点构造器”对话框时，第 1个点利用 系统自动 默认的“自动判断的点”捕捉功能，来指定前边缘线的端点。用同样的方法，其余的点。确定后在弹出的指定点对话框中确定。弹出“通过点生成样条”对话框，确定后弹出“通过点生成样条”参数对话框，取消后便得出顶面左边缘线。顺序依次为 如图 示。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 8 图 ） 图 ） 图 ） 图 ） 图 ） 图 ） 3） 调用“曲线编辑”这个命令键，再依据所需要的进行选项的调整，最后单击“光顺”也就可以了， 如图 示。 图 线编辑 图 顺”选择 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 9 4） 镜像样条线。调用变换功能将前面生成的样条线镜像生成与之对称的边缘线。 建顶面控制线 1） 构建前后控制曲线。调用“基准平面”控制键，将主体底面的偏置设定为 28 并创建基准平面 转 择默认的参数直接单击“应用”。单击“草图”进入草绘环境。选择 基准平面，作为草绘图的放置平面。调用“求交”，获取顶面后边缘线的中点。 如下图 示。 图 图 依次再使用上述的步骤，从而得到顶面前边缘的中点。然后 将捕捉工具简单地只设定为“已存在点”，将前 边缘线的中点选作成起点，同时也将后边缘线的中点选作为终点用来绘制圆弧，高度是不得超过平面 3。完成了圆弧的绘制工作后再去修改编辑其半径并设定为 86，这个可以按照设计要求来设定的， 示 。 图 单击“约束”得到“草图已完全约束”后，单击“完成草图”，回到实体建模。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 10 通过网格功能，构建如下曲面， 图 示 。 图 ） 图 ） 2） 构建左右控制曲线。选择 置值为 0。求交，在求交对话框中单击“选择步骤”中的第二组，将 为第二组，其他默认，单击“应用”， 如图 示 。 图 交曲线 绘制圆弧，构建顶面的左右控制曲线。 （ 如图 示 ） 图 制圆弧 隐藏去曲面，之后就会显示 6 条如下图 示的曲线。通过曲线网格的功能区生成一个自由面，也就是符合要求的鼠标的顶曲面， 如图 示 。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 11 图 藏曲面 图 标实体模型的成型 标实体的三维造型 1） 设置图层。将工作层置为 1，然后单击选作为当前的工作层，同时系统就会默认第 20层为“可选的”和第 10层为“不可见层”的。 2） 单击“补片体”，该命令实在工具栏当中的，然后确定鼠标模型为“目标体” 具片体”选择之前绘制的顶面为工具片体。 如下图 示。 图 片 图 成图 3） 单击 “图层的设置”，即位于工具栏中的，设置第 20 层为“不可见图中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 12 层”。 如图 示 。 图 圆角处理 单击工具栏中的“边倒圆”按钮设置半径为 10，单击确定， 如图 示 图 标模型底座的设计 (1） 设置图层。工作层置为 30，单击作为工作层，默认第 1层为“可选的”。 (2） 调整坐标系到初始位置。 (3） 进入草绘环境，默认草绘平面。 (4） 绘制矩形并进行尺寸约束，使得该矩形相对于 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 13 图 （ 5） 拉伸矩形，起始值为 0，终止值为 最终图见下图 图 （ 6） 将图层设置，使得第一层作为“工作层”，第 30层作为“可选层”。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 14 3 工艺及编程部分 通过建模的过程我们很明显我们能看得出，鼠标的顶面是个自由曲面只能通过 供的曲面铣削方法来编制其数控加工程序，并且想要加工一个光滑的曲面，必须通过粗加工、半精加工和精加工等多个工序来完成，由于鼠标主体上下两面的边界都是有倒角的，故加工时会产生干涉，因此将以理想化来处理本次数控编程，忽略鼠标底部倒角的加工。 工工艺方案的制定 工工艺的分析 鼠标主体模型在数控加工和工艺分析方面，里面含有加工设备的选用、工序的划分以及加工刀具选用、加工方法的制定与选择、应用 仿真加工的功能去选择加工的子类型以及相应操作中出现需要设定的工艺参数等内容。 