吹风机造型及模具数控加工设计

1、电吹风三维建模与数控加工工艺研究电吹风三维建模与数控加工工艺研究作者姓名：付轶专业名称：机械工程及自动化指导教师：骆静摘要此次的设计对象是应用很广泛的吹风机外壳模型，主要针对怎样建模，以及模具加工工艺的安排，要对其先进行三维造型，合理的选择分型面、分模、出刀路，以及模拟加工。运用了UG软件，通过UG软件来绘制三维立体图，出刀路，自动导出程序以及模拟加工。还有对于刀具的合理选择，几何参数的选择，达到要求的表面粗糙度值，通过数控铣床加工，并且对模具材料和加工工艺的安排。在对工件模具的加工过程中，可以利用UG进行数控铣削自动编程。结合UG强大的参数化功能和后处理器支持多种数控机床功能，可迅速自动生成

2、数控代码,缩短编程人员的编程时间,提高程序的正确性和安全性,降低生产成本,提高工作效率。关键词：电吹风 三维造型 加工工艺 自动编程 数控加工 IAbstractThe design object is application of a wide range of hair dryer shell model, mainly aimed at how to modeling, and the arrangement of the mold processing technology, to its first 3 d modeling, reasonable choose the partin

3、g surface, parting, a knife, and the machining simulation. Using the UG software, using UG software to draw 3 d stereogram, knife road, automatic export processing and simulation program. And for reasonable selection of a tool, the selection of geometric parameters, and meet the requirements of the

4、surface roughness value, through numerical control milling machine processing, and for the arrangement of the advanced materials and processing technology.In the machining process of work piece mold, can make use of UG automatic programming for no milling. Combined with UG powerful parametric functi

5、ons and post-processor to support a variety of CNC machine functions, can automatically generate no code quickly, shorten the programmer programming time and improve the safety of the correctness of the program and reduce production cost, improve work efficiency.Key words: electric hair drier，3 d mo

6、deling, processing technology, automatic programming, numerical control machining目录摘要IAbstractII目录III前言11第一章 概述31.1数控编程及其发展31.2数控加工零件的特点：51.3数控加工工艺的特点：51.3.1数控加工工艺的主要内容61.4UG软件的简介61.5UG来源及其优缺点81.6数控概述91.6.1数控机床简介91.6.2数控机床特点91.6.3数控机床的组成101.6.4数控机床发展趋势101.7本论文的研究内容112第二章 UG实体建模132.1建模参考特征132.2对于实体的绘

7、制分析133第三章 吹风机的分模183.1吹风机的整体部件划分183.2吹风机机身的分模184第4章 上模的加工工艺分析214.1工艺分析214.1.1上面平面的加工分析224.1.2对称销孔及螺纹底孔的加工224.2基准的选择224.2.1粗基准的选择224.2.2精基准的选择234.3加工路线的设计234.4刀具和设备的选择244.4.1刀具的选择244.4.2加工设备的选择254.5切削用量的选择255第五章 数控自动编程275.1编程方法的确定275.2数控编程的具体步骤与要求275.2.1分析零件图275.2.2工艺处理275.2.3数值计算285.2.4编写加工程序单285.2.5

8、制作控制介质285.2.6程序校验与首件试切295.3确定编程原点295.4自动编程306第六章 模拟加工336.1打开模型文件进入加工模块336.1.1打开模型文件336.1.2进入加工环境336.2创建几何体336.2.1创建机床坐标系336.2.2创建安全平面346.2.3创建部件几何体346.2.4创建毛坯几何体，切削几何体356.2.5创建型腔铣36总结42致谢43参考文献44IV前言我国随着改革开放步伐的进一步加快，中国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入WTO后，作为制造业基础的数控加工行业得到了迅猛的发展。 模具是工业生产的基础工艺装备，由于用模具加工成形零部件具有生产效率高

9、，质量好，节约原材料和能源，成本低等一系列优点，以成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。近年来，中国塑料模具发展速度相当快。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其它模具。 然而数控加工在现代制造行业中广泛应用。数控加工技术具有独自的特点。第一，能适应不同零件的自动加工。第二，生产效率和加工精度高，加工质量稳定。同时由于数控机床本身精度高，还可以利用软件进行精度校正和补偿，又因为它是根据数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差。第三，能完成复杂曲面的加工，

