基于UG的台虎钳的设计与数控加工

1、毕业设计说明书基于UG的台虎钳的设计与数控加工班 级： 学号： 班 级： 学 院： 专 业： 指导教师： 2013年6月基于UG的台虎钳的设计与数控加工摘 要数控技术是用数字信息对机床运动和工作过程进行控制的技术，它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润

2、。UG可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。数控加工需要输入加工程序，当零件过于复杂时，程序会很多，手动输入程序会很繁杂，而用UG进行仿形加工，再自动生成程序，可减少不必要的时间浪费，也可以了解加工过程中的易错之处，而UG就提供一个数控加工模拟与仿真的平台。UG具有实体造型、曲面造型、工程图的生成和拆模等功能。通过UG三维造型、仿形加工可以比手动绘图、手动编程来的简便、也可以提早发现问题、降低错误几率。本论文主要利用UG软件对虎钳件进行了三维造型，同时制定了加工工艺路线，并进行了仿形加工。关键词：数控技术，UG，台虎钳，仿真加工Design and NC machinin

3、g vise based on UGAbstractNumerical control technology of machine tool movement and process control of the use of digital information technology, it is the foundation of modern manufacturing technology of traditional mechanical manufacturing technology, computer technology, modern control technology

4、, sensor technology, network communication technology and light mechanical and electrical technology is equal to one, with high precision and high efficiency, flexibility and automation characteristics of automation, flexible, integrated and intelligent play a decisive role in the manufacturing indu

5、stry.NX is a new generation of digital product development system of UGS PLM, it can drive product innovation through process change. NX unique is the foundation of knowledge management, which can promote the reform of engineering professionals to create greater profits. UG can manage the production

6、 and the performance of the system knowledge, to confirm each design decision according to the known standards.Need to enter the NC machining program, when the part is too complicated, the program will be a lot of manual input process will be very complicated, but with the Profiling of UG, then auto

7、matically generated procedures, reduce unnecessary waste of time, you can also understand the processplace in the error-prone, while the UG to provide a simulation of NC machining and simulation platform.UG has a solid modeling, surface modeling, engineering drawing generation and form removal and o

8、ther functions.By UG dimensional modeling, profiling than manual drawing process can be manually programmed to the simple, early detection of problems can reduce the error probability.In this thesis, using UG software parts of a three-dimensional shape of the vise, while establishing a processing li

9、ne, and had Profiling.Key words: Numerical control technology ，UG ， vise ， simulation of machining目 录1 绪论12 数控加工技术及UG的简要介绍32.1 数控加工技术32.2 UG软件介绍32.2.1 UGS公司及UG软件32.2.2 UG的特点42.3 UG在机械行业中的地位及应用52.3.1 UG在机械行业中的地位52.3.2 UG在行业中的应用63 台虎钳分析与设计93.1 台虎钳分析93.1.1 台虎钳的部件介绍93.2 台虎钳主要零件造型113.2.1 底座的造型113.2.2 丝杠的

10、造型223.2.3 钳口的造型243.2.4 活动钳身的造型253.3 台虎钳的机构装配283.3.1 台虎钳装配示意图283.3.2 台虎钳UG造型装配图展示283.3.3 零件爆炸图展示294 加工工艺选择与加工304.1 机床选择304.2 刀具选择304.2.1选择数控刀具的原则314.3 夹具选择314.3.1 夹具种类按使用特点可分为：314.3.2 装夹方案的选择：324.4 切削量的确定324.5 定位基准的选择334.5.1 定位基准选择的原则334.5.2 确定零件的定位基准334.6 走刀路线的确定334.7 UG自动编程及程序354.6.1 铣平面加工354.6.2 外

11、形加工354.6.3 内腔加工375 加工程序385.1 铣平面程序385.2 外形铣程序395.3 内腔加工程序406 结论41参 考 文 献42致 谢43第 I 页 共II 页1 绪论科学技术的不断进步与工业生产的迅速发展，夹具在工业生产中的使用极为广泛，如汽车、电器、仪器仪表、机械制造、航空航天、轻工业产品等行业，有60%90%的零部件需用夹具加工。如螺钉、螺母、垫圈等标准件，没有夹具就无法大批量生产。新材料的推广应用，如工程塑料、粉末冶金、合金压铸、玻璃成型等工艺也需要夹具来完成批量生产。 夹具是实现压力加工的主要工具，也是现代工业生产中应用极为广泛的主要工艺装备。没有高水平的模具就没

