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1、摘 要 近几年来，加工制造业领域随着数控技术及计算机辅助设计、分析、制造（）技术的普及与提高发生着根本变化，数控技术已经成为衡量一个加工制造企业技术水平乃至一个国家工业水平的重要标志，而本文所阐述的鼠标凸模的数控加工正是运用了我们所学的数控技术对其进行合理的，经济的分析、加工，使之达到我们所要求的目的。在本次的设计中，从工艺方法、整体的设计、编程技术、加工刀具、切削余量等领域进行研究在UG软件设计过程中所要遇到的各个方面，现在在下面的论文中就综合所学的专业知识，全面考虑可能影响铣削的因素，设计其加工工艺和编辑程序，完成要求。关键词 :UG 编程 参数 数控加工f目 录摘 要I目 录II第一章
2、绪论11.1选题背景11.2选题意义1第二章 鼠标实体造型22.1分析零件22.2零件凸模的实体造型22.3建模3第三章 鼠标的加工工艺设计103.1工件分析103.2工艺分析103.3确定加工过程中的切削用量113.4鼠标凸模的加工工艺表163.4.1工艺路线制定163.4.2工序卡片173.4.3刀具卡片17第四章 鼠标凸模的数控加工184.1加工的初始设置184.2创建刀具194.3粗加工操作20图4-8生成刀路214.4半精加工操作21图4-10半精加工224.5固定轮廓铣224.6创建精加工操作244.6.1精加工外轮廓244.6.2精加工工件四周254.6.3精加工工件曲面26第五
3、章 模拟刀轨及后处理285.1模拟刀轨285.2后处理285.3生成程序29总结与展望30致 谢31参考文献32第一章 绪论1.1选题背景UG是Unigraphics的缩写，是一个商品名。这是一个交互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。它主要基于工作站。CAD是计算机辅助设计的缩写，是行业通用名称。它不包括CAM(计算机辅助制造)。可以实现CAD功能的软件有很多，UG是其中一个，还有AutoCAD、Cimatron、Pro/ENGINEER、SOLIDWORKS、开目CAD等等。而AutoCAD则是另外一个由欧特克(Autod
4、esk)公司开发的主要基于PC机的CAD软件。UG的开发始于1990年7月。如今大约十人正工作于核心功能之上。当前版本具有大约450,000行的C代码。UG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。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（adaptive mesh refinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究。计算机技术的巨大
5、进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能然而，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。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。一般结构：一个如UG这样的大型软件系统通常需要有不同层次抽象的描述。UG具有三个设计层次，即结构设计(architectural design)、子系统设计(subsystem design)和组件设计(component design)。至少在结构和
6、子系统层次上，UG是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广泛地使用。所有陈述的信息被分布于各子系统之间。UG是用C语言来实现的。本次所选课题是以鼠标为原形，进行设计、加工和编程。通过实例来加强对UG软件的掌握。而鼠标在日常生活中也是经常可以见到的，可以更加形象的体现UG软件在设计、编程方面的强大功能。1.2选题意义在学习了数控加工工艺与装备机械制造基础UG数控编程等课程后，为了将所学的知识应用于实际中，加深对知识的掌握程度，提升自身的实际工作能力，故选取鼠标凸模的数控加工的课题，综合所学知识，解决出现的问题，完成设计。本课题主要内容是数控铣削加工，包括了零件图的审查、工艺的设计、刀具和机床夹具的
7、选择、切削用量的选择、UG的建模与编程、后处理等，通过一系列的作业操作，完成对零件的加工任务。通过此次课题，可以学习到很多加工和工艺方面的知识，为以后工作打下基础。第二章 鼠标实体造型2.1分析零件图2-1工件尺寸标注通过图形分析可知：1）零件涉及曲面、割槽等复杂造型方法2）零件可以通过建立草图、拉伸、镜像、扫掠等常用命令进行造型3)为了保证加工精度，所以在三轴加工中心上一次装夹完成，斜面利用刀具侧刃进行加工。4)该零件包括曲面、型腔等结构，形状比较复杂，但是工序相对容易，表面质量和精度要求不高，所以综合考虑，工序安排比较关键。5)为了保证加工精度和表面质量，分析采用一次定位装夹加工完成，按照
