基于UG自動(dòng)編程型腔類零件加工的設(shè)計(jì)說明

1、理工大學(xué)分校畢業(yè)論文論文題目：基于UG自動(dòng)編程型腔類零件加工的設(shè)計(jì)系名稱：機(jī)械與控制工程系專業(yè)名稱：數(shù)控技術(shù)學(xué)號(hào)：_5131967134_學(xué)生：?指導(dǎo)教師：提交日期：2015年11月26日本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文主要是基于UGB件自動(dòng)編程，并針對(duì)模具零件的數(shù)控銃削加工設(shè)計(jì)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用UG軟件根據(jù)圖紙的尺寸要求制出零件的實(shí)體三維造型，并對(duì)零件進(jìn)展圖形分析與工藝分析，確定加工方法與所需的加工刀具等，確定好工序，然后運(yùn)用UG軟件對(duì)零件進(jìn)展編程處理，并模擬出刀軌，進(jìn)展比照發(fā)現(xiàn)需要改良的地方，并與時(shí)優(yōu)化。最后通過后處理生成零件的加工程序，并在機(jī)床上進(jìn)展實(shí)際加工。結(jié)果通過在機(jī)床上進(jìn)展實(shí)際加工操作說明，所加工出

2、的零件完全滿足圖紙的要求并利于實(shí)際生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：UG自動(dòng)編程；軌跡仿真；刀軌；后處理；加工目錄摘要I第一章緒論1課題的提出1UG的現(xiàn)狀與開展1論文的主要容2 TOC o 1-5 h z 第二章型腔零件的實(shí)體造型2分析零件2零件的實(shí)體三維造型3建模3第三章基于UG自動(dòng)編程的型腔零件加工6加工工藝分析7 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 零件加工的刀具與各參數(shù)分析7創(chuàng)建UGW工工序8設(shè)置加工環(huán)境8設(shè)置加工方法9 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 定義加工坐標(biāo)系和安全平面9定義幾何體10創(chuàng)建刀具12創(chuàng)

3、建工序FM13創(chuàng)建工序CM15創(chuàng)建工序FC18創(chuàng)建精加工工序CMC21創(chuàng)建精加工工序FCC22第四章后處理生成程序23后處理24生成程序25第五章模擬仿真加工26第六章總結(jié)26參考文獻(xiàn)27致27第一章緒論課題的提出UG是Unigraphics的縮寫，是一個(gè)交互CAD/CAMt算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造）系統(tǒng)，UGCAM被廣泛的應(yīng)用在航空航天、汽車制造、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體與造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的開展和個(gè)人用戶的迅速增長，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長，已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。本次所選課題是以模具零件為原形，

4、進(jìn)展設(shè)計(jì)、加工和編程。通過實(shí)例來加強(qiáng)對(duì)UG軟件的掌握。可以更加形象的表達(dá)UG軟件在設(shè)計(jì)、編程方面的強(qiáng)大功能。UG的現(xiàn)狀與開展自從UG出現(xiàn)以后，在航空航天、汽車、通用機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械以與其它高科技應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)和模具加工自動(dòng)化的市場上得到了廣泛的應(yīng)用。多年來，UGS一直在支持美國通用汽車公司實(shí)施目前全球最大的虛擬產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目，同時(shí)Unigraphics也是日本著名汽車零部件制造商DENS公司的計(jì)算機(jī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并在全球汽車行業(yè)得到了很大的應(yīng)用，如Navistar、底特律柴油機(jī)廠、Winnebago和RobertBoschAG等。另外，UG軟件在航空領(lǐng)域也有很好的表現(xiàn)：在美國的航空業(yè)，安

5、裝了超過10,000套UG軟件；在俄羅斯航空業(yè)，UG軟件具有90犯上的市場；在北美汽輪機(jī)市場，UGa件占80%UGSft噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)也占有領(lǐng)先地位，擁有如Pratt&Whitney和GE噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)公司這樣的知名客戶。航空業(yè)的其它客戶還有：B/E航空公司、波音公司、以色列飛機(jī)公司、英國航空公司、NorthropGrumman伊爾飛機(jī)和Antonov。同時(shí)，UG公司的產(chǎn)品同時(shí)還遍布通用機(jī)械、醫(yī)療器械、電子、高技術(shù)以與日用消費(fèi)品等行業(yè)，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飛利浦公司、吉列公司、Timex、Eureka和ArcticCat等。進(jìn)入中國以后，其在中國的業(yè)務(wù)有了很