10、可实现多轴加工这可以满足当今复杂模具的加工要求。第四，工序集中，一机多用。数控使难以加工的曲面的复杂形状的工件加工轻而易举，而对工人的技术要求降低，并且可以使模具的制造精度显著提高，生产效率的以大幅度提升，开发周期大大缩短。数控加工是模具加工工艺领域中的一项关键技术。 因此，数控编程的优化设计十分重要，随着CAD/CAM、数控加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命，传统的二维设计及模拟加工方式正逐步被基于产品三维数字化制造方式所取代。在这场技术革命中，逐步掌握三维CAD/CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计与

11、制造是其中的关键。这也是本作业利用UG造型设计与UG数控编程优化设计的研究范围，目的意义在于以优化的数控程序获得最高的生产效率价值，其中技术要求保证零件既不能过切，又不能欠切等质量的前提下加工时间最少、最快而且整个加工过程要绝对的安全。最值得注意的问题是刀具位置的控制一定要杜绝撞刀、跳刀等危险动作发生。通过这次，作业可获得XXX模型曲面数控加工的优化程序以高效率、最经济加工出复杂曲面。 本论文是将数控加工技术与UG软件的功能有机的结合，以实例重点讲解UG建模分模，UG数控编程中各个参数，说明该参数的意义和设置发放，利用软件强大的加工功能生成NC代码，对数控编程优化设计有了更深一层的认识以及更高

12、效学习与了解。1 第一章 概述数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行交换和放大处理，然后由传动机构驱动数控机床，从而加工零件，所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。 1.1 数控编程及其发展数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。在机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关

13、、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质上；最后输入到书空机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因此，把从零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。（1）手工编程。手工编程是指程序编制的整个过程步骤几乎全部是由日人工来完成的。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错的机会较少，这时用手工编程即及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加

14、工程序比较长的，使用手工编程将十分烦琐、费时，而且容易出现错误，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况。影响数控机床的开动率。此时必须用自动编程的方法编制程序。（2）自动编程。自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是利用计算机和相应的处理程序后置处理程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工方案外，（有些自动编程系统能自动确定 最佳的加工工艺参数），其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编写人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计算机，由计算机自

15、动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，宾噶在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，直至自动穿出数据加工纸带，或将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。CAM软件是将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形式加工程序输入数控机床进行加工。自动编程的出现使得一些计算烦琐、手工编写困难。或手工无法编出的程序都能实现。从20世纪中叶数控技术出现以来，数控铣床给机械制造业带来了革命性的变化。数控铣床加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经

16、济效益的提高。数控铣床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控铣床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在数控技术之上。数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及

17、生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 数控铣床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。 随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等1958年我国开始研制数控机床，1975年又研制出第一台加工中心。我国是世界上机床产量最多的国家，但数控机床的产品竞争力在国际市场中仍处于较低水平，即使在国内市场也面临着严

18、峻的形势。目前，在数控技术领域，我国同先进国家之间还存在不小的差距，但这种差距正在缩小。数控技术的应用也从机床控制拓展到其他控制设备，如：数控电火花线切割机床、数控测量机和工业机器人等。1.2 数控加工零件的特点：在数控机床上加工的零件，可以是普通零件，但更多的零件是普通机床加工起来具有一定的难度或对操作人员的技术水平有相当高的要求，一般在数控机床上加工的零件有如下的特点：1、多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件、短期急需的零件。2、轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。3、用普通机床加工较困难或无法加工（需昂贵的工艺装备）的零件。4、价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。1.3 数

19、控加工工艺的特点：由于数控加工是利用程序进行加工，因此，数控加工工艺就必须有利于数控程序的编写并体现数控加工的特点，一般数控加工工艺具有如下的特点：1、数控加工工艺要充分考虑编程的要求。2、数控加工工艺中工序相对集中，因此，工件各部位的数控加工顺序可能与普通机床上的加工顺序有很大区别。数控工艺规程中的工序内容要求特别详细。如加工部位、加工顺序、刀具配置与使用顺序，刀具加工时的对刀点、换刀点及走刀路线、夹具及工件的定位与安装、切削参数等，都要清晰明确，数控加工工艺中的工序内容比普通机床加工工艺中的工序内容详细得多。1.3.1 数控加工工艺的主要内容（一）分析加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求