根据“先粗后精、先主后次”等工序划分原则，确定好工件的装夹方案后，关键的一步是针对加工型面的特点，选用合理的加工子类型，主要考虑以下几个方面。 1） 从毛坯到成品，显然切削余量很大，可以采用 腔铣”来去除大部分余量，如果是工件钢材料，最好将粗加工再分成两次，尽量保证后面工序的加工余量均匀。本 次设计所用的材料是铝材，结合机床的刚性情况，合理选用好开粗刀具和每层切削尝试。在通常的状况下，先使用平底立铣刀粗加工后，再选择调用圆角的铣刀来进行二次的粗铣，这样才能确保后面的余量是均匀的。 2） 由第二章的建模部分我们知道了鼠标的顶面完全是自由曲面的，故而通常情况下是选用小直径的球头刀具来进行精加工的，显然转速必须得高才行，进给速度同样得大，不然加工的效率是会所到很大的影响的。如果去为了能够提高自由曲面的加工的质量外，除了去设置并控制好较小的宽度或较小的波峰高度值外，还应该相应地去保证精加工之前有足够的加 工余量均匀性，所以精加工顶面之前就得安排一道半精加工的工序。 3） 在刀路分布形式的选择上，根据本鼠标的型面特点，可以选用平等切削中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 15 方法 4） 加工后的表面形貌较为不足为整齐，切削角可设置为 450，使机床工作台运动相对平稳，减少切削振动。 5） 四周轮廓面是直壁面，采用“等高轮廓铣”进行精加工来保证表面质量。 6） 显然，利用带有刀库的立式加工中心（三轴联动）来加工鼠标实体模型较为适宜。 7） 切削用量选用时除了参考上面的加工类型、加工要求以外，还要考虑所用设备的刚性和选用刀具自身的切削性能。 常见的生产中所需要的材料都是采用的是很高的速度和很高的进给速度进行很有效果的加工和产品表面的质量。 8） 加工方法的选用问题。这个最主要的是要依据加工的工件材料来选择的，根据要求的设计，确定在 件仿真中的加工方法的选定，粗加工余量就选择为每层是 2的 ,半精加工的余量设定每层为 加工余量每层设定的是 当然还需要其他的工艺措施来保证加工精度，比如冷却液加注充分、刀具切削角度刃磨合理等等。因为这里主要是为了加工，所以就不多论述。 定数控编程工序卡 完成了上述加工工艺分析后，可以结合 件仿真中现有的加工子类型与设备性能等等的因素。填写如表 可以做作为自动编程指导和工艺参数设置的相关依据。 表 标主体模型的数控加工工序卡 工步 加工内容 操作 类型 走刀 方式 刀具选用 /刀名 /刀号 切削用量（公制） 主轴转速（ 进给 （ 每层切深 1 粗加工毛坯外形 型腔铣 跟随工件形状 10立铣刀/1 1200 250 2 2 半精加工顶面 固定轴轮廓铣 平行往复刀路 10球头刀/2 2000 500 1 3 精加工四周轮廓面 等高轮廓铣 跟随工件形状 6立铣刀/1 3000 500 1 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 16 4 精加工顶面 固定轴轮廓铣 平行往复刀路 6球头刀/2 4000 1000 坯模型的构建 根据我们课题之前提到的内容提到的东西，这个鼠标的规格是标准化规格，最后建立 毛坯 的时候就可以全面的覆盖了这款鼠标。 点【草图】作 如图 建立鼠标主体的装夹部分，根据【草图】【拉伸】，绘制并拉伸出 如图 三个圆柱其实就是双头螺钉，再加上一块平面板，规格为 60*0，作为垫板，这个垫板是平底的，而且不会超出鼠标底面， 如图 这个设置的作用是为了保护刀具不碰到机床。 图 制草图 图 伸草图 图 三个双头螺纹 图 加上一块垫板利于加工 因此鼠标主体部分的毛坯就建立起来， 如图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 17 图 鼠标毛坯的建立 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 18 4 鼠标主体模型的自动编程 建鼠标主体模型的加工节点 （ 1） 创建程序节点 选择【加工】这个命令按钮，从而进入 即 击【创建程序】这样的按钮，默认 “类型”列表中的“ 可以 ,这个时候就已经成功地创建鼠标主体模型的加工程序节点了。 （ 2） 创建刀具节点 依据表 后去创建相应的粗铣立铣刀、半精加工曲面的球头立铣刀等等共计四把刀的加工程序节点。 鼠标点 【创建刀具】，选 取 “ 标 ，在“名称”文本框中输入创建的第 1 把刀具名称“ 点 确定。