6、大的開展，中國已成為其遠(yuǎn)東區(qū)業(yè)務(wù)增長最快的國家。論文的主要容1、對(duì)零件圖形進(jìn)展分析2、零件圖形的三維實(shí)體造型3、加工工藝分析4、零件加工的刀具與各參數(shù)分析5、用UG進(jìn)展自動(dòng)編程模擬仿真加工論文應(yīng)用了三維建模、加工工藝分析、UG自動(dòng)編程與仿真加工等容。第二章型腔零件的實(shí)體造型分析零件通過圖形分析可知：(1)零件涉與曲面、鉆孔等造型方法(2)零件可通過建立草圖、拉伸、鏡像、陣列、布爾運(yùn)算等常用命令進(jìn)展造型12-12.2零件的實(shí)體三維造型3 / 302.2.1建模新建草圖1,繪制105*105的正方形打開UG8.5,新建建卞K文件 _model1圖2-1(3)將草圖1拉伸高度為13的立方體如圖2-2

7、圖2-2(4)在立方體外表建立草圖2,繪制圖形如圖2-3圖2-35拉伸草圖2,距離為6如圖2-4圖2-46使用孔命令在中間創(chuàng)建孔如圖2-5圖2-57在XZ平面創(chuàng)建草圖3,繪制圖形如圖2-6圖2-68使用回轉(zhuǎn)命令.選擇草圖3、選擇布爾運(yùn)算中的求差如圖2-7卷回巧1圖2-7第三章基于UG自動(dòng)編程的型腔零件加工3.1加工工藝分析1為了保證加工精度，所以在三軸數(shù)控銃床上一次裝夾完成，采用四邊分中進(jìn)展對(duì)刀。2該零件包括曲面、孔、型腔等結(jié)構(gòu)，形狀比擬復(fù)雜，但是工序相對(duì)容易，外表質(zhì)量和精度要求不高，所以綜合考慮，工序安排比擬關(guān)鍵。3為了保證加工精度和外表質(zhì)量，分析采用一次裝夾加工完成，按照先主后次、先近后遠(yuǎn)

8、、先里后外、先粗加工后精加工的原那么依次劃分工序加工4選擇105mm*105mm*20mmT型毛坯料，材質(zhì)為45#鋼。5在加工時(shí)先加工外輪廓和孔，最后加工曲面。零件加工的刀具與各參數(shù)分析合理選擇切削用量的原那么是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工本錢；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工本錢。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。具體要考慮以下幾個(gè)因素：切削深度ap0在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和外表粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)展精加工。數(shù)

9、控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中，一般L的取值圍為：L=(0.60.9)d。切削速度V。提高V也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比擬密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為：V=pnd/1000。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率)開關(guān)，可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)展整倍數(shù)調(diào)整。主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選?。簄=其中Vc-切削速度，D-工件或刀具的直徑mnm根據(jù)切削原理

10、可知，切削速度的上下主要取決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。綜合以上的分析，確定了零件的加工順序、刀具規(guī)格和必要的參數(shù)，如表表3.1加工操作順序和刀具規(guī)格工序名稱加工名稱加工舊刀具名稱刀具直徑轉(zhuǎn)角半徑主軸速度進(jìn)給速度步長深度FM平囿平囿銃D1616一5002001CM其型腔銃D88一5002001FC曲面粗銃固定輪廓銃R5555002001CMC側(cè)壁精銃型腔銃D8808005002FCC曲面精銃固定輪廓銃R5558005000.3創(chuàng)建U口工工序設(shè)置加工環(huán)境要?jiǎng)?chuàng)建的CAM設(shè)置六逸定 期百打開零件圖，單擊開始圖標(biāo)，選擇“加工選項(xiàng)，如圖3-1設(shè)置加工環(huán)境。設(shè)置加工方法進(jìn)入加工

11、方法視圖如圖3-2，將MILL_ROUGH置為0.5其余都設(shè)置為0。如圖3-3tf工導(dǎo)航器加二方停名稱METHOD3未用或S 您 MILL_ROUCH勝 MILL_SEMI_FINISH+J 型 MILL_FINIH 北 口RiL匚METHOD名稱GEOMETRY.目親用里 占出 MC5JWLI川電 WORKPIECE刀軌刀軌設(shè)置圖3-2切削磚：ENDMILLINGI版1取消圖3-3定義加工坐標(biāo)系和安全平面1單擊幾何視圖圖標(biāo)，進(jìn)入幾何視圖如圖3-4N特！1安工/航器-幾何名稱GEOMETRY3建9色 MCS_MI LL.(4 噴 WORKPIECE30。如圖 3-6KL點(diǎn)主句妾案MCSsro拿