12、有高水平的产品，是制造业的一个共识。作为制造业的重要基础性工艺设备，夹具技术被认为是衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。采用夹具成型工艺生产零部件，具有高效、节能、成本低、保证质量等一系列优点，能适应产品竞争和不断的更新换代。因此，成形是当代工业生产的主要手段和工艺发展方向。夹具工业在现代社会中具有"不衰亡工业"之称，世界夹具市场总体上供不应求，市场需求量维持在每年600亿至650亿美元。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，60%80%的零部件，都需要通过夹具工艺来加工成型。用夹具成型的制件具有高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗

13、，这是其他加工工艺所无法达到的。 欧美许多模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的，CAD/CAE/CAM、高速切削加工等技术在欧企业中得到了广泛应用。将高新技术应用于夹具的设计与制造，已成为当今社会快速制造优质模具的有力保证。 中国夹具生产总量已位居世界第三，虽然中国夹具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但设计制造水平在总体上要比欧美等国落后很多，特别在大型、精密、复杂和长寿命夹具技术上存在明显差距。差别主要表现在下列几个方面：1、体制不顺，基础薄弱；2、人才急缺，在科研开发及技术攻关等方面投入资金太少；3、工艺工装水平低，且配套性不好，利用率低；4、专业化、标准化、商品化程度低，协作

14、性差；5、夹具材料及夹具相关技术落后。电子、通讯、建材等行业对模具的需求，对我国夹具工业和技术产生了巨大的推动作用。未来我国夹具将朝着大型化、精密化、多功能化、标准化、快速成型方向发展。 数控技术是用数字信息对机床运动和工作过程进行控制的技术，它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。1如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。机电产品的结构变得愈来愈复

15、杂、功能变得愈来愈繁多、研制时间变得愈来愈短促、更新换代变得愈来愈急速，这些发展趋势都对机电产品的设计与制造提出新的要求。NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。UG可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。2 在机床上加工一个零件，需要输入加工程序，当零件过于复杂时，程序会很多，手动输入程序会很繁杂，而用UG进行仿形加工，再自动生成程序，可减少不必要的时间浪费，也可以了解加工过程中的易错之处，本次毕业设计就是台虎钳零件的设计与数控加工，而UG就提

16、供一个模拟与仿真的平台，课题就是“基于UG的台虎钳的设计与数控加工”。本次毕业设计中我进行了充分的课题调查并参考和借阅的大量的科技文献，给我的设计提供了大量的理论依据。2 数控加工技术及UG的简要介绍2.1 数控加工技术数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用使普通机械被数控机械所代替，使全球制造业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。为适应这种形势，需要大量培养数控专业技术人才。8随着计算机技术和机床制造业的不断发展，CAD/CAM图形交互式的应用成为数控技术发展的新趋势。数控编程在CAD /CAM系统在中最能明显发挥效益

17、的环节之一，而PDM与UG的结合，让CAD/CAM的设计过程变得容易管理和控制，实现了时间的节约，大大的有助于实现设计加工自动化，提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等。4基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。7PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。2.2 UG软件介绍2.2.1 UGS公司及UG软件Unigraphics solutions 公司（UGS）是全球著名的MCAD供应

18、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等领域通过其虚拟产品开发（VPD）的理念提供多极化的、继承的、企业级的包括软件产品与服务在内的完整的MCAD解决方案。其主要的CAD产品就是UG。UG具有丰富的曲面建模工具。包括直纹面、扫描面、通过一组曲线的自由曲面、通过两组类正交曲线的自由曲面、曲线广义扫掠、标准二次曲线方法放样、等半径和变半 径倒圆、广义二次曲线倒圆、两张及多张曲面间的光顺桥接、动态拉动调整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁减、编辑、点云生成、曲面编辑。1UG（Unigraphics）是集CAD/CAE/CAM一体的三维参数化软件，是当今世界最先进的计算机辅助设计

