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1、沈阳航空航天大学毕业设计(论文)摘 要现今，机械行业广泛采用CAD/CAM技术，并通过数控机床进行加工，大大缩短了产品的开发和制造周期，提高了产品的技术含量，降低了成本。本论文中详细的阐述了变速箱的三维建模和数控编程过程，应用UG实现了零件的三维建模，在UG环境中进行了数控仿真加工，并生成了NC仿真加工程序。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。论文共分四个部分，在第一部分简单的介绍了CAD/CAM技术；第二部详细介绍了基于UG的三维实体建模；第三部分详细介绍了基于UG的数控加工技术；第四部分讲述了经济性分析。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。本课题通过对变速箱箱体零件设计加工过程的分析，以UG软件为基础，对变速箱箱体进
2、行了设计，并对其进行了加工工艺分析，同时运用UG软件对其进行了数控加工，实现了从设计到生产的一体化，对实际生产有一定的指导意义。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。关键词：CAD/CAM；变速箱；三维建模；数控加工；仿真模拟；NC代码Gearbox design based on UG and CAM technologyAbstract At present， the machinery industry widely used CAD / CAM technology and the numerical control machine tool for machining through the pro
3、cess, greatly reducing the product development and manufacturing cycle,improving the technology of products, and to reduce the cost. 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 Paper describes in detail the transmission of three-dimensional modeling and numerical control programming. The application of UG realizes three-dimensiona
4、l modeling of parts in UG CNC simulation environment for the conduct of the process, and generates the NC machining simulation program. 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 Thesis is divided into five parts. In the first part introduces CAD/CAM briefly; The second section details the three-dimensional solid modeling; The th
5、ird section details based on UG CNC machining technology; The fourth section describes the economic analysis.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 This topic through parts of gearbox design process analysis to UG software based on the transmission box was designed, and its analysis of the machining process, while the use of
6、UG software from CNC processing to achieve the integration from design to production, actual production has some significance. 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。Keywords : CAD/CAM ; gearbox ; three-dimensional modeling ; CNC Machining ;茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 Processing simulation ; NC code ;目录1 CAD/CAM技术在产品制造中的应用1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1.1 CAD/
7、CAM技术概述1籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.1.1 CAD/CAM技术的基本概念1預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1.1.2 CAD/CAM技术的发展历程2渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.1.3 CAD/CAM技术的发展趋势4铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.1.4 CAD/CAM技术开发热点5擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.2 CAD/CAM技术的应用5贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。1.3 UG软件介绍7坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。1.3.1 UG NX 系统简介7蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。1.3.2 UG的发展现状、应用及其发展前景9買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。1.4本课题研究的主要内容10綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2基于UG的变速箱实体模型设计1
8、1驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2.1 NX 建模的基本概念11猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。2.2 NX 建模流程11锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。2.2.1 原创产品设计11構氽頑黉碩饨荠龈话骛。2.2.2 图纸造型12輒峄陽檉簖疖網儂號泶。2.2.3 逆向工程13尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。2.3 设计思想13识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。2.3.1 草图的优化设计14凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。2.3.2 合理应用特征建立零件实体模型14恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。2.4 基于UG对变速箱进行实体建模14鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。2.5 二维工程图纸29硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。2.5.1 创建新图纸29阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。2.5.2 导入
9、模型视图30氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。2.5.3 添加图纸格式32釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。2.5.4 添加尺寸34怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。3基于UG的零件数控加工技术34谚辞調担鈧谄动禪泻類。3.1 数控加工技术的主要内容34嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。3.1.1 数控铣削加工技术的工艺适应性35熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。3.2数控加工工艺分析36鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。3.2.1 数控加工工艺概念36纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。3.2.2 数控机床的选用36颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。3.2.3 被加工零件的结构材料分析36濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3.2.4零件的加工工序方案制定37銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。3.2.5 数控加工
10、中心的工艺适应性39挤貼綬电麥结鈺贖哓类。3.2.6 零件的加工方案40赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。3.2.7 刀具材料的选择及参数确定41塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。3.2.8 切削液的选择42裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。3.2.9 切削液的选取43仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。3.2.10 工件的定位与加紧44绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。3.2.11 切削用量的确定46骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。3.2.12 数控加工工艺与安排47瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。3.3 UG 数控加工49鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。3.3.1 进入UG CAM加工模块49栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。3.3.2 毛坯的导入50辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。3.3.3 对变速
11、箱进行数控程序编制51峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。3.3.4 数控加工演示63詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。3.3.5后处理65则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。4经济性分析67胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。4.1概述67鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。4.2变速箱箱体设计制造的经济性分析67稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。参考文献68陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。致谢69沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。311 CAD/CAM技术在产品制造中的应用1.1 CAD/CAM技术概述CAD/CAM（计算机辅助设计及计算机辅助制造）技术产生于20世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中，随着计算机软硬件技术和计算机图形学技术的发展而迅速成长起来。1989年美国国家工程科
12、学院将CAD/CAM技术评为当代（19641989）十项杰出的工程技术成就之一。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。CAD/CAM技术是制造工程技术与计算机技术紧密结合、相互渗透而发展起来的一项综合性应用技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强、应用范围广等特点。CAD/CAM技术是先进制造技术的重要组成部分它的发展和应用使传统的产品设计、制造内容和工作方式等都发生了根本性的变化。CAD/CAM技术已经成为衡量一个国家科技现代化水平的重要标志之一。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。50多年来CAD/CAM技术有了飞速的发展，CAD/CAM的应用迅速普及。CAD/CAM技术的应用已迅速从军事工业向民用工业扩展，由大型企业向
13、中小企业推广，由高技术领域的应用向日用家电，轻工产品的设计和制造中普及。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。1.1.1 CAD/CAM技术的基本概念CAD即计算机辅助设计(Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 ,简称CAD。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。CAM(Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)：利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。CAM (Computer Aid
14、ed Manufacturing，计算机辅助制造)的核心是计算机数值控制是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。1952年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床。此后发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成铣、钻、铰、攻丝等多道工序，这些都是通过程序指令控制运作的，只要改变程序指令就可改变加工过程，数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。加工程序的编制不但需要相当多的人工，而且容易出错，最早的CAM便是计算机辅助加工零件编程工作。呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。CAM系统一般具有数据转换和过程
15、自动化两方面的功能。CAM所涉及的范围，包括计算机数控，计算机辅助过程设计。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。1.1.2 CAD/CAM技术的发展历程CAD/CAM技术的发展与计算机图形学的发展密切相关，并伴随着计算机及其外围设备的发展而发展。计算机图形学中有关图形处理的理论和方法构成了CAD/CAM技术的重要基础。纵观CAD/CAM技术的发展历程，主要经历了以下发展阶段：麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。 （1）20世纪50年代，计算机主要主要用于科学计算，使用机器语言编程，图形设备仅具有输出功能。美国麻省理工学院（MIT）在其研制的旋风I号计算机上采用了阴极射线管（CRT）作为图形终端，并能被动显示图形。其后出现了光笔，开始了交互式计算机图形学的研究，也为CAD/CAM技术的出现和发展铺平了道路。1952年MIT首次试制成功了数控铣床，通过数控程序对零件进行加工，随后MIT研制开发了自动编程语言（APT），通过描述走刀轨迹的方法来实现计算机辅助编程，标志着CAM技术的开端。1956年首次尝试将现代有限元法用于分析飞机结构。20世纪50年代末，出现了平板式绘图仪和滚筒式绘图仪，开始了计算机绘图的历史。此间CA
