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1、典型零件的数控加工工艺及编程仿真摘 要数控技术是技术性极强的工作，尤其在机械加工领域应用最为广泛，所以这要求从业人员具有很高的机械加工工艺知识，数控编程知识和数控操作技能。此次的设计任务是对零件的加工工艺设计与程序编制及加工，利用绘图软件AutoCAD将零件的二维图画出来,用UG软件画出三维图形。然后是通过应用UG软件、机械设计资料和所学的知识对机械零件进行工艺分析、三维建模、数控加工编程及加工。工艺分析是设计产品重点；三维建模、数控加工编程是UG软件的重点所在，具有操作简单和修改方便等优点；加工是对所设计的产品进行编程仿真加工。关键词: UG软件,工艺分析,建模,编程,加工IAbstract
2、The numerical control technology is a highly technical work, especially in the field of mechanical processing is the most widely used, so it requires employees with high knowledge of mechanical processing technology, CNC programming knowledge and skills. The design task is the machining process desi
3、gn and programming and processing, the drawing software AutoCAD will be out of the picture parts of the two-dimensional, then use the UG software to draw three-dimensional graphics.Then through the application of UG software, mechanical design data and knowledge of mechanical parts for process analy
4、sis, 3D modeling, NC programming and machining. Process analysis is focus on product design; 3D modeling, NC programming is the key of UG software, has the advantages of simple operation and easy modification; processing is to detect the design of products.Keywords: UG software, process analysis, mo
5、deling, programming, processing目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 数控加工技术国内外发展现状11.1.1我国数控技术发展现状11.1.2与国外的差距11.2 数控加工技术国内外现状2第二章 基于UG的建模造型32.1 UG软件功能简介32.2 基于UG的典型零件的参数化造型42.2.1.新建文件42.2.2 建立上表面外轮廓特征52.2.3建立上表面内轮廓特征72.2.4下表面特征的建立8第三章 零件的数控加工工艺113.1零件的结构特点分析113.2确定毛坯113.3定位基准的选择和工艺路线的安排113.3.1定位基准113.3.2工艺路线
6、的安排123.4夹具的选择123.5刀具的选择133.6切削液选择143.7切削用量的选择153.8机床的选择183.9填写工艺过程卡19第四章 零件的数控程序编制204.1编程方法的选择204.2 软件编程操作204.3 程序加工与仿真26总结28致谢29参考文献30第一章 绪论1.1 数控加工技术国内外发展现状传统的机床延伸了人的体力，成为工作母机，而数控技术赋予机床一个大脑，使机床变得越来越“聪明”。数控技术已经从被动执行运动指令发展到能够“感知”机床的温度、振动、能耗等工况并加以调整和控制，在线测量工件尺寸、刀具破损和预测刀具寿命，以及防止刀具和运动部件干涉，甚至为操作者进行语音导航或
7、发送短消息。数控机床具备智能化功能可以保证机床自动适应加工环境的变化，从而使机床操作更加便利，精度更加稳定，效率更加提升。数控系统的前瞻控制和轨迹平滑处理技术、位置与速度精确控制技术、工厂总线和网络技术显著提高了系统动态性能和控制精度，保证了数控机床的高速化、高精度和多轴联动的稳定性和可靠性。1.1.1我国数控技术发展现状近年来，我国数控加工技术发展迅速，国产数控车床已完全能满足国内市场需要。高性能的卧式车削中心和车铣复合中心，通过合资、引进技术和自主开发，某些产品已能满足部分国内高端用户要求。但是，卧式车铣复合加工中心、带Y轴或C轴的卧式车削中心、双主轴卧式车削中心和高精度卧式车削中心仍然主
8、要依靠进口。1.1.2与国外的差距1 经营理念的差距国内某些企业的“市场导向”观念是短视的、狭隘的，仅仅局限于产品的销路好坏，简单地卖产品，所谓的售后服务就是修机床。以客户为中心、聚焦客户需求，提供解决方案，为客户创造价值，从产品竞争转向服务竞争还没有成为企业的核心经营理念。特别是对高端客户的需求，国内机床企业往往所供非所需，所需不能供。目前情况虽有所改善，但仍然没有从根本上改变。国内某些企业忽视技术集成的重要性，把自己局限在生产机床设备的范畴，没有认识到软、硬件集成会给客户带来创造价值的巨大潜力。国外领先的机床企业普遍将软、硬件集成作为产品结构调整的重要途径。例如，德马吉公司的Power T