20、，并根据数控编程的要求对零件图作数学处理。（二）制定数控加工路线，确定数控加工方法。（三）确定工件的定位与装夹方法，确定刀具、夹具。（四）调整数控加工工序，如对刀点、换刀点的选择、刀具的补偿等。（五）分配数控加工中的加工余量，确定各工序的切削参数。（六）填写数控加工工艺卡片。1.4 UG软件的简介Epigraphic Solutions 公司（简称UGS） 是全球著名的MCAD供应商，主要为汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械以及电子工业的领域通过气虚拟产品开发（VPD）的理念提供多极化、集成的、企业级的包括软件产品与服务在内的完整的MCAD解决方案。气主要的CAD产品是UG。UG是集C

21、AD/CAE/CAM于一体的三位参数化软件，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用与航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。UG公司的产品主要有为机械制造企业提供包括从设计、分析道制造应用的Epigraphic软件、基于Windows的设计与制图产品Solid Edge、集团级产品数据管理系统imam、产品可视化技术Product Vision以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模和兴Para solid在内的全线产品。UG的发展历史可以追溯到1960年，以下是UG软件的发展历史：（1）1960年：McDonnell Douglas Automation公司

22、成立。（2）1976年：收购Epigraphic CAD/CAM/CAE系统的开发商United Computer公司，Epigraphic雏形产品问世。（3）1983年：Epigraphic进入市场。（4）1986年：Epigraphic吸取了业界领先的、为实践所证实的实体建模核心Para solid的部分功能。（5）1989年：Epigraphic宣布支持UNIX平台以及开放系统结构，并将一个新的与STEP标准兼容的三维实体建模核心Paranoid引入Epigraphic。（6）1990年：Epigraphic作为McDonnell Douglas的机械CAD/CAM/CAE的标准。（7）

23、1991年： Epigraphic开始了从CADAM大型机版本到工作站版本的移植。（8）1993年：Epigraphic引入复合建模的概念，可将实体建模、曲面建模、线框建模、半参数化以及参数化建模融为一体。（9）1995年： Epigraphic首次发布Windows NT版本。（10）1996年： Epigraphic发布了能够自动进行干涉检查的高级装配功能模块、最先进的CAM模块以及有A累曲面造型能力的工业造型模块；他在全球迅猛发展，占领了巨大的市场份额，已成为高端、中端及商业CAD/CAM/CAE应用开发的常用软件。（11）1997年： Epigraphic新增了包括WAVE在内的一系列

24、工业领先的新功能，WAVE这一功能可以定义，控制盒评估产品模块；被认为是在未来五年中业界最有影响的新技术。（12）2000年： 发布新版本UGV17。新版本的发布，使UGS成为工业界第一个可装载包含深层嵌入“基于工程知识”（KBE）语言的世界级MCAD软件产品的主要供应商。利用UGV17，制造业公司在产品设计中可以通过一个叫做“KnowledgeDrivenAutomation”（KDA）的处理技术来获取专业知识。（13）2001年：发布新版本UGV18，新版本中对旧版本中对话框做了大量的调整，使在更少的对话框中完成更多的工作从而使设计更加快捷。自从UG出现以后，在航空航天、汽车、通用机械、工

25、业设备、医疗机械以及其他高科技应用领域的机械设计和莫及加工自动化的市场上得到了广泛的应用。多年来，UGS一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，同时Unigraphics也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准，并在全球汽车行业得到了很大的应用。另外，YG软件在航空领域也有横好的表现：在美国的航空业，安装了超过10000套UG软件；在俄罗斯航空业，UG软件具有90%以上的市场；在北美汽轮机市场，UG软件占80%。UGS在喷气发动机行业也占有领先地位。（14）2002年2007年间陆续发布新版本UGNX1.0UGNX2.0UNGX3.0UGNX4.0UGN