19、、分析和制造软件。Unigraphics CAD/CAM/CAE 系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。11UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术，在面向过程驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关，从而有效地实现了并行工程。他不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生过程图等设计功能，而且，在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性，同时，可用建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品的加工，其后处理程序支持多种类

20、型数控机床。8它所提供的二次开发语言 UG/openGRIP、UG/open API,简单易学，时间功能多，便于用户开发专用CAD系统。UG进入中国已经有九个年头了，其在中国的业务有了很大的发展，中国已成为远东区业务增长最快的国家。几年来，UG在中国的用户已超过800家，装机量达到3500多台套。2.2.2 UG的特点 （1）复合建模无需草图,需要时可进行全参数设计,无需定义和参数化线可直接利用实体边缘。（2）协同化装配建模可提供自顶向下、自底向上两种产品结构定义方式并可在上下文中设计编辑 ，高级的装配导航工具 ，可图示装配树结构，可方便快速的确定部件位置 ， 对装配件的简化表达，隐藏或关掉特

21、定组件。局部着色 ，强大的零件间的相关性 ，配对条件，零件间的表达式（关系） ，协同化团队工作 ，可方便的替换产品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，团队成员可并行设计产品中各子装配或零件。（3）直观的二维绘图 对制图员来讲，简单并富于逻辑性 ，剖视图自动相关于模型和剖切线位置 ，正交视图的计算和定位可简便的由一次鼠标操作完成 ，自动隐藏线消除 ，自动尺寸排列不需要了解设计意图 ，自动工程图草图尺寸标注。（4）被业界证实的数控加工轴铣 ，车加工， 线切割， 钣金件制造 ，刀轨仿真和验证 ，刀具库标准工艺数据库功能。（5）领先的钣金件制造 可在成型或展开的情况下设计或修改产品结构 ，折弯

22、工序可仿真工艺成型过程 ，钣料展开几何自动与产品设计相关 ，可在一幅工程图中直接展示产品设计和钣料展开几何。（6）集成的数字分析 机构运动学分析 ，硬干涉检查和软干涉检查 ，运动仿真和分析 ，动画过程中的动态干涉检查。 （7）广泛的用户开发工具用户命令宏 ，高级编程语言 ，可自定义裁剪的用户界面。（8）内嵌的工程电子表格 可与其他表格软件交换数据 ，可简便定义零件系列 ，可方便修改表达式 ，可生成扇形图、直方图和曲线图等。 (9) 照片真实效果渲染利用基于数字的设计审视，加快产品上市时间 ，快速成型。2.3 UG在机械行业中的地位及应用2.3.1 UG在机械行业中的地位 UG公司的产品主要有为

23、机械制造企业提供包括从设计、分析到制造应用的Unigraphics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iMAN、产品可视化技术ProductVision以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模核心Parasolid在内的全线产品。UG在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。12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

24、应用，如Navistar、底特律柴油机厂、Winnebago和Robert Bosch AG 等。UG软件在数控加工市场具有良好的口碑，占有大量的市场，尤其在高端多轴精密加工市场占有领先地位，但其设计软件市场占有率不高，UG本身没有良好的分析工具，因此其分析功能主要是借用第三方软件，目前以美国公司的Nastran为主。典型用户：东方汽轮机（高精尖发电机螺旋桨叶片加工）。另外，UGS公司在航空领域也有很好的的表现：在美国的航空业，安装了超过10,000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，拥有如Prat

25、t & Whitney和GE 喷气发动机公司这样的知名客户。航空业的其它客户还有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飞机公司、英国航空公司、Northrop Grumman、伊尔飞机和Antonov。UGS公司的产品同时还遍布通用机械、医疗器械、电子、高技术以及日用消费品等行业，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飞利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和Arctic Cat等。2.3.2 UG在行业中的应用UG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，广泛应用于航空、航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。Unigraphics CA

