數(shù)控加工技術(shù)課程設(shè)計樣本

哈爾濱理工大學(xué)實(shí)訓(xùn)說明書題目：模型數(shù)控加工院、系：機(jī)械動力工程學(xué)院姓名：指引教師：萬泉、楊樹財系主任：王義文1月目錄摘要……………2第1章緒論……………………31.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展……………………31.2UG軟件概述………5第2章建模過程………………8第3章編程過程……………133.1創(chuàng)立程序父節(jié)點(diǎn)組…………………133.2創(chuàng)立刀具父節(jié)點(diǎn)組…………………133.3創(chuàng)立幾何父節(jié)點(diǎn)組…………………143.4創(chuàng)立加工操作……………………153.4.1創(chuàng)立粗加工操作……………153.4.2創(chuàng)立平面精工……………173.4.3固定軸半精加工………………183.4.4固定軸精加工………………193.4.5.過切檢查……………21第4章后置解決…………22第5章加工過程…………23總結(jié)………………………23參照文獻(xiàn)…………………23UG軟件在數(shù)控加工中應(yīng)用研究摘要數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表新技術(shù)對老式制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)滲入形成機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂數(shù)字化裝備。數(shù)控加工技術(shù)集老式機(jī)械制造、計算機(jī)技術(shù)、當(dāng)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息解決、光機(jī)電技術(shù)于一體，是當(dāng)代機(jī)械制造技術(shù)基本。它廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)方式、產(chǎn)品構(gòu)造帶來了深刻變化。今年來，國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展迅速，全球制造業(yè)向國內(nèi)轉(zhuǎn)移趨勢十分明顯，代表著先進(jìn)制造技術(shù)數(shù)控加工在制造業(yè)中應(yīng)用也日益普及。隨著數(shù)控技術(shù)俄飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)水平和普及限度，已經(jīng)成為衡量一種國家統(tǒng)合國力和工業(yè)當(dāng)代化水平重要標(biāo)志。本課程設(shè)計是通過對球座建模、編程、加工過程使咱們對UG軟件建模某些、加工某些純熟運(yùn)用，使咱們可以對數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)一步掌握。核心詞UG軟件數(shù)控技術(shù)建模編程加工第1章緒論1.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)發(fā)展，自動信息解決、數(shù)據(jù)解決以及電子計算機(jī)浮現(xiàn)，給自動化技術(shù)帶來了新概念，用數(shù)字化信號對機(jī)床運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制，推動了機(jī)床自動化發(fā)展。采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安一種小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實(shí)現(xiàn)。她們在制造飛機(jī)框架及直升飛機(jī)轉(zhuǎn)動機(jī)翼時，運(yùn)用全數(shù)字電子計算機(jī)對機(jī)翼加工途徑進(jìn)行數(shù)據(jù)解決，并考慮到刀具直徑對加工路線影響，使得加工精度達(dá)到±0.0381mm（±0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時最高水平。

1952年，麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上，裝上了一套實(shí)驗性數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同步控制三軸運(yùn)動。這臺數(shù)控機(jī)床被人們稱為世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。

這臺機(jī)床是一臺實(shí)驗性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利基本上，第一臺工業(yè)用數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。

在此后來，從1960年開始，其她某些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床中最初浮現(xiàn)并獲得使用是數(shù)控銑床，由于數(shù)控機(jī)床可以解決普通機(jī)床難于勝任、需要進(jìn)行輪廓加工曲線或曲面零件。

然而，由于當(dāng)時數(shù)控系統(tǒng)采用是電子管，體積龐大，功耗高，因而除了在軍事部門使用外，在其她行業(yè)沒有得到推廣使用。

到了1960年后來，點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床得到了迅速發(fā)展。由于點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)要簡樸得多。因而，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)記錄資料表白，到1966年實(shí)際使用約6000臺數(shù)控機(jī)床中，85%是點(diǎn)位控制機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床發(fā)展中，值得一提是加工中心。這是一種具備自動換刀裝置數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐·特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，依照穿孔帶指令自動選取刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件裝卸時間和更換刀具時間。加工中心當(dāng)前已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要品種，不但有立式、臥式等用于箱體零件加工鏜銑類加工中心，尚有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工車削中心、磨削中心等。

1967年，英國一方面把幾臺數(shù)控機(jī)床連接成具備柔性加工系統(tǒng)，這就是所謂柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。

1974年后來，隨著微電子技術(shù)迅速發(fā)展，微解決器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為CNC機(jī)床），進(jìn)一步推動了數(shù)控機(jī)床普及應(yīng)用和大力發(fā)展。