26、X5.0，主要增加了注塑模具设计、级进模具设计、汽车车身覆盖件设计与分析等的功能模块，是设计范围更加广泛，涉及功能更加强大。同时，UGS公司的产品还遍布通用机械，医疗机械，电子，高技术以及日用消费品等行业。UG进入中国以后，其在中国的业务有了很大的发展，中国已成为其在远东区业务增长最快的国家。1.5 UG来源及其优缺点UG 是美国UGS 公司的一款集CAD/CAM/CAE于一身的高端三维CAD 软件。其中包含零件设计、二维工程图、零件加工和仿真以及有限元分析等模块。通过模块之间的无缝集成，实现了零件的三维信息在设计、数控加工以及有限元分析模块之间的共享，具有设计修改方便，更新迅速等特点。随着提

27、高产品加工效率的需求越来越高，数控加工设备的使用也越来越普及，数控车床、数控车削加工中心、数控车铣复合加工中心已大量应用于各制造行业中。UG NX6中提供了强大的数控车削加工模块，包含了粗车加工、精车加工、中心钻孔加工、螺纹加工等操作，能够实现各种复杂回转类零件的数控加工编程。UG自从1990年进入我国以来，以其强大的功能和工程背景，已经在我国的航空、航天、汽车、模具和家电等领域得到广泛的应用。尤其UG软件Pc版本的推出，为UG在我国的普及起到了良好的推动作用。UG NX 6O是NX系列的最新版本，它在原版本的基础上进行了多处的改进。例如，在特征和自由建模方面提供了更加广阔的功能，使得用户可以

28、更快、更高效、更加高质量。地设计产品。对制图方面也作了重要的改进，使得制图更加直观、快速和精确，并且更加贴近工业标准。UG具有以下优势；1、为机械设计、模具设计以及电器设计单位提供一安完整的设计、分析和制造方案。 2、是一个完全的参数化软件，为零部件的系列化建模、装配和分析提供强大的基础支持。 3、可以管理CAD数据以及整个产品开发用期中所有相关数据，实现逆向工程(Reverse design)和并行工程(Concurrennt Engnieer)等先进设计方法。4、可以完成包括自由曲面在内的复杂模型的创建，同时在图形显示方面运用了区域化管理方式，节约系统资源。5、具有强大的装配功能，并在装配

29、模块个运用了引用集的设计思想，为节省计算机资源提出了行之有效的解决方案，可以极大地提高设计效率。1.6 数控概述1.6.1 数控机床简介数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。数控机床种类繁多，由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。1.6.2 数控机

30、床特点数控机床的操作和监控全部在控制单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点： 1.加工精度高，具有稳定的加工质量。 2.可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件。 3.加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间。4.机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的35倍）。 5.机床自动化程度高，可以减轻劳动强度。6.对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。 1.6.3 数控机床的组成数控机床一般由下列几个部分组成： 1、主机，它是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。它是用于完成各种切削加

31、工的机械部件。2、数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 3、驱动装置，它是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。它在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 4、辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度

32、头，还包括刀具及监控检测装置等。 5、编程及其它附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。1.6.4 数控机床发展趋势高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势，近几年来，在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在以下方面。1、机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣-车复合、车铣复合、车-镗-钻-齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。 2、智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新

33、的突破，在数控系统的性能上得到了较多体现。如：自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段，智能化提升了机床的功能和品质。3、机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用，使得柔性线更加灵活、功能进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线已经开始应用。 4、精密加工技术有了新进展数控金切机床的加工精度已

34、从原来的丝级（0.01mm）提升到目前的微米级（0.001mm），有些品种已达到0.05m左右。超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05m左右，形状精度可达0.01m左右。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001m）。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。 5、功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展，并取得成熟的应用。全数字交流伺服电机和驱动装置，高技术含量的电主轴、