12、學(xué)生方垂安全答安寶喂宙宓町目期宣全漁禽卜心面鄙上神尾打囹目2雙擊MCS_MIL然后將坐標(biāo)系移動(dòng)至工件外表。如圖3-5圖3-53點(diǎn)擊自動(dòng)平面，切換成平面，選擇工件頂面，輸入圖3-63.3.4定義幾何體1雙擊WORKPIECE單出工件對(duì)話框如圖3-7圖3-7選擇三維圖形點(diǎn)擊確認(rèn)。如圖3-8圖3-83點(diǎn)擊詞，選擇包容塊，然后在ZM輸入1,點(diǎn)擊確定。如圖3-9方位相創(chuàng)厘刀后milicontour*庫或川軍中調(diào)用刀具煌初用g事刀具子類型點(diǎn)3-9空口UZH3期創(chuàng)建刀具GENEKiCMACHINt”名稱MILLKM0,COMXMfr。而0重復(fù)上述步驟，分加1.0.COMYM-o.oood刀和D5R5I勺球頭

13、刀。M0.0000LOOOO.髓教消單擊創(chuàng)建刀具:彈出刀具選項(xiàng)框，選擇刀回?fù)趑?，之釉單出刀具參?shù)框，設(shè)置后點(diǎn)擊確定。如圖3-10、3-11別創(chuàng)建D16D8的平銃圖 3-10 圖 3-11創(chuàng)建工序FM點(diǎn)擊創(chuàng)建工序圖標(biāo)，彈出對(duì)話框選擇mill_planar點(diǎn)擊第三個(gè)面銃圖標(biāo)，設(shè)置如圖3-12所示，點(diǎn)擊確定彈出對(duì)話框。如圖3-13圖3-12圖3-13點(diǎn)擊5選擇工件外表，方法選擇METHQDU削模式選擇往復(fù)，每刀深度設(shè)置為1點(diǎn)擊金設(shè)置切削參數(shù)如圖3-14點(diǎn)擊確定。專創(chuàng)建工序1a * TTI耀rriillplanar節(jié)皆欠各NCJROGRAM刀具口15等刀-5參黝7幾何俄WORKPIECE7於MfTMO

14、r7FACE_MILIN3定 應(yīng)用 堀圖 3-14設(shè)置好以上參數(shù)后點(diǎn)擊包設(shè)置移動(dòng)切削如量3-15之后點(diǎn)擊確定。點(diǎn)擊峋設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速和切削用量如圖3-16點(diǎn)擊確定。圖 3-15 圖 3-16點(diǎn)擊圖3-13中的.生成刀具軌跡如圖3-17，點(diǎn)擊圖3-13中的節(jié)T以進(jìn)入加工仿真界面如圖3-18點(diǎn)擊確定完成工序的創(chuàng)建。渣切削 200. 0000 mnnprTI I圖 3-17 圖 3-18創(chuàng)建工序CM點(diǎn)擊創(chuàng)建工序圖標(biāo)選擇millccintour然后點(diǎn)第一個(gè)型腔銃圖標(biāo)刀具選擇D8,方法選擇MILL_ROUGH口圖3-19點(diǎn)擊確定。之后設(shè)置切削模式和每刀深度如圖3-20。幾何本幾何依m(xù)ill contour范

15、定旬I削區(qū)理WORKPIECE指定前T IPWTM刀抽方法MILL ROUGH刀就：S置切削樽式cm程_薦刀具幾何像步距恒定1.000050.0000mm圖3-19圖3-20點(diǎn)擊金理中的工件選擇量哽離設(shè)置切削參數(shù)里的空間圍：處使用3D（如圖3-21）取消蔓.圖3-21點(diǎn)擊設(shè)置非移動(dòng)切削（如圖3-22）點(diǎn)擊靠設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速和切削用量如圖3-23點(diǎn)擊確定，最后點(diǎn)擊生成刀具軌跡點(diǎn)擊確定完成工序的創(chuàng)建圖 3-23創(chuàng)建工序FCR5方法選擇 MILL_ROUGH（如圖點(diǎn)擊創(chuàng)建工序圖標(biāo)選擇固定輪廓銃圖標(biāo)，刀具選擇3-24）點(diǎn)擊確定進(jìn)入對(duì)話框如圖3-25圖3-24圖3-25旗?標(biāo)施加把曇十住苕步匿已立弓夏冬KG

16、總E曲踴幽蛇活點(diǎn)擊0選擇曲面如圖3-26點(diǎn)擊確定。驅(qū)動(dòng)方法選擇區(qū)域銃削，點(diǎn)擊動(dòng)方法參數(shù)如圖3-27圖 3-27圖3-26點(diǎn)擊三:設(shè)置切削參數(shù)里的空間圍：處理中的工件選擇使用3D（如圖3-27）點(diǎn)擊確tw定，點(diǎn)擊哲丁設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速和切削用量如圖3-28點(diǎn)擊確定，最后點(diǎn)擊圖3-25中的一生成刀具軌跡點(diǎn)擊確定完成工序的創(chuàng)建。 TOC o 1-5 h z ,切削越Q策晡寥二跑余曼拐角安全設(shè)置至靛窗更多hir-1，iniiibman毛坯總處理主擔(dān)工件使用mo透用三星后JJ蹈|_50.0000%7JMv最小切酣旗150.0000%刀具E最相朝e|0.0000|隨檢測決檢宣刀具和突持毒使2D工件圖3-27圖3