80年代，國際上浮現(xiàn)了1～4臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢查裝置柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨(dú)長時間少人看守運(yùn)營，也可集成到FMS或更高檔集成制造系統(tǒng)中使用。

當(dāng)前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被以為是當(dāng)代機(jī)械自動化基本技術(shù)。國內(nèi)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年發(fā)展歷程大體可分為三個階段：第一階段從1958—1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外技術(shù)封鎖和國內(nèi)基本條件限制，數(shù)控技術(shù)發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家“六五”、“七五”期問以及“八五”前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸取，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家注重，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境改進(jìn)，國內(nèi)數(shù)控技術(shù)在研究、開發(fā)和產(chǎn)品國產(chǎn)化方面都獲得了長足進(jìn)步。第三階段是在國家“八五”后期和“九五”期間，即實(shí)行產(chǎn)業(yè)化研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，國內(nèi)國產(chǎn)數(shù)控裝備產(chǎn)業(yè)化獲得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10％。當(dāng)前國內(nèi)一某些普及型數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)已經(jīng)形成一定規(guī)模，產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)較為成熟，價格合理，在國際市場上具備一定競爭力。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床行業(yè)所掌握五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)較成熟，并已有成熟產(chǎn)品走向市場。同步，國內(nèi)也已進(jìn)人世界高速數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國行列。國內(nèi)既有數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家100多家，生產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品幾千種以上。產(chǎn)品重要分為經(jīng)濟(jì)型、普及型和高檔型三種類型。在CIMT上，中華人民共和國內(nèi)地共展出機(jī)床700多臺，在600多臺金屬切削機(jī)床和近100臺金屬成形機(jī)床展品中，數(shù)控機(jī)床分別占75％和54％。這既體現(xiàn)了中華人民共和國機(jī)床市場需求趨勢，也反映了中華人民共和國在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化方面獲得了突破性進(jìn)展。雖然國內(nèi)在數(shù)控產(chǎn)品研究開發(fā)生產(chǎn)各方面有了較大進(jìn)步，但當(dāng)前國內(nèi)占據(jù)市場產(chǎn)品重要集中在經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品上，而在中檔、高檔產(chǎn)品上市場比例依然很小，與國外某些先進(jìn)產(chǎn)‘品相比，在可靠性、穩(wěn)定性、速度和精度等方面均存在較大差距。與發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床行業(yè)在信息化技術(shù)應(yīng)用上依然存在諸多局限性。當(dāng)前國外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展總體趨勢是智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化。1.2UG軟件概述UnigraphicsSolutions公司(簡稱UGS)是全球知名MCAD供應(yīng)商,重要為汽車與交通、航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械以及電子工業(yè)等領(lǐng)域通過其虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)理念提供多級化、集成、公司級涉及軟件產(chǎn)品與服務(wù)在內(nèi)完整MCAD解決方案。其重要CAD產(chǎn)品是UG。

UG公司產(chǎn)品重要有為機(jī)械制造公司提供涉及從設(shè)計、分析到制造應(yīng)用Unigraphics軟件、基于Windows設(shè)計與制圖產(chǎn)品SolidEdge、集團(tuán)級產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)iMAN、產(chǎn)品可視化技術(shù)ProductVision以及被業(yè)界廣泛使用高精度邊界表達(dá)實(shí)體建模核心Parasolid在內(nèi)全線產(chǎn)。UG在航空航天、汽車、通用機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械以及其他高科技應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計和模具加工自動化市場上得到了廣泛應(yīng)用。近年來，UGS始終在支持美國通用汽車公司實(shí)行當(dāng)前全球最大虛擬產(chǎn)品開發(fā)項目，同步Unigraphics也是日本知名汽車零部件制造商DENSO公司計算機(jī)應(yīng)用原則，并在全球汽車行業(yè)得到了很大應(yīng)用，如Navistar、底特律柴油機(jī)廠、Winnebago和RobertBoschAG等。

此外，UGS公司在航空領(lǐng)域也有較好體現(xiàn)：在美國航空業(yè)，安裝了超過10,000套UG軟件；在俄羅斯航空業(yè)，UG軟件具備90%以上市場；在北美汽輪機(jī)市場，UG軟件占80%。UGS在噴氣發(fā)動機(jī)行業(yè)也占有領(lǐng)先地位，擁有如Pratt&Whitney和GE噴氣發(fā)動機(jī)公司這樣知名客戶。航空業(yè)其他客戶尚有：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。

UGS公司產(chǎn)品同步還遍及通用機(jī)械、醫(yī)療器械、電子、高技術(shù)以及日用消費(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。