35、力矩电机、直线电机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大的提高数控机床的技术水平。1.7 本论文的研究内容由于UG 的应用多集中在数控铣、加工中心等方面，本论文以吹风机的造型设计、然后通过UG软件设计出加工该造型的模具，所以在本论文中以模具加工为例，介绍了基于UG的自动编程的方法和如何创建数控铣床后处理文件的方法。在数控铣床上完成该零件的铣削加工，结果表明加工精度符合图纸要求、基于UC的自动编程可以提高NC程序的正确性和安全性、同时还能提高工作效率。数控机床的编程方法分为手工编程和自动编程。从零件图样分析、工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要由

36、人工完成的编程过程称为手工编程。自动编程也称为计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。自动编程工具分为语词式自动编程工具和图形交互式自动编程工具，当今主流的自动编程工具为图形交互式自动编程工具。目前，数控铣削加工中普遍采用UG或Mastercam自动编程，本文讨论了基于UG自动编程的数控铣削加工方法，UG的数控铣模块包含钻孔、铰孔，铣形腔加工等操作，用UG的铣削模块可自动生成数控车床的NC程序，UG产生NC程序的步骤为：零件建模创建程序创建刀具创建几何体创建操作生成刀具轨迹生成NC程序。2 第二章 UG实体建模2.1 建模参考特征参考特征包括基准轴，基准面和基准坐标系，一般在

37、特征建模操作和草图中作为确定位置和方向的辅助工具。参考特征有固定的和相对的，相对的参考特征与实体保持关联。再创造默写简单实体和一些形状较复杂的不规则实体时，采用系统默认的固定的基准平面和基准轴作为实体建模的参考，往往不能有效的创建模型，这时就需要很好的选择参考的基准平面和基准轴。2.2 对于实体的绘制分析如图2-1所示，为吹风机整体三维图，该图有较多的曲面，而且外形尺寸复杂，其中吹风机机身要分上下两部分分开画，左右两边相对对称，以中心线为界分开画，这里运用了很多命令，比如拉伸、切除、圆角，以及旋转等等。对于该实体的绘制难度相对较难，一些平面的连接是很难绘制的，故要考虑周到才能合理的绘制出来。图

38、2.1 吹风机三维造型图图2.11）、整体绘制的过程打开UG6.0的快捷方式。在工具条上单击“新建文件”按纽。系统弹出对话框。在新建文档中选择单位为“毫米”，类型为“零件”，然后单击“确定”按纽创建一个新的零件文件。2）、基准面的建立单击菜单栏上的基准按钮，然后选择“基准面” “主平面”，拾取坐标系，从而建立坐标平面。3）、外壳绘制过程单击选择XZ平面，右击草图，通过直线指令，圆弧指令，尺寸标注指令等，绘制如图2-2所示草图图2.2 旋转草绘图退出草图，选择“实体”“新建” “旋转”，然后选择草图，以及旋转轴，如图2-3所示图2-3实体旋转部分4）、手柄草绘画出手柄处的草图，退出草图，选择“实

39、体”“新建” “拉伸”，选择外形轮廓草图，两边增量15mm，如图2-4所示。 图2.4 手柄草绘及实体图单击圆角指令，选择手柄各外边，输入半斤值5mm，然后选择融合指令，融合旋转部分和手柄部分，再通过圆角指令倒圆角相交处5mm的圆角，如图2-5所示。 图2.5 手柄圆角图 图2.6 手柄防滑槽5）、手柄防滑槽的绘制吹风机的手柄处，为了在使用时，便于使用时，故在手柄处加了圆柱槽，增大与手之间的摩擦，直径为2mm的圆尺寸为，通过删除拉伸得出，如图2-6所示6）、按钮的建立选择建立基准面，通过手柄的中心线建立基准平面，然后在基准平面上进行草绘、两边对称拉伸，如图2.7图2.7 按钮的绘制 图2.8

40、抽壳7）、抽壳对所有实体进行融合指令，单击抽壳指令，选择内侧，通用厚度为2mm，拾取开面，指定抽壳方向，如图2-8所示。8）、螺钉圆柱通过选择基准面为壳体的内平面，建立草绘，通过拉伸，孔特征最终拉伸为下图所示图样，在拉伸高度控制上，要低于分型面1mm；保证两个壳体合装的时候能够平面贴紧。如图2.9图2.9 凸台拉伸3 第三章 吹风机的分模3.1 吹风机的整体部件划分吹风机的机身是整个模具中最重要的部件，各项要求精度也较高，模具分型面的设定是非常重要的，如图3-1所示为其三维立体图，将其分为如图3-2所示进行切分模，图3.1 吹风机实体造型图 图3.2 切分模3.2 吹风机机身的分模吹风机的机身