弹出“ 参数刀具设置的参数对话框，主要设置参数 如图 4 图 （ 3） 创建加工几何 1） 创建加工坐标系 选择【操作导航器】 /【几何视图】 ,双击“ ,单击“ 项下的【原点】 ,进入【点构造器】 ,将坐标移至到毛坯顶面的中心处。 如图 示 。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 19 图 创建加工坐标 2） 指定工件几何体和毛坯几何体 单击“ 选择节点为“ 的 ,在“部件”的指示图标上 ，选择“选择”按钮，确定鼠标主体模型，然后让其显示出来，被选到的部分也就会产生相应的亮度了，同样的道理，单击选择 坯” 建鼠标主体模型的加工工序操作 1） 创建型腔铣操作 点 “ ,然后 点选择毛坯及部件，以及所用到的刀具为“ ,“使用方法”选择为“ ,“名称 ” 选项内输入“ 如图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 20 图 腔铣设置 图 2） 设置型腔铣操作的工艺参数。 点击型腔铣后，弹出对话框，“切削方式”选择系统默认“跟随工件形状”走刀方式 。如图 步进”选用“刀具直径”、“百分比”默认“ 50”。“每一刀的全局深度”内输入“ 2”，由于模型只有一个岛屿，然后进行切削层的深度选择和设置。 “避让”这个功能是为了能够不让刀具和实体发生干涉作用，对弹出的对话框就选择好“ 按钮，选用离毛坯最高的平面，这样也就很轻松地保证了刀具运动时干涉到鼠标表面。 单击“进给率” 给和速度”对话框 200 转每分钟，进给速度为 250转每分钟 ,如图 示 。 图 进给和速度的设置 由于接下来几部分都和型腔铣操作类似，故在此不多叙述。在生成刀轨时简单讲一下。 轨形成图 （ 1） 型腔铣粗加工刀轨图 由以上 设置的参数填好之后，就点击 进行操作，最后形成的刀轨如图 动生成的 码在 附录一 。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 21 图 型腔铣粗加工刀轨图 下图是型腔铣粗加工的切削运动， 如图 图 切削仿真过程 （ 2） 半精加工曲面铣刀轨图 在之前文中的 设置与 这里的 类似， 所以就不再进行说明 ，数据在 之前就可以查到 ，现只画出刀轨图 图 下图可见 ，自动生成的 录二 ：图 精铣上曲面刀轨图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 22 （ 3） 精加工四周轮廓面刀轨图 因为鼠标四周都是直壁面，所以应该要采用等高轮廓铣， 如图 示 ，自动生成的 录三 。 图 铣外围轮廓刀轨图 （ 4） 精加工曲面铣刀轨图 鼠标 比较难以进行加工的是 顶面，因此采用精球刀来加工， 图下 ，自动生成的 录四 。 图 精加工曲面铣刀轨图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 23 5 技巧总结 在现代生成过程当中，数控加工尤为重要，而数控加工的重点内容是编程的编写。 件的优点将强调这一点，能够得到一个较高的加工质量和可观的经济效益 。 件功能是很强大的，很多模块的操作有着很多的相识性，通过本次设计，我使用 件技巧总结归纳了以下几点。 型的构建顺序 任何部件，以产生可靠的 序，如一个凸轮工具路径计算相位的数据源获得的产物来自于三维实体建模时候的 段。模型是所有加工工艺最根本的基础，他的正确可靠性是会受到刀轨数据的正确可靠性影响的。所以，在建立模型之前， 我们就应该对我们所做的模型进行一系列的特征顺序的建立，并且在方法方面还要进行全方位的考虑。 在设计过程中我遇到了这样的情况，模型改了，图样却没法更新。这是我操作上的错误而导致的，所以为了能够方便地去修改和减少相应的大装配的容量，我个人的建议是：一是尽量不要选用“变换”来拷贝这样那样的实体，要用到“实例”去拷贝；二是尽量使用“草图”；三是尽量使用“成型特征”中的“孔、槽、凸台”之类的特征。这样，模型完成后，如果需要修改也就方便地多了，在生成刀具路线的时候同样地不会出现太多的错误。 糙度的标注 模块不仅能够直接进行产品的三维造型，而且还可以在制图模块中直接利用实体模型生成该零 件的各种视图，并进行零件的尺寸精度和形位公差的标注。最重要的是对实体模型所做的任何修改，相应生成的工程图样都会跟着自动改变，这些都大大的方便了我们对零件的设计和修改。 