9、ool软件包，马扎克公司的Cyber Production管理系统，GF阿奇夏米尔公司的Smart Machine过程监控系统，西门子公司828D的ShopMill和Program Guide编程软件等。2 关键技术的差距与机床制造强国相较，我国数控机床在结构、技术水平、创新和研发能力等方面都还存在明显的差距。基础技术、关键技术和共性技术尚未完全掌握。聚焦客户需求，研发个性化的产品，开发专门化的数控机床，为用户提供全面解决方案的能力薄弱。特别是高性能数控系统和核心功能部件的发展滞后于主机，市场占有率很低，已成为制约我国数控机床产业发展的主要瓶颈。关键技术的差距最终反映在国产数控机床产品的可靠性
10、和精度稳定性。即使数量较大的、我国能生产的、技术比较成熟的数控机床，如立式加工中心、中小规格卧式加工中心、数控车床等产品的市场由于可靠性和精度保持性等方面略逊一筹，外国公司也因而占有相当市场份额。3发展战略的差距国内企业在制定发展战略时往往是以开发某种产品成为主线，大多数是一种跟随和模仿外国领先企业产品的策略。有竞争力的企业应该将视线越过竞争对手而移向客户的隐现和潜在需求，跨越现有的竞争边界，从既定市场结构下的定位选择向改变市场结构转型，即“引导市场”。引导市场是一种积极主动的战略，其特征是以自主原创的新技术、新产品引导并满足市场不断发展的需求，提升客户的技术水平，为客户追求利润最大化，为自身
11、开拓新的利润空间。它将改变市场的结构，向市场提供超前的新产品，引导客户认识新产品，使用新产品，受惠于新产品。1.2 数控加工技术国内外现状近年来，随着国防、航空、高铁、汽车和模具等重要装备制造行业需求量的大幅增长，我国数控机床也取得了快速发展。中国通过引进技术、消化吸收和科技攻关、开发自主版权数控系统两个阶段，已为数控机床的产业化奠定了良好的技术基础。数控机床新开发1300个品种，已有一定的覆盖面。新开发的国产数控机床产品大部分达到了八十年代的中期水平，部分达到国际九十年代水平，为国家重点建设提供了一批高水平的数控机床。数控系统的开发与生产也取得了一定成果：目前已新开发出80个品种。数控系统是
12、数控机床的核心技术，其品种多少与质量好坏直接影响到国产数控机床的发展。多年来，国外发达国家对向我进口高挡数控系统实行禁运政策。因此，自“七五”以来，国家一直把CNC系统的发展作为重中之重来支持，现已开发出具有中国版权的CNC系统，掌握了国外一直对中国封锁的一些关键技术，为中国数控系统的自行开发、生产奠定了基础。大部份数控机床配套产品已能生产，自我配套率超过60%。V第二章 基于UG的建模造型2.1 UG软件功能简介UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraph
13、ics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG同时也是用户指南（user guide）和普遍语法（Universal Grammer）的缩写。这是一个交互式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。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。UG的开发始于1969年，它是基于C语言开发实现的。UG NX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
14、具。其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。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。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（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着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。工业设计NX 为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 NX建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状， 并且使用先进的
15、渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。产品设计NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 NX 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。仿真、确认和优化NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。NC加工UG NX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，它为UG NX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的点位加工编程功能，可NC加工用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁，并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序，并保持与实体模型全相关。UGNX的加工后置处理模块使用户可