26、D、CAM、CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。6UG软件面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术，在面向过程驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关，从而有效地实现了并行工程。UG软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能，而且在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高了设计的可靠性；同时，可用建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品的加工，其后处理程序支持多种类型数控机床。另外它所提供的二次开发语言U

27、G/open GRIP、UG/open API简单易学，实现功能多，便于用户开发专用CAD系统。实体建模模块的应用：UG是一种复合建模（Modeling）工具，它提供了多种建模方法。在建立零件模型时， 既可以用基本体素建立简单的实体， 也可以通过对曲线、草图的拉伸、旋转建立各种扫描实体， 还可以用系统提供的特征创建各种特征体。台虎钳的零部件结构并不复杂，但在建模的时候要考虑采用哪种建模方法，因为不同建模方法所建立的实体模型，其编辑性能不同。例如：要创建台虎钳座的三维模型，对于这种阶梯轴，可用基本体素圆柱体来逐段建立，也可逐段绘制圆再对其进行拉伸来建立，还可先建一个基本体素圆柱体，再用凸台特征来

28、建立。在这3种建模方法中，第一种方法建立的轴编辑性不好，如果缩短中间某个台阶的长度，则会出现更新失效的提示，而第三种方法从建模的方便性和各参数的可编辑性来说都是最好的。因此，正确的建模方法对设计的顺利进行至关重要。3对于一个零件模型，虽然没有一种固定的建模顺序和建模方法， 但还是有一定规律可循的。一般应根据零部件的结构特点， 先建立一个基本体素或扫描特征作为零件的毛坯，再参照零件的粗加工过程逐步创建零件的孔、键槽、型腔、凸台、凸垫及用户定义等特征，最后参照零件的精加工过程创建倒圆、倒角、螺纹、修剪和阵列等特征。当然，在建模过程中，可根据建模的需要创建相关的参考特征，各特征的建立顺序应尽可能与零

29、件的加工顺序一致。9由于圆柱、块和锥等基本体素属非关联性特征，它们不与已建立的几何对象关联，因此，为保证模型的可修改性，在一个零件模型中创建的基本体素不要超过1个，而且基本体素一般作为第一个特征。因此，在对台虎钳零部件建模时，首先要选择正确的建模方法，其次确定合理的建模顺序，然后按照零部件的结构特点逐步建立模型。虚拟装配模块的应用：UG装配（Assembly）模块用于实现各零部件间的装配关系。它把多个通过建模模块建立的模型零件，依照Mating（配对）、Align（对齐）和Orient（方位）等关系组装在一起，实现其空间位置的安排。通过装配可以确定零件的空间位置，反映部件的装配结构以及发现其空

30、间干涉情况等。在装配中，部件的几何体是被装配引用，而不是复制到装配中。7不管如何编辑部件和在何处编辑部件，整个装配部件都保持关联性，如果某部件修改，则引用它的装配部件自动更新，反应部件的最新变化。UG装配模块不仅能快速将零部件组合成为产品，而且在装配中，可参照其他部件进行部件关联设计，并可对装配模型进行间隙分析、重量管理等操作。装配模型生成后，可建立爆炸视图，并可将其引入到装配工程图中；同时，在装配工程图中可自动产生装配明细表，并能对视图进行局部挖切。在万向平口钳的设计中，利用装配模块将在建模模块中建立的模型零件按照一定的空间位置关系装配起来，及时检查装配模型是否存在设计尺寸干涉，为将来实际装

31、配的顺利进行提供可靠保证。由此所产生的装配信息可以方便地绘制装配图，并能快速生成装配分解图，节省绘制装配图和零件图的时间和成本。 工程图模块的应用：UG工程图（Drafting）模块提供了自动视图布置、剖视图、各向视图、局部放大图、局部剖视图、自动（手工）尺寸标注、形位公差、粗糙度符合标注、支持GB、标准汉字输入、视图手工编辑、装配图剖视、爆炸图、明细表自动生成等工具。将UG的建模模块创建的台虎钳的各零件和装配模型引用到UG的工程图功能中，快速地生成二维工程图。由于UG的工程图功能是基于创建三维实体模型的二维投影所得到的二维工程图，因此，工程图与三维实体模型是完全关联的，实体模型的尺寸、形状和

