手电筒外壳 R模具制造毕业论文

1、 毕业设计论文UG在手摇充电式手电筒灯头型芯编程中的应用 院 系 专 业 年 级 学 号 学生姓名 指导老师 2015年04月摘 要3第一章41.1绪论41.1.1、知识驱动自动化41.1.2、系统化造型41.1.3、集成化协作51.1.4、开放式设计51.1.5、实践验证的应用工具5第二章 NX数控编程基础62.1 NX在铣削加工中的应用类型62.2 编程流程62.3 加工环境72.3.1 CAM会话配置72.3.2 加工环境的初始化8第三章 启动应用环境与加工环境931创建加工环境93.1.1 创建加工环境93.1.2 创建操作导航器103.2 创建加工对象113.2.1 创建机床坐标及系

2、安全平面113.2.2 设置第一次加工几何体133.2.3 创建刀具15第四章 型腔铣的数控编程174.1创建操作174.2编制粗加工程序184、3编制精加工程序24结论26致谢27查阅文献28摘 要本文对UG软件的应用、UG编程的方法、手摇充电式手电筒灯头型芯的编程和加工进行了较为粗略的介绍和描述。并且对手摇充电式手电筒灯头型芯的编程过程作出了实例分析和讲解，较为综合的阐述了UG在数控领域的前景与应用。UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，UG的开发始于1990年7月，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机

3、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，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。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具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。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。UG编程是指采用软件NXUG，进行数控机床的数字程序的编制。数控机床没有程序是不能运动的

4、。需要专业人员利用专业软件工具，根据产品的形状编制程序。UG编程就是指数控机床的程序编制。本课题的研究是从实体编程的实际出发，完成手摇充电式手电筒灯头型芯的设计与编程。本文我主要内容如下：一、介绍了UG的来历、发展、应用及其它软件相比的优点，对所选用的手电筒上盖型腔进行了简述。二、简述了手电筒灯头从手电筒中分离过程，三、详细介绍了利用UG对手摇充电式手电筒灯头型芯的编程过程，并利用实例说明了UG在现代数控加工编程方面的重要性。【关键词】：UG软件的应用；手摇充电式手电筒灯头；UG编程；实例。第一章1.1绪论近年来随着产品形状越来越复杂，人们对产品制作质量要求越来越高，同时产品的设计难度也越来越

5、大，由于以前的Mastercam、CAD、CAE等辅助软件越来越不能满足技术需要，UG应用广泛基本集成了制造业所需要应用的各种模块。它是集成软件、建模、制图、编程、于一体，其二次开发功能强大、程序、工艺文件可以自动生成，采用基于约束的特征建模和传统的几何建模为一体的复合建模技术。在曲面造型、数控加工方面是强项，但在分析方面较为薄弱。但 UG 提供了分析软件 NASTRAN、ANSYS、PATRAN 接口；机构动力学软件 IDAMS 接口；注塑模分析软件MOLDFLOW 接口等。Unigraphics 提供给公司一个从设计、分析到制造的完全的数字的产品模型。Unigraphics 采用基于过程的

6、设计向导、嵌入知识的模型、自由选择的造型方法、开放的体系结构以及协作式的工程工具，这些都只是 Unigraphics 帮助您提高产品质量、提高生产力和创新能力所采用的众多独特技术中的一小部分。1.1.1、知识驱动自动化所谓知识驱动自动化(KDA)就是获取过程知识并用以推动产品开发流程的自动化。捕捉并反复利用知识是 Unigraphics 最重要的特征。它反映了我们对客户不变的承诺，并始终保护客户在研究、设计、生产和人员上的投资。在自动化环境中运用知识的方式使 Unigraphics 有别于其它任何产品。KDA 是一个革命性的工具，它不仅使知识捕捉成为可能，并使这一过程更为有效、实用和有力。通过

7、将工程过程中可重复的片断自动化，同时帮助那些缺乏经验的工程师解决复杂的问题，KDA缩短了产品运行的周期。1.1.2、系统化造型使用参数化造型，客户只要简单地修改模型的尺寸标注，就能看到该零件各种不同的形状和尺寸，而使用系统化造型，客户就能够通过改变产品中任何工件，进行各种变形，来查看完整的产品及其生产过程。制造企业除了设计零件之外，还要进行装配、子装配以及构件的设计。Unigraphics 技术将参数化造型技术提升到更为高级的系统和产品设计的层面上。系统级的设计参数将由产品向下驱动其子系统、装配以及最终的构件。对于产品定义模板的修改将通过自动化的途径，控制折射到所有相关的系统和构件之上。1.1

8、.3、集成化协作制造企业生产的产品，通常是集体协作的结晶。Unigraphics 涵盖了支持您将扩展产品开发团队、客户以及供应链纳入产品开发流程的所有技术。1.1.4、开放式设计Unigraphics 对其它 CAD 系统是开放的，甚至还为其它计算机辅助工具提供了基础技术，这样客户就可以同整个开发过程中涉及到的其它系统轻松地交换数据。Unigraphics 拓宽了您获取设计信息的途径，它允许您将几何规则和约束直接应用于所有模型，不论它们来自何处。此外，Unigraphics 还具备良好的柔韧性，它根据客户特定的工作环境和手头上特定的工作，来组合不同的建模方法。1.1.5、实践验证的应用工具从概