UG進(jìn)入中華人民共和國已有九個年頭了，其在中華人民共和國業(yè)務(wù)有了很大發(fā)展，中華人民共和國已成為遠(yuǎn)東區(qū)業(yè)務(wù)增長最快國家。幾年來，UG在中華人民共和國顧客已超過800家，裝機(jī)量達(dá)到3500多臺套機(jī)電專業(yè)1、建模靈活性復(fù)合建模-無需草圖-需要時可進(jìn)行全參數(shù)設(shè)計-無需定義和參數(shù)化新曲線——可直接運(yùn)用實(shí)體邊沿幾何特性

-具備凸墊、鍵槽、凸臺、斜角、挖殼等特性-顧客自定義特性-引用模式光順倒圓

-業(yè)界最佳倒圓技術(shù)-可自適應(yīng)于切口、陡峭邊沿及兩非鄰接面等幾何構(gòu)形-變半徑倒圓最小半徑值可退化至極限零2、協(xié)同化裝配建?？商峁┳皂斚蛳?、自底向上兩種產(chǎn)品構(gòu)造定義方式并可在上下文中設(shè)計／編輯

高檔裝配導(dǎo)航工具

-可圖示裝配樹構(gòu)造-可以便迅速擬定部件位置對裝配件簡化表達(dá)

-隱藏或關(guān)掉特定組件-參照集-運(yùn)用產(chǎn)品空間區(qū)域劃分以及過濾器功能，選取工作組件或顯示組件-局部著色強(qiáng)大零件間有關(guān)性

-配對條件-零件間表達(dá)式（關(guān)系）協(xié)同化團(tuán)隊工作

-可以便替代產(chǎn)品中任一零部件-刷新部件以獲得最新工作版本-團(tuán)隊成員可并行設(shè)計產(chǎn)品中各子裝配或零件3、直觀二維繪圖對制圖員來講，簡樸并富于邏輯性

剖視圖自動有關(guān)于模型和剖切線位置

正交視圖計算和定位可簡便由一次鼠標(biāo)操作完畢

自動隱藏線消除

自動尺寸排列——不需要理解設(shè)計意圖

自動工程圖草圖尺寸標(biāo)注

4、被業(yè)界證明數(shù)控加工２～５軸銑

車加工

線切割

鈑金件制造

刀軌仿真和驗證

刀具庫／原則工藝數(shù)據(jù)庫功能

5、領(lǐng)先鈑金件制造可在成型或展開狀況下設(shè)計或修改產(chǎn)品構(gòu)造

折彎工序可仿真工藝成型過程

鈑料展開幾何自動與產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)

可在一幅工程圖中直接展示產(chǎn)品設(shè)計和鈑料展開幾何

6、集成數(shù)字分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析

硬干涉檢查和軟干涉檢查

運(yùn)動仿真和分析動畫過程中動態(tài)干涉檢查

7、廣泛顧客開發(fā)工具顧客命令宏

高檔編程語言

可自定義裁剪顧客界面

8、內(nèi)嵌工程電子表格可與其她表格軟件互換數(shù)據(jù)

可簡便定義零件系列

可以便修改表達(dá)式

可生成扇形圖、直方圖和曲線圖等

9、照片真實(shí)效果渲染運(yùn)用基于數(shù)字設(shè)計審視，加快產(chǎn)品上市時間

迅速成型

10、可分階段實(shí)行數(shù)據(jù)管理業(yè)界最緊密ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ與ＰＤＭ集成