32、位置的任何改变，都会引起二维工程图作出实时变化。这样便大大减少了二维图更新所需的时间,可以从根本上杜绝传统的二维工程图设计中尺寸矛盾、丢线等常见错误，从而保证二维工程图的正确无误。将UG软件应用于台虎钳的设计，所赋予的是一种全新的设计方式，它不仅突破了传统二维设计的局限性，更好地体现、验证、完善设计人员的设计意图，而且可以简化复杂产品的设计过程，降低产品成本，在产品投标报价之时，就能够将未来产品的外观、造型、技术性能及特点介绍给用户，更快地将产品推向市场，使产品更具有竞争力。鉴于台虎钳的诸多特点以及UG三维设计软件的优越性，可以预见，UG软件在的台虎钳设计和制造领域将会有广阔的应用前景。3 台

33、虎钳分析与设计3.1 台虎钳分析台虎钳是用来加持工件的通用夹具，主要是装置在工作台上，用以夹稳加工工件，为钳工车间必备工具。转盘式的钳体可旋转，使工件旋转到合适的工作位置。因此台虎钳对于机械加工来说意义非凡。台虎钳设计的特点：（1）耐用铸铁钳身，提供高强度夹持力。（2）旋转底座，功能多样。（3）旋转螺纹固定，保证使用顺滑。（4）底部螺栓直接固定，夹持稳定。（5）镀铬涂层，有效防蚀。台虎钳装夹的原理是从传动上讲是螺旋传动原理，从受力上讲是杠杆原理，更确切地讲是轮轴原理。3.1.1 台虎钳的部件介绍台虎钳由螺杆、垫圈、活动钳身、钳口板、底座和方块螺母等零件组成。当用扳手转动螺杆时，由于螺杆的左边用

34、开口销卡住，使它只能在固定钳座的两圆柱孔中转动，而不能沿轴向移动，这时螺杆就带动方块螺母，使活动钳身沿固定钳座的内腔作直线运动。方块螺母与活动钳身用螺钉连成整体，这样使钳口闭合或开放，便于夹紧和卸下零件。13钳座在装配件中起支承钳口板、活动钳身、螺杆和方块螺母等零件的作用。钳座的左、右两端是由水平的两圆柱孔组成，它支承螺杆在两圆柱孔中转动，其中间是空腔，使方块螺母带动活动钳身沿固定钳座作直线运动。表3.1 虎钳零件序号名称数量1螺杆12垫圈13垫圈1014钳口板25螺钉16螺钉M10-2047螺母M1028销19虎钳底座110活动钳身111方块螺母13.2 台虎钳主要零件造型3.2.1 底座的

35、造型 （1）启动UG系统，选择“开始”菜单中的“所有程序”“UG NX 6.0”，进入UG启动界面。 （2）在UG界面的菜单中选择“文件”“新建”，打开“文件新建”对话框，在“模板”列表中选择“模型”，输入“qianzuo”，单击“确定”进入UG主界面。（3）绘制草图 单击工具栏中的草图按钮，进入UG的草图绘制界面，选择XC-YC平面为工作平面绘制草图，绘制后草图如图3.1所示。15图3.1 钳座草图点击工具栏上“完成草图”图标，草图绘制完毕。（4）创建拉伸特征1在菜单中选择“插入”“设计特征”“拉伸”，或者单击工具栏中的“拉伸”图标，打开如图3.2所示的“拉伸”对话框，选择图3.1所绘草图。

36、在如图3.2所示的对话框中，在“限制”栏中“开始距离”和“终点距离”数值输入栏分别输入0、30，其他默认。在图3.2所示对话框中，单击“确定”按钮，创建拉伸特征1，如图3.3所示。图3.2 拉伸对话框 图3.3拉伸特征1（5）绘制草图2单击“特征工具栏”中的草图按钮，进入草图绘制界面，选择如图3.4所示的平面为工作平面，绘制如图3.5所示草图。 图3.4选择工作平面 图3.5绘制草图2点击完成草图，草图绘制完毕。（6）创建延导线扫描特征单击工具栏中“延引导线扫掠”图标，打开如图3.6所示对话框。 图3.6“延导线扫掠”对话框 图3.7选择引导线在视图区选择如图3.5所示草图。在视图区选择引导线