但是在对零件标注粗糙度的时候，我就碰到了这样的情况：在“插入”菜单“符号”选项中找不到“粗糙度符号”，勉强打开“定制符号”进行粗糙度符号标注，可是没法标注粗糙度数值。原因在于 件默认“粗糙度的标注”设置是关闭的。若要标注常规的粗糙度符号和数值，必须在打开 件之前先进行以下的设置。首先在软件安装所在的路径下找到文件夹 记事本将其打开，查找到“ 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 24 将其中的“ 成“ 然后存盘关闭该文件。这时候再打开 件，就可以看到“插入”菜单“符号”选项中增添了一个“表面粗糙度符号”选项，此时打开该对话框，就可以方便地进行各种形式的粗糙度及其数值的输入和标注了。 处理程序 无论是哪种 件，其主要用途都是生成在机床上加工零件的刀具轨迹（简称刀轨）。但是刀轨数据必须经过处理以适应每种机床及其控制系统的特定要求 ，即要经过 “后处理”。后处理的结果是使刀轨数据变成机床能够识别的刀轨数据，也就是我们常说的 使用 部刀轨数据作为输入，经后处理后输出机床能够识别的 码 6。 很强的用户化能力，它能适应从非常简单到任意复杂的机床及其控制系统的后处理 7。当数控编程员检查生成的刀路没有任何问题的时候，就可以选取一个或多个加工操作，点击“后外理”图标，在出现的对话框中选取特定机床的后处理器以及输入文件的名称，确定即可生成机床 将其输入数控机床，就可以完成产品的加工 8。更重要的是，如果产品结构不变，尺寸发生了改动的话，那么在 无需更改，刀具的路径会自动随着产品的变化而变化，只要将重新生成后的处理程序输入数控机床，代替以前的程序就可以了。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 25 参 考 文 献 1杨晓琦 X 文版机械设计从入门到精通 M械工业出版社，2008. 2林琳 X M子工业出版社， 2008. 3董伟，夏德伟，李瑞 X M子工业出版社， 2006. 4曹岩 X M学工业出版社， 2008. 5孙慧平，张建荣，张小军 M民邮电出版社， 2004. 6刘向阳，占向辉，张恩光 . X 解教程 M华大学出版社，2007. 7龙马工作室 G 文版从入门到精通 M民邮电出版社，2008. 8殷 国富 X 2产品设计实例精解 M械工业出版社， 2005. 9展迪优 X M械工业出版社， 2008. 10机械工业职业技能鉴定指导中心 M械工业出版社， 2004. 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 26 致 谢 经过这次的毕业设计，让我深刻的体会到什么叫做真正的学以致用，很多问题都需要平时日常积累下来的知识来解决。 由于刚开始对 统不是很熟悉，导致走了许多弯路，进度十分缓慢，但是在老师和同学们的悉心帮助下，搜集了大量的关于 统的各种使用教程，有书面格式的，有视频教程的，正是这些教程是我在软件的使用中越来越熟练，了解了基本的操作应用，是我的设计进度有了明显的提升，并最终决定构建鼠标模具进行设计并加工仿真，在老师的悉心指导下，以及自己的不断努力下，最终完成了本次设计任务。 本次设计的指导老师为刘中柱老师，在这里我要特别感谢他，因为每次见面时刘老师都是从专业角度入手，深入浅出的为我讲解我所设计的内容的 重点，并为我提供了十分宝贵的建议和意见，他是一个在教学方面和软件应用方面都十分有经验的好老师，他告诉我们在设计方面千万不能心急，要做足准备，而且在设计时一定要反复修改，这些我听在耳朵里，记在心里，并且付诸行动，最终取得了一定的成绩，刘老师的谆谆教诲让我终生受益，相信在今后的工作中，我也能像现在一样不断地突破自我，实现人生价值。 