基座11的数控加工工艺与编程毕业设计说明书

1、成都纺织高等专科学校机械工程与自动化系毕业设计说明书题目名称：基座11的数控加工工艺与编程班级：数控技术091 层次：本科专科学生学号：指导教师：学生姓名： 学生专业：数控技术成都纺织高等专科学校机械工程与自动化系2012年3 月1 日摘 要数控加工需要输入加工程序，当零件过于复杂时，程序会很多，手动输入程序会很繁杂，而用tjc;进行仿形加工，再自动生成程序，可减少不J必要的时间浪费，也可以了解加工过程中的易错之处，而UG就提供一个数控加工模拟与仿真的平台。UG具有实体造型、曲面造型、工程图的生成和拆模等功能。通过UG三维造型、仿形加工可以比手动绘图、手动编程来的简便、也可以提早发现问题、降低

2、错误几率。本论丈主要利用UG软件对型腔零件进行了三维造型，同时制定了加工工艺路线，并进行了仿形加工。关键词：UG CAD/CAM车床加工 数控工艺 仿真加工ABSTRACTNeed to en ter the NC machi ning program, whe n the part is too complicated, the program will be a lot of manual in put process will be very complicated, but with the Profili ng of UG , the n automatically gen erat

3、ed procedures, reduce unn ecessary waste of time, you can also un dersta nd the processplace in the error-prone, while the UG to provide a simulation of NC machining and simulation platform. UG has a solid modeling,surface modeling, engineering drawing generation and form removal andother fun cti on

4、s. By UG dime nsional modeli ng, profili ng tha n manual draw ing process can be man ually programmed to the simple, early det.ect ion of problems can reduce the error probability .In this thesis, using UG software parts of a three-dimensional shape of the cavity, while establishing a processing lin

5、e, and had Profili ng.Keywords :UG CAD/CAMt.urni ngNC craft clamp simulatio n of machi ning目录I绪论,.12数控加工技术1UG的简要介绍，22.1数控加 1 :技术的发展趋势.22.1.1继续向开放式、基于 PC的第六代方向发展.22.1.2 InJ高速化和高精度化发展_22.1.3句智能化方向发展.22.2 LG软件在行业中的应用._32.2.1CAD/CAM 的发展3 2.2.2 UG概念及优点,_33零件分析.与毛坯选择及UG造型 .53.1零件分析，.53.1.1 读图和审图 53.2毛坯、余量

6、分析63.2.1毛坯形状和尺寸的选择，,.63.2.2加T余量的选择73.3UG造型,.I I3.3.1实体造型.II4加T准备及T艺路线选择,-224.1基准的选择4.1.1定位基准的选择，4.2 T艺装备的选择,4.2.1夹具的选择22264.2.2刀具选择4.3确定进给路线（加4.4切削用量.22, -22,.22,22T方法）23234.4.1切削参数对机械加T的影响244.5力口 rr序卡片 245 UG造型，与仿形加T,265. I加丁并生成程序._ 265.1.1 I :艺参数设定.265.1.2零件的加工过程，.285.1.3生成部分程序36结论，38致谢._ 39参考文献40

7、图IT程图A4图纸.41表I数控加 T :工序卡片.421 绪论数控技术是用数字信息对机床运动和工作过程进行控制的技术，它是集传统的机械制造技 术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制 造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化 和智能化起着举足轻重的作用。如今制造业所而临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润 的逐渐增加的要求之间取得平衡。机电产品的结构变得愈来愈复杂、功能变得愈来愈繁多、研制 时问变得愈来愈短促、更新换代变得愈来愈急速，这些发展趋势都对机电产品的设计与制造提出 新

8、的要求。NX是UGS PLM新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。NX独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。UG可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。UG建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地 改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时问。在产品设计方面。UG具有高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。 在仿真、确认和优化方面。UG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。制造商可以改善产品质量，同时减

