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1、滁州职业技术学院汽车工程系毕 业 设 计课题： 型腔类零件的编程与加工 设计时间： 2014/10/12 班级： 12级机制班 学号： 20121801147 姓名： 邹海 指导教师： 疏剑 完成日期： 2014年 11月 20 日摘 要本次毕业设计论文主要是基于UG软件自动编程，并针对型腔类零件零件的数控铣削加工设计。本毕业设计运用UG软件根据图纸的尺寸要求制出零件的实体三维造型，并对零件进行图形分析及工艺分析，确定加工方法及所需的加工刀具等，确定好工序，然后运用UG软件对零件进行编程处理，并模拟出刀轨，进行对比发现需要改进的地方，并及时优化。最后通过后处理生成零件的加工程序，并在机床上进行
2、实际加工。结果通过在机床上进行实际加工操作表明，所加工出的零件完全满足图纸的要求并利于实际生产。关键词：UG 创建操作 后处理目 录摘 要I第一章 绪论1第二章 型腔类零件实体造型32.1分析零件32.2零件的实体三维造型32.3建模4第三章 基于UG自动编程的型腔类零件加工83.1零件分析83.2加工工艺分析83.3零件加工的各参数分析确定83.4设置加工环境103.5创建型腔粗加工加工工序103.5.1定义加工坐标系和安全平面103.5.2设置加工方法113.5.3定义几何体123.5.4创建程序S1133.5.5创建刀具133.5.6创建操作X1133.5.7创建操作X214（1）复制操
3、作X1，弹出相应对话框，如图4-20设置。143.5.8创建操作X315（1）单击“创建操作”图标，弹出相应对话框，如图4-24设置。153.6创建等高，和面铣中光加工加工工序163.6.1创建程序S5并创建操作X516（1）单击“创建操作”图标，弹出相应对话框，如图4-28设置。16（1）单击“创建操作”图标，弹出相应对话框，如图4-32设置。183.7创建曲面驱动加工工序193.7.1创建程序S7并创建操作X7193.7.2创建程序S8并创建操作X820（1）单击“创建操作”图标，弹出相应对话框，如图4-42设置。203.7.3创建操作X921（1）单击“创建操作”图标，弹出相应对话框，如
4、图4-46设置。213.8创建PLANAR MILL加工工序22（1）单击“创建操作”图标，弹出相应对话框，如图4-50设置。22第四章 后处理生成程序244.1后处理244.2生成程序25第五章 总结与展望26参考文献29第一章 绪论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/ENG
5、INEER、SOLIDWORKS、开目CAD等等。而AutoCAD则是另外一个由欧特克(Autodesk)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（adapti
6、ve 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
7、计(subsystem design)和组件设计(component design)。至少在结构和子系统层次上，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。UG NX 7O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、型腔类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
8、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既)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。本次所选课题是以型腔类零件零件为原形，进行设计、加工和编程。通过实例来加强对UG软件的掌握。可以更加形象的体现UG软件在设计、编程方面的
9、强大功能。第二章 型腔类零件实体造型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、钻孔等造型方法。（2）零件可以通过建立草图、拉伸、修剪体、镜像、等常用命令进行造型（3）为了保证加工精度，所以在三轴数控铣床上采用四边分中底对刀进行找中对刀。（4）该零件包括曲面、孔、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。2.2零件的实体三维造型零件的实体造型如图2-2。图2-2 型腔类零件实体2.3建模（1）打开UG NX7，创建建模文件“SJ.prt”。（2）先绘制完整的二维草图，如图2-3（3）点击拉伸如图2-5界面，
10、进行拉伸和切除（4）反复上面操作画出圆弧如图2-6（5）倒角如图2-7和2-8图2- 3 二维图 图2-5 拉伸和布尔 图2-6 拉伸圆弧图2-7 倒圆角图2-8 完成倒角图2-18 零件的三维造型第三章 基于UG自动编程的型腔类零件加工3.1零件分析 如图3-1所示，为一个型腔类零件实体模型，材料为45钢，毛坯为180*120*39.5的方形精料。选择三轴数控铣床XK713A加工。图3-1 型腔类零件实体模型3.2加工工艺分析此零件为一个型腔类类零件，在加工时分为一下几个步骤：1、走型腔铣，表面大开粗。2、走型腔铣，二次开粗。3、走等高命令，开粗15圆。4、走等高命令开粗25圆。5、走等高命
11、令半精光侧壁。6、走平面铣半精光平面。7、走区域铣削精光R130圆弧。8、走等高命令精光侧壁。9、走平面铣精光平面。10、走平面铣，精光135.5*24公差侧面。11、走平面侧壁铣，精光12*17的公差。12、走平面侧壁铣，精光15圆公差。13、走平面铣，加工25圆公差。3.3零件加工的各参数分析确定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
12、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。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
13、倍数调整。主要根据允许的切削速度Vc(m/min)选取：n= 其中Vc-切削速度，D-工件或刀具的直径（mm）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。程序组名加工名称加工 类型道具名称道具直径转角半径主轴速度进给速度每刀深度X1开粗型腔铣D20R0.8200.8170025000.3X2二次开粗型腔铣D10R0.2100.2230025000.2X3开粗等高D10R0.2100.2230010000.2X4开粗等高D16160180015000.25X5半精光等高D10100300025000.2X6光平面平面铣D101003000100
14、00.05X7顶部爬面曲面区域D8R484300020000.1X8精光侧面等高 D10100300025000.2X9精光平面平面铣 D10100300010000.0X10X11X12X13精光公差面PLANAR MILLD10210030005000综合以上的分析，确定了零件的加工顺序、道具规格和必要的参数，如表3.1。表3.1 加工操作顺序和道具规格3.4设置加工环境打开零件图，单击开始图标，选择“加工”选项，如图4-1设置加工环境。图4-1 设置加工环境3.5创建型腔粗加工加工工序3.5.1定义加工坐标系和安全平面（1）单击“几何试图”图标，操作导航器显示几何视图。（2）右键单击“mcs-mill”（2）单击实用工具工作条上的图