41、机身由两部件组成，因为是不对称的两部件，特别市在一些侧向部分，有通孔的，必须在分模的时候考虑到实际注塑模具时，补一些面，以及按键和螺纹链接的不同，所以要分别进行单独的分模，机身1的分模如图3-3所示，图3-4为机身2的分模图。 图3-3机身1分模图 图3-4机身2分模图 通过分型面的建立，从而得到各加工模具的实体图，从上图可以看出，主要有上模和下模，下图3-5为上模.图3-5 上模简要操作步骤：第一步  选择菜单栏应用下的模具向导，以打开模具工具条，选择导入命令导入产品，设置材料选项，选择工具栏动态WCS命令对坐标进行旋转，按MB2（鼠标中键）确定，选择模具CSYS锁定坐标系第二步&

42、#160; 选择UG模具向导下工件命令出现工件尺寸对话框，设定工件尺寸，选择分型管理器下创建/删除补片曲面，选择补片环选择下的自动选项选择自动修补，曲面修补完成，选择分型管理器下编辑分型线命令，选择分型线下自动搜索分型线指令第三步  选择UG分型管理器下的转换命令，选择点构建器创建点，选择分型管理器下的创建分型面命令，选择分型面下拉伸选项创建第一个分型面，选择分型面下扩展面创建第二个分型面，选择分型面下拉伸选项创建第三个分型面，选择分型面下扩展面选项创建下一个分型面，设定公差，选择缝合命令缝合分型面第四步  选择UG分型管理器下抽取区域和分型线命令，选择区域和直线下边界区域

43、选项，查看总面数是否等于型腔面与型芯面的和，选择分型管理器下创建型腔和型芯，选择型腔和型芯下自动创建型腔和型芯，分模成功，创建出来的分模面如图3-6所示：图3-6分模图4 第4章 上模的加工工艺分析4.1 工艺分析图4.1 所示是上模的实体图，工件材料为45钢，毛抷尺寸为230mm×245mm×70mm的锻件。该零件包含铣四周面、铣上结合面、钻螺纹底孔、钻、铰销孔等操作，在加工中精加工上结合平面，在销孔中用在配合用的，采用H7/h7的配合加工。4.1 实体图图4.1 实体零件图在本设计中，平面与外轮廓表面粗糙度要求Ra3.2mm,可采用粗铣半精铣方案。在上图中可以看出上下两

44、个面有平行度的要求，所以先加工一个面，然后另外一个面以刚加工的面为基准，选择以上方法完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度要求。在形腔的加工中采取UG程序自动编程加工。4.1.1 上面平面的加工分析在本设计中，上下两个平面的加工要保证其平行度的要求，先加工一平面，然后以该平面为基准，去加工另一个平面。这样该工件的平行度公差就得到了保证。平面的加工，直接采用铣削加工。4.1.2 对称销孔及螺纹底孔的加工以加工好的四周平面为尺寸定位基准，向对称的方向上加工小孔，对于对称小孔的加工，对称度要求不是很高，一般的的加工设备都能保证，为了节省装夹刀具的时间，加工该孔采用自动换刀的加工中心。在销孔的加工中采

45、取一次走刀完成，保证两削孔的中心距的要求。4.2 基准的选择4.2.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加

46、工余量最小的表面作为粗基准。可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。为了满足上述要求，基准选择以模具板的底面为粗基准，加工出另外的平面。4.2.2 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。本工件是以加工好的下面和孔为基准，来加工上平面好周围的四面，所以在选择加工基准时无疑也就提高了该工件孔的精度。4.3 加

47、工路线的设计由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应降低生产成本。工艺路线的选择，按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序.制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。为了选择最好的加工路线，先拟定一下两种加工方案。工艺路线方案一：工序 1 、方体坯料工序 2、粗铣、半精铣230mm×245mm×70mm下平面。工序 3、