可管理ＣＡＤ數(shù)據(jù)以及整個產(chǎn)品開發(fā)周期中所有有關(guān)數(shù)據(jù)第2章建模過程運(yùn)用PRO-E進(jìn)行草繪畫圖圖2-1（成型圖）2.1鐮刀某些建模繪制鐮刀某些草圖，標(biāo)注尺寸并進(jìn)行必要約束。繪制完畢后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵完畢草圖選項。圖2-2（鐮刀草圖）點(diǎn)擊拉伸選項，選取草圖，單擊鼠標(biāo)中鍵，選取方向和尺寸，點(diǎn)擊擬定選項，拉伸為實(shí)體。完畢鐮刀某些建模,如圖2-3：圖2-3（鐮刀某些圖）2.2對鐮刀進(jìn)行倒角圖2-4（倒角圖）2.3錘子某些建模繪制錘子某些草圖，標(biāo)注尺寸并進(jìn)行必要約束。繪制完畢后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵完畢草圖選項。圖2-5（錘子草圖）點(diǎn)擊拉伸選項，選取草圖，單擊鼠標(biāo)中鍵，選取方向和尺寸，點(diǎn)擊擬定選項，拉伸為實(shí)體。完畢鐮刀某些建模,如圖2-6：圖2-6（鐮刀某些圖）2.4對錘子進(jìn)行倒角圖2.7（錘子倒角圖）2.5鐮柄某些建模繪制鐮柄某些草圖，標(biāo)注尺寸并進(jìn)行必要約束。繪制完畢后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵完畢草圖選項圖2.8（鐮柄草圖）2.6對鐮柄進(jìn)行旋轉(zhuǎn)圖2.9（鐮柄旋轉(zhuǎn)圖）第3章編程過程工藝流程：1型腔銑粗加工選12立銑刀2平面精加工選12立銑刀3等高半精加工選8球頭銑刀4等高精加工選6球頭銑刀3.1創(chuàng)立程序父節(jié)點(diǎn)組選取起始，加工。創(chuàng)立程序，加工環(huán)境，CAM設(shè)立為mill_contour，單擊初始化。3.2創(chuàng)立刀具父節(jié)點(diǎn)組創(chuàng)立刀具，本加工選取12mm圓柱立銑刀，8mm和6mm球面銑刀各1把。在UG中建立100*80*40毛坯，將坐標(biāo)系至于毛坯中間圖3-1（調(diào)節(jié)坐標(biāo)系）圖3-2（創(chuàng)立刀具圖）3.3創(chuàng)立幾何父節(jié)點(diǎn)組設(shè)立加工坐標(biāo)系為工件上表面中心點(diǎn)（圖3-3），選取工件及毛胚（圖3-4）。圖3-3（設(shè)立加工坐標(biāo)系圖）圖3-4（設(shè)立工件毛坯圖）3.4創(chuàng)立加工操作3.4.1創(chuàng)立粗加工操作選取12mm圓柱立銑刀為加工用刀具。創(chuàng)立操作，選取型腔銑。使用幾何體選為workpiece，擬定。切削方式為跟隨工件，步進(jìn)恒定3-5mm（圖3-5）。設(shè)立每一刀全局深度為2。辦法中傳送方式為安全平面（圖3-6）。螺旋下刀（圖3-7）。切削毛培余量為0.5mm（圖3-9）。機(jī)床運(yùn)動輸出為線性（圖3-10）。生成刀路（圖3-11），確認(rèn)。圖3-5（切削方式圖）圖3-6（切削辦法圖）圖3-7（下刀辦法圖）圖3-8（切削參數(shù)圖）圖3-9（毛坯余量圖）圖3-10（機(jī)床控制圖）圖3-11（粗加工刀路圖）3.4.2創(chuàng)立平面精加工選取12mm球面銑刀為加工用道具。創(chuàng)立操作，選取平面銑。使用幾何體選為workpiece，擬定。選取切削區(qū)域平面，跟隨工件步距為7mm，（圖3-12）。辦法中傳送方式為安全平面。螺旋下刀。切削毛培余量為0mm（圖3-13）。變換切削方向機(jī)床運(yùn)動輸出為線性。生成刀路（圖3-14），確認(rèn)。圖3-12（切削方式圖）圖3-13(切削參數(shù))圖3-14（平面精加工刀路圖）3.4.3固定軸輪廓銑半精加工B8球刀，選取所有曲面，每刀全局深1mm，傳遞辦法為安全平面，加工余量0.3mm，螺旋下刀，機(jī)床控制僅線性。（切削方式圖）（毛坯余量圖）（固定軸輪廓銑粗加工刀路圖）3.4.4固定軸輪廓銑精加工B6球刀，切削區(qū)域所有曲面，每刀全局深度0.3-0.5mm，傳遞辦法安全平面，切削參數(shù)為去除邊界跟蹤，加工余量0mm，連接直接對工件，選取在層中剖切，方略選混合，螺旋下刀，機(jī)床僅線性（切削方式圖）（切削參數(shù)）（固定軸輪廓銑精加工刀路圖）3.4.5檢查過切進(jìn)入加工辦法視圖，依次選取程序，單擊右鍵，選取刀軌下過切檢查命令，檢查成果如圖3-15。圖3-15（過切檢查圖）第4章后置解決CAM后置解決技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)中最新發(fā)展起來一中先進(jìn)技術(shù)。對于21世紀(jì)加工行業(yè)，數(shù)控機(jī)床等設(shè)備已經(jīng)起到了越來越重要作用。國際上CAD，CAM等發(fā)展，趨勢了CAM后置解決技術(shù)誕生和發(fā)展。詳細(xì)操作：分別選取加工程序，選取后解決，輸出TXT格式文獻(xiàn)，打開后解決文獻(xiàn)，對程序頭和程序尾進(jìn)行恰當(dāng)更改。更改刀具轉(zhuǎn)速。保存，關(guān)閉文獻(xiàn)，如圖4-1。圖4-1（后解決圖）第5章加工過程數(shù)控加工，就是