37、，如图3.7所示。在“布尔”下拉列表中选择“求和”，创建沿引导线扫掠特征，如图3.8所示。图3.8创建沿引导线扫掠特征（7）绘制草图3单击“草图”按钮，进入草图绘制界面，选择XC-YC平面为工作平面，绘制如图3.9所示草图。点击工具栏上的“完成草图”按钮，草图绘制完毕。 图3.9绘制草图3 图3.10创建拉伸特征2（8）创建拉伸特征2单击“拉伸”按钮，打开如图3.2所示的“拉伸”对话框，选择如图3.9所绘制的草图。在3.2所示对话框中，在“限制”栏中“开始距离”和“终点距离”分别输入0、14，其他默认。如图3.2所示，单击确定按钮，创建拉伸特征2，如图3.10所示。（9）创建圆柱体特征1单击工

38、具栏中的“圆柱”图标，打开如图3.11所示的“圆柱”对话框。在“圆柱”对话框中的“类型”下拉列表中选择“轴，直径和高度”类型。在“圆柱”对话框中的“指定矢量”下拉列表中选择如图3.11中所示的方向为圆柱轴向。在“圆柱”对话框中点击“点构造器”按钮，打开如图3.12所示的“点”对话框。 图3.11圆柱对话框 图3.12点对话框在“点”对话框中的“XC”、“YC”和“ZC”的文本框中分别输入16，-57和14 。在“点”对话框中，单击确定按钮，返回“圆柱”对话框。在“圆柱”对话框中的“直径”和“高度”数值输入栏分别输入25，1 。在“圆柱”对话框中的“布尔”下拉列表中选择“布尔差”，单击确定，创建

39、圆柱体，如图3.13所示。图3.13 创建圆柱体特征1（10）镜像圆柱体特征1单击工具栏中“镜像”按钮，打开如图3.14所示的“镜像特征”对话框。在“镜像特征”对话框中的“候选特征”列表中选择上边创建的圆柱体特征1 。在如图3.14所示的对话框中的“平面”下拉列表中选择“新平面”。在如图3.14所示的对话框中的“指定平面”下拉列表中选择YC-ZC平面为镜像平面。在如图3.14中所示的对话框中单击“确定”按钮，镜像圆柱体特征1，如图3.15所示。 图3.14“镜像特征”对话框 图3.15 镜像圆柱体特征1（11）绘制草图4单击特征工具栏中的“草图”按钮，进入草图绘制界面，选择如图3.16所示的平

40、面为工作平面。绘制如图3.17所示的草图。点击工具栏上的“完成草图”按钮，草图绘制完毕。 图3.16选择草图工作平面 图3.17绘制草图4（12）创建拉伸特征3单击工具栏中的“拉伸”图标，打开如图3.2所示的“拉伸”对话框，选择如图3.17中所绘制的草图。在如图3.2所示对话框中，在“限制”栏中“开始距离”和“结束距离”分别输入0、15，其他默认。在如图3.2所示对话框中，打击确定按钮，创建拉伸特征3，如图3.18所示。 图3.18创建拉伸特征3 图3.19“孔”对话框（13）创建简单孔1单击“特征”工具栏中的“孔”图标，打开如图3.19所示的“孔”对话框。在如图3.19所示对话框中的“直径”

41、输入12 。选择放置面，如图3.20所示。选择通过面。在如图3.19对话框中单击“确定”按钮，打开如图3.22所示“定位”对话框。在如图3.22所示对话框中分别选择水平和竖直进行定位，定位后尺寸示意图如图3.21 。在如图3.22所示对话框中，单击“确定”按钮，创建“简单孔”特征，如图3.23所示。 图3.20选择放置面 图3.21定位尺寸示意图 图3.22“定位”对话框 图3.23创建“简单孔”特征（14）创建“圆柱体”特征2单击工具栏中的“圆柱”图标，打开如图3.11所示圆柱对话框。在“圆柱”对话框中“类型”下拉列表中选择“轴，直径和高度”类型。在“圆柱”对话框中的“指定矢量”下拉列表中选