48、粗铣、半精铣230mm×245mm×70mm上平面，并钻2-8销孔，2-12螺纹底孔。工序 4、以铣好的下平面定位基准，铣周围的平面；工序5、铣形腔面工序 6、去毛刺工序 7、 检验方案二：工序 1 、方体坯料工序 2、粗铣、半精铣230mm×245mm×70mm下平面工序 3、粗铣、半精铣230mm×245mm×70mm的另外五个平面并钻孔工序 4、铣型腔面工序 5、去毛刺工序 6、检验按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序,来选择加工方案，在选择加工方案中，还要注意加工工序集中，尽量减少装夹次数。所以我们选择

49、方案二为本次的加工工艺方案。4.4 刀具和设备的选择4.4.1 刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓

50、形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。刀具材料：硬质合金钢按照图样要求，加工上型腔模数控加工刀具卡片如下：表4-1 表4-1序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径 /mm备注1T0101¢35mm硬质合金端面铣刀1铣削上下表面0.52T0202¢8钻头1钻¢8H7的孔3T0303¢10.5钻头1钻¢M12的底孔4T0404¢3硬质合金球头铣刀1粗铣、精铣削工件的型腔表面编制审核批准日期4.4.2 加工设备

51、的选择根据工艺方案的设计以及材料的加工特性，主要是想通过本设计进一步了解数控加工程序的编制，所以我们选择加工中心进行数控加工。4.5 切削用量的选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。该零件材料切削性能较好，铣

52、削平面、外轮廓面时，留0.5mm精加工余量，其次一刀完成粗铣。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工铸（190-260HB）时的切削速度为45-90m/min，取v=70m/min,然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速）。1 主轴转速n（单位r/min）n=vc*1000/(*Dc) vc为切削速度为圆周率Dc为刀具直径(mm)2 进给速度Vf(单位mm/min) Vf=n*z*fz n为轴速（单位r/min） z为刀具齿数 fz为进给率(单位mm/齿，此值由刀具供货商提供)表4-2 上分型模数控加工切削用量 表4-2刀具/参数

53、切削速度m/min切削深度mm进给量mm/齿主轴转速r/min进给速度面铣刀356010.151200600粗立铣刀10602.50.12000500¢8钻头505.50.05350405 第五章 数控自动编程5.1 编程方法的确定 在普通机床上加工零件时，首先应由工艺人员对零件进行工艺分析，制定零件加工的工艺规程，包括机床、刀具、定位夹紧方法及切削用量等工艺参数。同样，在数控机床上加工零件时，也必需对零件进行工艺分析，制定工艺规程，同时要将工艺参数、几何图形数据等，按规定的信息格式记录在控制介质上，将此控制介质上的信息输入到数控机床的数控装置，由数控装置控制机床完成零件的全部加工。

54、我们将从零件图样到制作数控机床的控制介质并校核的全部过程称为数控加工的程序编制，简称数控编程。数控编程是数控加工的重要步骤。理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样要求的合格零件，同时应能使数控机床的功能得到合理的利用与充分的发挥，以使数控机床能安全可靠及高效地工作。一般来讲，数控编程过程的主要内容包括：分析零件图样、工艺处理、数值计算、编写加工程序单、制作控制介质、程序校验和首件试加工。5.2 数控编程的具体步骤与要求5.2.1 分析零件图首先要分析零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种数控机床上加工。同时要明确加工的内

55、容和要求。5.2.2 工艺处理在分析零件图的基础上，进行工艺分析，确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工路线（如对刀点、换刀点、进给路线）及切削用量（如主轴转速、进给速度和背吃刀量等）等工艺参数。数控加工工艺分析与处理是数控编程的前提和依据，而数控编程就是将数控加工工艺内容程序化。制定数控加工工艺时，要合理地选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数等；同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能；尽量缩短加工路线，正确地选择对刀点、换刀点，减少换刀次数，并使数值计算方便；合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳；避免刀具与非加工面的干涉，保证加工过程安全可靠等 5.2.3 数值计算根据零件图的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，