9、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。在机床上加工个零件，需要输入加工程序，当零件过于复杂时，程序会很多，手动输入程序 会很繁杂，而用 UG进行仿形加工，再自动生成程序，可减少不必要的时问浪费，也可以了解加 工过程中的易错之处，我这次的毕业设计就是壳体零件的数控加工，而UG就提供一个模拟与仿真的平台，课题就是“基于 UG下的壳体零件数控加工”。本次毕业设计中我进行了充分的课题 调查并参考和借阅的大量的科技文献，给我的设计提供了大量的理论依据。本次毕业设计过程中得到了李永全老师的悉心指导。从UG老师那里学到了许多 UG知识，在此表示真心的感谢！由于本人水平有限，其中

10、的不足之处恳请大家指正。2.数控加工技术与UG的简要介绍数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用使普通机械被数控机械所代替，使全球制造 业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现 代化水平的重要标志之一。为适应这种形势，需要大量培养数控专业技术人才。随着计算机技术和机床制造业的不断发展，CAD/CAM图形交互式的应用成为数控技术发展的新趋势。数控编程在 CAD /CAM 系统在中最能明显发挥效益的环节之一，而PDM与UG的结合，让CAD/CAM的设计过程变得容易管理和控制，实现了时间的节约，大大的有助于实现设计 加工自动化，提高加工精度和加工质量、缩

11、短产品研制周期等。2.1数控加工技术的发展趋势2.1.1继续向开放式、基于PC的第六代方向发展基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生 产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，近程诊断和维修将更加普遍。2.1.2向高速化和高精度化发展这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。2.1.3向智能化方向发展随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。 应用自适应控制技术数控系统能在运行过程中

12、检测测一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统 运行状态的目的。 引入专家系统指导加工将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支 撑，建立具有人工智能的专家系统。 引入故障诊断专家系统在设备故障诊断系统中借助多种数学原理和系统理论，形成了多种不同的诊断方法。 智能化数字伺服驱动装置可以通过门动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。2.2 UG软件在行业中的应用2.2.1 CAD/CAM的国内外发展随着我同改革开放步伐的进一步加快，中国正逐步成为全球制造业的基地，作为制造业基础 的模具行业近年来得到了迅速发展。模具是工业生产的基

13、础工艺装备，在电子、汽车、电机、电 器、仪表、家电和通信等产品中，60%-80%的零部件都依靠模具成型。国民经济的五大支柱产业，都要求模具工业的发展，与之相适应。模具是“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、 效益和新产品的开发能力。因此，我国要成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工 业，提高模具工业的整体技术水平。随着CAD/CAM软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命。往这场技术革命中，逐步掌 握了 CAD/

14、CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计，与制造是其中的关键。我国模具工业发展前景非常广阔。国内外模具及模具加工设备厂商己普遍看好中国市场。随着对模具设计质量 与制造要求的不断提高， 以及CAD/CAM技术在模具制造业中的大规模推广应用，急需大批熟悉CAD/CAM技术应用的模具设计.与制造的技术人才。222 UG的优点UG具有以下优点： 具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM 等各模块之问的无数据交换的自由切换，可施行并行工程。 采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融 为一体。 基于特征(如：孔、凸台、型腔、沟槽、倒角等)的建模和编辑方法作为

15、实体造型的基础， 形象直观，类似于工程师传统的设计方法，并能用参数驱动 曲线设计采用非均匀有理 B样线条作为基础，可用多样方法生成复杂的曲面造型，特别适合于汽车、飞机、船舶、汽轮机叶片外形设计等外形复杂的曲面造型。 出图功能强，可以十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准标注名义尺寸、尺寸公差、形位公差汉字说明等，并能直接对实体进行局部剖、旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘图功能的实用性。 以Parasolid为实体建模核心，实体造型功能处于领先地位。同前著名的CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型的基础。 提供了界面良好的二次开发工具GRIP(GRAP