8、先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工的原则依次划分工序加工.。2.2零件凸模的实体造型 图2-2鼠标实体2.3建模1）打开UG NX6，创建建模文件“mouse.prt”。2）利用草绘（Sketch）功能，以X/Y轴为界限构建草图，如图2-3和图2-4，在第10，20层中建立鼠标底面轮廓截面和鼠标模型底座截面，鼠标前轮廓线半径为30mm，后轮廓线半径为22mm，鼠标基本尺寸长为40mm，宽60mm。底座长60mm，宽100mm。图2-3鼠标底面轮廓草图 图2-4鼠标模型底座草图3）单击完成草图按钮，回到建模界面。点击拉伸鼠标底面轮廓截面至30mm，如图2-5所示；拉伸鼠标模型底座截面
9、至-20mm，如图2-6所示； 图2-5拉伸曲线图2-6拉伸底座4）点击“基准平面”，建立辅助基准面3个，以底座上表面作为基准面，顶面距离基准面15mm，前轮廓线所在辅助基准面距离基准面10mm，后轮廓线所在辅助基准面距离基准面2mm，如图2-7所示；图2-7建立基准平面5）抽取两个拉伸体相交产生的前、后轮廓线作为投影曲线分别投影到前轮廓线所在辅助基准面和后轮廓线所在基准面。如图2-8所示；图2-8投影曲线6）点击菜单栏“插入”选项，选择“曲线”中的“艺术样条”，阶次为3次，以前轮廓线，后轮廓线以及中间任意一点为基准，建立轮廓线。如图2-9所示；图2-9艺术样条曲线7）点击“插入”中的“关联复
10、制”选项，选择“镜像特征”，以Y轴为矢量，将建立的轮廓线镜像到另一面，形成顶面空间轮廓，如图2-10所示；图2-10镜像曲线到另一侧8）利用静态线框消隐鼠标主体；作出轮廓纵向中间轮廓线，作为曲面的控制线，其中虚线为控制其最高点，如图2-11所示；图2-11中间轮廓线 9）通过网格曲线构建鼠标顶面,如图2-12所示图2-12网格曲线构成片体10）恢复显示鼠标主体后，用“曲面”为界限剪切掉鼠标主体的上半部分，如图2-13所示；图2-12片体剪切11）在草图中，以X/Y轴为界面作出鼠标顶面分块槽的导引线，半径为25mm，导引线最高点到导引线两端与界面交点距离为10mm。如图2-13所示；图2-13分
11、块槽的引导线12）点击菜单栏中的“插入”选项，选择“扫掠”，采用布管功能，同理做出鼠标主体前部纵向管道，管道外径均为2mm。如图2-14所示；完成后如图2-15所示； 图2-14布置管道图2-15完成13）同理，用布管功能生成滚轮，如图2-16所示； 图2-16滚轮的创建14）布尔加、减操作，生成鼠标基本造型，如图2-17所示；图2-17鼠标造型图第三章 鼠标的加工工艺设计3.1工件分析如图所示，为一个鼠标凸模，其上部位是一个鼠标凸模，侧壁为直角，由2段圆弧以及2个直角面组成，。上表面为曲面，且有两道凹槽和一个弯曲的凸台。图3-1鼠标实体造型3.2工艺分析1） 工件安装（用平口钳加紧即可）2）
12、 加工坐标系X： 工件中心Y： 工件中心Z： 工件顶面图3-2装夹示例3.3确定加工过程中的切削用量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，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，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。具体要考虑以下几个因素：切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反
13、比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.60.9)d。 切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，V可选200m/min以上。主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。1） 主要根据允许的切
14、削速度Vc(m/min)选取：n=其中Vc-切削速度D-工件或刀具的直径（mm）由于每把刀计算方式相同，现选取 10mm立铣刀为例说明其计算过程。根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。 铣削时切削速度：工件材料硬度/HBS切削速度/ (m/min)高速钢铣刀硬质合金铣刀钢2251842661502253251236541203254256213675铸铁19021366615019026091845901603204.5102130铝70120100200200400黄铜53562050100180 从理论上讲，的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避免生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制，综合考虑：取粗铣时： =50m/min精铣时 ：=70m/min带入公式中：=100050/（3.1410）=1592.3 r/min =100070/（3.1410）=2229.2 r/min同理可得20mm刀具转速：=100050/（3