17、-283.3.9創(chuàng)建精加工工序CMC點(diǎn)擊幾何視圖里的工序CAVITYMILL!展復(fù)制在他下面粘貼如圖3-29GEOMETRY出都助A曰MCSMILL白物Workpiece均FMEMLUNGCAVITYMILL05FIXED.CONTOUR圖3-29然再點(diǎn)擊粘貼的 CAVITY MILL彈出對(duì)話框（如圖3-30）刀軌設(shè)置里的方法改成MILL_FINISH,切削模式改成輪廓加工，每刀最大深度為2（如圖3-30）圖 3-30點(diǎn)擊港/修改主軸轉(zhuǎn)速和切削用量如圖3-31點(diǎn)擊確定，最后點(diǎn)擊圖3-30中的Z生成刀具軌跡點(diǎn)擊確定完成工稔FACEMILLING1忠CAVITV.MILL電CAVITYMILLC.

18、FIXEDCONTOUR主衽速真S至輯逵度(rpm)更多800. 0000切削|500,0000?nnprr二|11ijfek度消圖3-313.3.10創(chuàng)建精加工工序FCC點(diǎn)擊幾何視圖里的工序FIXED_CONTOUO復(fù)制在他下面粘貼如圖3-33圖3-33然后再點(diǎn)擊粘貼的FIXED_CONTOUR_COPY寸話框(如圖3-34),刀軌設(shè)置里的方法改成MILL_FINISH園是蛇生班幾何體幾但I(xiàn)體指j牛用京度苴指定如制區(qū)期指定修營由界驅(qū)制方法方法目書設(shè)置費(fèi)據(jù)/旃(smm)20,0600|每S港魂|0.3125|豆各呼主就遵度a0會(huì)睡度(rpm)西。,000。I更霎WOR內(nèi)魚力航卜工件*氣信電崎臂

19、注4.1圖3依次彈出42RE3-354-1如圖EDM4AXIS系統(tǒng)后處理文件，指定存放位置，確認(rèn)輸出，生成G代碼，至此，加工完成。如圖4-2取局部程序如圖4-3圖4-3圖 4-1圖4-24.2生成程序由于程序太多在此只截口信息-X文件的編毒任）信息列表創(chuàng)建者：Smilex日期：2015/11/2320:40：06當(dāng)前工作部件：D:UG8.Sk_jikQdel.prt節(jié)點(diǎn)名:MileN0010GOOG如整E花&Y-1-94S8加,。VO.0N0J20GDIN0030X2,3819N0140X-2.3819NOC15OY-l.S157HOQ6Q誦即9ND070Y-l.0327NDD8QX-2.33

20、19N0090T-.6496第五章模擬仿真加工圖5-1為模擬仿真加工出的工件圖5-1第六章總結(jié)通過對(duì)型腔類零件的設(shè)計(jì)與加工研究，我對(duì)大學(xué)中所學(xué)習(xí)的專業(yè)課有了一個(gè)框架式的回憶，尤其對(duì)數(shù)控加工與工藝設(shè)計(jì)方面有了一定的掌握。同時(shí)對(duì)于UG軟件的加工與建模模塊有了一定的熟悉，認(rèn)識(shí)到當(dāng)前的數(shù)控加工編程更加傾向于計(jì)算機(jī)輔助制造的方向開展，正是通過該課題的研究，體會(huì)到了CAMK術(shù)的靈活性與效率性。使用UG軟件進(jìn)展數(shù)控編程時(shí)，首先要記住UG；對(duì)控編程的操作流程；對(duì)于型腔銃削加工難點(diǎn)是操作參數(shù)中幾何體和切削層的設(shè)定操作幾何體時(shí)，要根據(jù)零件的幾何形狀選擇必需設(shè)定的幾何體進(jìn)展切削區(qū)域的定義；設(shè)定切削層時(shí)，要與操作幾何體相結(jié)合，根據(jù)零部件的幾何形狀設(shè)置容要前后一致，有些參數(shù)可以采用系統(tǒng)自動(dòng)生成的默認(rèn)值。用UG軟件能夠快速地進(jìn)展零件的實(shí)體建模，模擬零件的加工，代替人完成復(fù)雜的坐標(biāo)計(jì)算和編程工作；它可以解決許多手工編程無法完成的零件編程；通過模擬加工，可以