42、择“x轴”方向为圆柱方向。在“圆柱”对话框中单击“点构造器”按钮，打开如图3.12所示的“点”对话框。在“点”对话框中选择“圆心选择”图标，捕捉如图3.23所创建的简单孔的圆心。在“点”对话框中，单击“确定”按钮，返回到“圆柱”对话框。 在“圆柱”对话框中的“直径”和“高度”数值输入栏分别输入25、1 。在“圆柱”对话框中的“布尔”下拉列表中选择“布尔差”，单击“确定”按钮，创建圆柱体，如图3.24所示。 图3.24创建“圆柱体”特征2 图2.25创建“简单孔”特征2（15）同样的，创建简单孔特征2、圆柱体特征3，如图2.25和2.26所示。 图3.26圆柱体特征3 图2.28选择螺纹放置面（

43、16）创建螺纹特征单击“螺纹”按钮，打开如图2.27所示“螺纹”对话框。图3.27“螺纹”对话框在如图3.27所示对话框中选择“详细”单选按钮。在示实体中选择创建螺纹的圆柱面，如图3.28所示。在如图3.27所示对话框中的文本框中的所有参数采用默认设置。在如图3.27所示对话框中单击应用按钮，创建螺纹特征1，如图3.29所示。同理，创建螺纹特征2，如图3.30所示。 图3.29“螺纹”特征1 图3.30“螺纹”特征2（17）绘制草图5并创建拉伸特征4，如图3.31、3.32 示。 图3.31绘制草图5 图3.32创建拉伸特征4（18）创建边倒圆特征点击“特征操作”工具栏中的“边倒圆”图标，打开

44、如图3.33所示的边倒圆对话框。在视图区选择第一组边缘，如图3.34所示。在如图3.33所示对话框中“半径1R”文本框中输入5 。在如图3.33所示对话框中，单击应用按钮，创建边倒圆特征，如图3.35所示。 图3.33“边倒圆”对话框 图3.34选择第一组边缘同理，创建第二组边倒圆特征，半径为2，如图3.36所示。 图3.35创建第一组边倒圆特征 图3.36创建第二组边倒圆特征3.2.2 丝杠的造型（1）绘制草图启动UG，进入UG主界面。在UG界面的菜单中选择“文件”“新建”，打开“新建文件”对话框，在“模板”列表中选择“模型”，输入“sigang”，单击“确定”按钮，进入UG主界面。选择XC

45、-YC平面为工作平面绘制草图，如图3.37 。点击工具栏“完成草图”图标，草图绘制完毕。图3.37 螺杆草图（2）创建旋转特征单击工具栏的“回转”按钮，打开“回转”对话框，如图3.38 。图3.38“回转”对话框在视图区选择如图3.37所示绘制的草图，单击鼠标中键，选择回转轴方向和基点，如图3.39所示。 图3.39 选择回转轴 图3.40 创建回转特征在如图3.38所示对话框中，设置“限制”的“开始”选项为“值”，在其文本框中输入0，同样设置“终点”选项为“值”，在其文本框中输入360 。在如图3.38的对话框中，单击“确定”按钮，创建旋转特征，如图3.40所示。（3）创建倒角特征单击“特征

46、操作”工具栏中的“倒角”图标，绘制钳口板草图，如图3.41与图3.42所示。 图3.41选择倒角边 图3.42创建倒角特征（4）创建螺纹特征单击“螺纹”按钮，选择创建螺纹的圆柱面，如图3.43所示。采用对话框中的默认设置，单击“确定”按钮，创建螺纹特征，如图3.44所示。 图3.43选择螺纹圆柱面 图3.44创建螺纹特征3.2.3 钳口的造型（1）绘制钳口板草图，如图3.45所示。（2）单击“特征操作”工具栏中的“拉伸”图标，创建拉伸特征，如图3.46所示。（3）单击“特征操作”工具栏中的“孔”图标，创建埋头孔，并镜像，如图3.47所示。图3.45钳口板草图 图3.46创建拉伸特征 图3.47