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 27 附 录一 型腔铣加工 后处理示意图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 28 型腔铣加工 部分 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 29 附 录二 半精加工曲面 后处理示意图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 30 半精加工曲面 部分 码 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 31 附 录三 精加工四周轮廓面 后处理示意图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 32 精加工四周轮廓面 部分 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 33 附 录四 精加工曲面 后处理示意图 中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书 34 精加工曲面 部分 中 北 大 学 信 息 商 务 学 院 毕业设计任务书 系 名 ： 机械工程系 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 柴雪锋 学 号： 12020143 计 题 目 ： 基于 曲面零件的数控编程加工 起 迄 日 期 : 2016 年 2 月 29 日 2016 年 6 月 10 日 指 导 教 师 : 刘中柱 讲师 系 主 任 : 暴建岗 发任务书日期 : 2016 年 2 月 29 日 任务书填写要求 1毕业设计任务书由指导教师根据各课题 的具体情况填写，经 学生所在 系 的负责人 审查、签字后生效。此任务书应在毕业设计开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“学院 、 系”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号（如 02011401不能 只写最后 2 位或 1 位数字； 5 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2004 年 3 月 15 日”或“ 2004 毕 业 设 计 任 务 书 1毕业设计的任务和要求： 1) 学习并掌握数控加工的相关知识 。 2) 掌握 控 编程软件的使用 。 3) 针对某曲面零件进行数控工艺分析，并进行自动编程，最后在加工仿真软件中进行验证 。 2毕业设计的具体工作内容： 1） 学习并掌握数控加工的相关知识。 2） 掌握 控编程软件 的使用。 3） 针对某曲面零件进行数控工艺分析，并进行自动编程， 生成 码，并进行 仿真验证 。 4）外文资料翻译。 5) 撰写毕业设计说明书 。 毕 业 设 计 任 务 书 3对毕业设计成果的要求： （ 1）外文翻译资料一份 （ 2）毕业设计说明书一份 4毕业设计工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2016 年 2 月 29 日 4 月 1 日 4月 1 日 4月 30日 4 月 30 日 5 月 20 日 5月 20日 6月 10日 查找相关资料，完成开题报告； 熟悉与课题相关的软硬件环境； 完成有关项目的设计； 撰写完成毕业设计说明书，参加毕业答辩。 学生所在系审查意见： 系主任： 年 月 日 中 北 大 学 信 息 商 务 学 院 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 柴雪锋 学 号： 12020143 名 ： 机械与动力工程学院机械自动化系 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 设 计 题 目 ： 基于 曲面零件的数控编程加工 指 导 教 师 : 刘中柱 年 月 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 一、数控加工概述 随着现代制造技术的发展和数控机床的日益普及 ,数控加工在我国也得到广泛的应用 ,特别是在珠三角、长三角沿海地带。大小型的模具加工厂像雨后春笋一样，其中占相当比例的加工中心在模具行业中的应用也兴盛起来，由于模具加工的特殊性，以及众所周知的非技术性原因，各种 件的应用也日益普及，且日趋成熟例如我们学 校 也 能 常 见 的 及 外 面 企 业 用 的 很普及了。由于 件的普及和其它一些因素，现在在各类职业技术学院、 技工学校及一些数控模具培训中心的相关专业教学中，过分依赖件，忽略了手工编程，造成学生的手工编程能力得不到应有的训练和提高，特别是一些特殊功能指令得不到充分的应用。如 据设定）这个功能强大的指令。 