16、HICAL INTERACTIVEPROGRAMING) 和UFUNC(USER FUNCTION)，并能通过高级语言接口，使UG的图形功能与高级语言的计算机功能紧密结合起来。 具有良好的用户界面，绝大多数功能都可以通过图标实现，进行对象操作时，具有自动推 理功能，同时在每个步骤中，都有相应的信息提示，便于用户作出正确的选择。3零件分析与毛坯选择在数控铳削加工中，对零件图进行工艺分析的主要内容包括零件结构工艺性分析、选择数控铳削的加工内容、零件毛坯的工艺性分析和加工方案分析。3.1零件分析3.1.1读图和审图於：&7L未注公差等毁按H149UP工图3-1零件-视图及局部剖视图图3-2零件在数控

17、铳削加工中，对零件图进行工艺分析的主要内容包括零件结构工艺性分析、选择数控 铳削的加工内容、零件毛坯的工艺性分析和加工方案分析。首先要认真分析与研究整台产品的用途、性能和工作条件，了解零件在产品中的位置、装配关系及其作用，弄清各项技术要求对装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要 求，然后对零件图样进行分析。 该零件视图表达完整、清晰，尺寸及有关技术要求齐全、明确。 长方形 100 x 60mm 4-R8侧面 Ra3.2_” 亠亠 0.033 长圆弧凹槽30。 深度10mm 侧面Ra1.6底面Ra1.6垂直度0.02mm平行度0.03 长方通槽 长度55宽度2005深度5侧面Ra1.

18、6、 4-7通孔 孔距84 x 44沉孔4-10-深10孔壁Ra3.2 工件厚度 15mm 平行度0.03mmRa3.2 未注公差按IT14级加工 材料为硬铝2A123.2毛坯、余量分析3.2.1毛坯形状和尺寸的选择选择毛坯形状和尺寸总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。因此，毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。但也有以下四种情况。 采用锻件，铸造毛坯时，因锻模时的欠压量与允许的错模量不等，铸造时也会因砂型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等，此外，锻造、铸造后，毛坯的挠 曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定，所以，除板料外，不

19、论是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其加工表面均应有较充分的余量。 尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，可将多个零件连在一起，由一个毛坯制出。 装配后形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常把两件合为 一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切开。 对于不便装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基 准。由于该零件力学性能要求较高，故材料选用2A12。毛坯尺寸可定为102X 62 X 15（长X宽X高）。3.2.2加工余量的选择加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度，加工余量有工序余量和加工总余量（毛坯余 量）之分。（1）工序余量工序余

20、量是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度。工序余量的计算工序余量等于相邻两工序的工序尺寸之差。对于外表面（见图 3-3a）z=a-b对于内表面（见图 3-3b）z=b-a(mm);(mm);mm) o式中z本工序的工序余量a前工序的工序尺寸b本工序的工序尺寸（上述加工余量均为非对称的单边余量，旋转表面的加工余量为双边对称余量。对于轴（图3-3c）Z da db对于孔（图3-3d）Z db da式中Z直径上的加工余量（ mm）:da前工序的加工直径（mm）；db本工序的加工直径（ mm ）。当加工某个表面的工序是分几个工步时，则相邻两工步尺寸之差就是工步余量。它是某工步 在加工表面上切除的金属

21、层厚度。 工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差由于毛坯制造和各个工序尺寸都存在着误差，加工余量也是个变动值。当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得到的加工余量称为基本余量或公称余量。最小余量Zmin,是保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度。最大余量Zmax是该工序余量的最大值。下面以图3-4所示的外圆为例来计算，其它各类表面的情况与此相类似。科工厚雯巧民寸宅工序產辛民TK加工雷暑fyp JT7V J/z /)3-4加T.余常及具公无当尺寸a、b均为工序基本尺寸时，基本余量为Z=a-b则最小余量Zmin =aminbmax而最大余量 Zmax =bmax bmin图3-3表示了