47、创建埋头孔特征3.2.4 活动钳身的造型（1）如图3.48所示，创建活动前身草图。（2）创建拉伸特征1，如图3.49所示。 图3.48创建草图 图3.49创建拉伸特征1（3）如图3.50所示，选择工作平面，创建如图3.51所示草图2，点击“完成草图”按钮，结束草图绘制。 图3.50选择草图平面 图3.51绘制草图2（4）创建拉伸特征2，如图3.52所示。 图3.52创建拉伸特征2 图3.53选择工作平面（5）如图3.53所示，选择工作平面，绘制如图3.54所示草图3，点击“完成草图”按钮。 图3.54绘制草图3 图3.55创建延导线扫掠特征（6）点击“延导线扫掠”特征按钮，选择如图3.54所示

48、草图，创建延导线扫掠特征，如图3.55所示。（7）如图3.56所示选择平面，创建沉头孔，如图3.57所示。 图3.56选择平面 图3.57创建沉头孔（8）如图3.58所示，选择放置面，创建简单孔，并创建螺纹特征，如图3.59所示。 图3.58选择放置面 图3.59螺孔（9）镜像简单孔与螺纹特征，如图3.60所示。 （10）选择“特征操作”工具栏中的“边倒圆”按钮，创建边倒圆特征，如图3.61所示。 图3.60镜像简单孔与螺纹特征 图3.61创建边倒圆特征3.3 台虎钳的机构装配3.3.1 台虎钳装配示意图台虎钳是一种在机床工作台用来加持工件，以便于对工件进行加工的夹具。台虎钳装配采用了俯视图、

49、主视图、三维立体图和表示单独零件的爆炸视图来表示，主视图采用了全剖视图，反映台虎钳的工作原理和零件间的装配关系，俯视图反映了固定钳身的结构形状。图3.12 虎钳装配图3.3.2 台虎钳UG造型装配图展示图3.13 虎钳模拟装配3.3.3 零件爆炸图展示图3.14 虎钳零件爆炸图4 加工工艺选择与加工4.1 机床选择 数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。11 高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。 高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。 高速度：数控机床各轴运行的速度将

50、大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。 模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。 数控机床使用范围越来越大，国内国际市场容量也越来越大，但竞争也会加剧，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。不同类型的零件应在不同的数控机床上加工，要根据零件的设计要求选择数控机床。数控车床适合于加工形状比较复杂的轴类零件盒由复杂曲线回转形成的模具内型腔。数控立式镗铣床盒立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂平面或立体零件、泵体阀体、壳体等。多坐标

51、联动的卧室加工中心还可用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。总之，不同类型的零件要选用相应的数控机床加工，易发挥数控机床的效率和特点。 数控铣床加工中心加工柔性比普通数控铣床优越，有一个自动换刀的伺服系统，对于工序复杂的零件需要多把刀加工，在换刀的时候可以减少很多辅助时间，很方便，而且能够加工更加复杂的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。4.2 刀具选择选择合适的刀具和参数，对于金属切削加工，能起到事半功倍的效果。刀具材料选用硬质合金，钻头和铰刀选用高速钢。且切削速度比高速钢高410倍，但其冲击韧

52、性与抗拉强度远比高速钢差。而铣刀种类繁多，在使用时要根据加工部位、表面粗糙度、精度等来选用。底座的加工主要是平面和孔的加工，需要粗精分开，粗加工时要保证一定的加工效力而精加工要保证精度，主要是保证一定的经济效益。4.2.1选择数控刀具的原则 刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。 选择刀具寿命时可考虑如下几点，根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选的比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具

53、，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产率，刀具寿命可选的低些，一般取1530min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选的高些，应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选的低些，当某些工序单位时间内所分担到的全厂开支较大时，刀具寿命应选的低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适用高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可转位刀片。4.3 夹具选择机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置称为