二、数控机床加工的国内外发展 控机床国外发展 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从 1952 年美国第 1台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、 镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有 10值上百亿美元。世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。 90 年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90 年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000 年至今已接受 3 个月以后的订货合同，生产任务饱满。 控机床国内发展 我国数控机床制造业在 80 年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在 90 年代初期面 临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到 50%，库存超过 4 个月。从 1995 年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在 1999 年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从 2000 年 8 月份的上海数控机床展览会和 2001 年 4 月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。 三、自动编程的概述 自动编程是相对与手动编程而言的。它是利用计算机专用软件来编制数控加工程序。编程人员只需根据零件图样的要求，使 用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。与手工编程相区别，自动编程使用 件制作零件或产品模型，再利用软件的能生成 数控加工 程序，称为自动编程 。 手工编程工作量很大，通常只是对一些简单的零件进行手工编程。但是对于几何形状复杂，或者虽不复杂但程序量 很大的零件（如一个零件上有数千孔），编程的工作量是相当繁重的，这时 手工编程 便很难胜任，即使能够编制出，也是相当费时的，而且易出错。一般认为，手工编程仅适用于 3 轴联动以下加工程序的编制， 3 轴联动 （含 3 轴）以上的加工程序必须采用自动编程。据有关资料介绍，一般手工编程时间与加工时间之比平均为 30:1，在数控机床不能开动的原因中，有 20 30%是由于等待编程。因此，编程自动化是人们的迫切需求。 正因为客观上的迫切需要， 20 世纪 50 年初第一台 数控机床 问世不久，为了发挥 开始自动编程技术的研究，从那时到现在，自动编程技术有了很大的发展，从最早的语言式自动编程系统（ 现在的交互式图形自动编程系统，极大地满足了人们对复杂零件的加工需求，丰富数控加工技术的内容。 四、 概述和发展 概述 称 全球主流的 统，是计算机辅助设计、辅助制造、辅 助分析和数据管理（ 体化的软件系统之一。 在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其他高科技 应用领域的机械设计和模具设计、加工等领域得到了广泛的应用。 美国 司的主导产品， 度集成的高端软件。 件的发展历史 1960 年， 司成立。 1976 年，收购 统的开发商 司，形产品问世。 1983 年， I 进入市场。 1986 年， 取了 业界领先的、为实践所证实的实体建模核心 部分功能。 1989 年， 布支持 台及开放系统结构。 1990 年， 为 在的波音公司 )的机械标准。 1991 年， 始了从 型机版本到工作站版本的移植。 1993 年， 入复合建模的概念，可将实体建模、曲面建模、线框建模、半参数化及参数化建模融为一体。主 要内容包括 础入门、曲线的建立、曲线的操作与编辑、三维实体建模与编辑、草图的建立及约束管理、表达式、工程图的建立、工程图的编辑与注释、组件装配、组件爆炸视图、组件克隆
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