22、工序尺寸公差与加工余量间的关系。余量公差是加工余量间的变动范围，其值 为bmin )TaTbTz=Zmax Z min (amax amin )(bmax式中 TZ本工序余量公差（ mm）；Ta前工序的工序尺寸公差（ mm）:Tb本工序的工序尺寸公差（ mm ）。所以，余量公差为前工序与本工序尺寸公差之和。工序尺寸公差带的分布，一般采用“单向入体原则”。即对于被包面（轴类），基本尺寸取公差带上限，下偏差取负值，工序基本尺寸即为最大尺寸；对于包容面（孔类），基本尺寸为公差带下限，上偏差取正值，工序尺寸即为最小尺寸但孔中心距及毛坯尺寸公差采用双向对称布置。（2）加工总余量毛坯尺寸与零件图样的设计尺

23、寸之差称为加工总余量。它是从毛坯到成品时从某一表面切除的金属层总厚度，也等于该表面各工序余量之和，即nZ总Zii 1式中乙一一第i道工序的工序余量（mm）； n 该表面总加工的工序数。加工总余量也是个变动值，其值及公差一般可从有关手册中查得或凭经验确定。如图3-5表示了内孔和外圆表面经多次加工时，加工总余量、工序余量与加工尺寸的分布图。1413-5加工余fit和加工尺寸分布（3）影响加工余量的因素影响加工余量的因素如下：a）前工序的表面质量（包括表面粗糙度H a和表面破坏层深度 Sa）；b）前工序的工序尺寸公差 Ta ；C）前工序的位置误差a，如 工件表面在空间的弯曲、偏斜以及空间误差等；d）

24、本工序的安装误差a。所以本工序的加工余量必须满足下式：用于对称余量时Z 2（Ha Sa） Ta 2| a b|用于单边余量时Z Ha Sa Ta | a b|（4）确定加工余量加工余量大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量过大，不仅增加机械加工劳动 量，降低生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗，增加成本。但若加工余量过小，又不能消 除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。因此，必须合理地确定加工余量。其确定的方 法有：经验估算法、查表修正法、分析计算法。首先根据工艺人员的经验来确定加工余量。为避 免产生废品，所确定的加工余量一般偏大。要准确余量则需要根据有关手册，查得加工余量的数

25、 值，然后根据实际情况进行适当修正。因此该零件的加工余量如下：粗铳四周101 X 61 ; 4 R8 （正负0.1）,精铳外形四周：100X 60 ;4 R8 ，粗铳上端凹槽（内外轮廓放量0.5）,精铳上端凹槽（尺寸按图纸要求执行）4加工准备及工艺路线选择在对零件进行加工前要对零件进行许多分析，如装夹方式、基准选择、确定坐标零点，刀 具选择及机床选择等。4.1定位基准的选择正确选择定位基准是制订机械加工艺规程和进行夹具设计的关键。定位基准分为精基准和粗基准。此零件上平面为基准加工下平面，工件重新装夹后，已加工的下平面为基准加工上平面。4.2工艺装备的选择夹具的选择机床夹具的种类很多，按使用的机

26、床类型分为车床夹具、铳床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具等。而按专门化程度划分来说，该零件使用的是立式铳床。零件又属于平面类零件， 应使用通用夹具，通用夹具是已经标准化、 无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具， 及平口钳。刀具选择选择合适的刀具和参数，对于金属切削加工，能起到事半功倍的效果。刀具材料选则硬 质合金，钻头和铰刀选州高速钢。且切削速度比高速钢高410倍，但其冲击韧性与抗拉强度远比高速钢差。而铳刀种类繁多，在使用时要根据加工部位、表面粗糙度、精度 等来选用，根据图形的精度和加工部位来看，所选刀具清单见附录。4.3确定进给路线（加工方法）在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进给路线。进给路线不仅包括切削加 工时的进给路线，还包括刀具到位、对刀、退刀和换刀等一系列过程的刀具运动路线。进给路线 不仅反映了几个内容，也说明了加工顺序。