9、念设计到产品内加工，Unigraphics 产品丰富的功能与继承的深度都是无可比拟的。先进的 CAD/CAM/CAE 软件集成了客户的最佳实践经验和过程，Unigraphics 为产品开发周期的每一个领域都提供了一流的解决方案。如今，数以千记的客户-从生产航空航天产品到生产日用消费品的全球领导工，都正受益于这一解决方案所带来的价值，它们使用这个软件进行新颖而高质量的产品开发，并能够快速超越竞争对手，率先将产品投放市场。第二章 NX数控编程基础本文主要以NX5为例详细说明了UG在手电筒上盖型腔编程中的应用，本章主要介绍NX5的基础知识，及数控加工中的加工流程。2.1 NX在铣削加工中的应用类型N

10、X5的加工应用类型有数控钻削、数控铣削、数控线切割、数控车削、和高速加工的编程能力。根据主轴是否可变，NX5的铣削应用提供了固定轴铣和可变轴铣两种编程方式。如图：铣削应用固定轴铣可变轴铣平面铣轮廓铣可变轴曲面轮廓铣顺序铣固定轴曲面轮廓铣型腔铣、NX5加工的几何对象可以是点、线、片体和实体，这些数据可以是由本系统生成，也可以是由其他任何CAD系统生成而通过各种数据转换格式导进本系统而得。2.2 编程流程应用NX5进行编程时，一般都遵循一定的流程，一般可以归纳一下八个步骤。第一步，加工零件的几何模型准备；第二步，加工工艺路线的制定；第三步，加工环境的选择；第四步，父级组的创建及参数的设定；第五步，

11、加工操作的创建及参数的设定；第六步，刀轨的产生与校核；第七步，刀轨的后处理；第八步，加工工艺卡的制作。2.3 加工环境打开一个部件后，从【应用程序】工具条中选择【加工】图标，或从标准工具条中选择图标并从弹出的菜单中选择【加工】。如图2.3.1 CAM会话配置【CAM会话配置】用来定义可用的加工处理器、刀具库、后处理器，以及应用于某些特定场合如模具加工、机械加工等的高级参数。系统通过一个扩展名为“dat”类型的文件来定义【CAM会话配置】。选择不同的CAM会话配置，【CAM设置】表中将列出相应可用的CAM设置。一个不见只能存在一种CAM会话设置，当要切换到另一种CAM会话设置时，可用从主菜单选择

12、【工具】【操作导航器】【删除设置】，此时系统将弹出如图1-1所示的对话框。图1-1 【设置删除确认】对话框单击【确定】按钮，系统将删除当前配置下所生成的所有加工对象。同时重新弹出如图1-2所示对话框：图1-2 【加工环境】设置2.3.2 加工环境的初始化在【加工环境】会话框中，先在【CAM会话配置】表中选择一种配置，然后再【CAM配置】表中选择一种设置，然后点击【初始化】按钮，系统就会开始加工环境初始化。当初始化完成时，用户就可以创建和管理加工对象了。例如图：第三章 启动应用环境与加工环境本章将以图1-3所示榨汁机内支架型腔模型为例，介绍如何启动【加工】应用模块和选择加工环境。图1-3 榨汁机

13、内支架型腔模型31创建加工环境3.1.1 创建加工环境第一步：从【标准】工具条中单击【打开】在光盘中长到零部件图像，如图1-4所示:图1-4 打开图档第二步：启动【加工】应用模块。从【应用程序】工具条中选择【加工】图标，或从标准工具条中选择图标并从弹出的菜单中选择【加工】。如图1-5所示：图1-5 选择加工应用模块第三步:选择加工环境，当创建好【加工】模块后系统自动弹出如图1-6所示对话框：并选择【mill contour】三维加工应用模块。图1-6 选择三维【mill contour】加工应用模块3.1.2 创建操作导航器在窗口左边资源条中选择加工【操作导航器】，如图1-7：如果之前打开过图

14、形部件，或者需要更换操作导航器，这需要重复“2.3.1”节所讲知识。图1-7 操作导航器3.2 创建加工对象3.2.1 创建机床坐标及系安全平面在窗口左边资源条中选择加工【操作导航器】，在操作导航器的空白处单击MB3键，选择几何视图如图1-8所示：双击【MCS_MILL】弹出如图1-9所示【mill_Orient】对话框： 图1-8 操作导航器 图1-9 Mill_Orient首先指定机床坐标系的原点和方向，单击机床坐标系右边的按钮，弹出【CSYS】的对话框如图1-10所示： 图1-10 CSYS 图1-11 选择点选择参考【CSYS】为“绝对”，选择控制器右边的点构造器，出现如图1-11所示

15、对话框，选择平面上的点，并选择图1-13所示平面。点击确定回到图1-9所示对话框中，选择安全设置选项为平面，并点击选择平面右边的平面构造器图1-12选择安全平面为如图1-13所示平面。图1-12中设置偏置为20.00单击确定 图1-12选择安全平面 图1-13选择平面图1-14 设置后的安全平面3.2.2 设置第一次加工几何体指定第一次加工的几何体。在操作导航器的【几何体】视图，选择节点【WORKPIECE】并双击节点，系统弹出【Mill Geom】对话框如图1-15所示： 图1-15 设置几何体点击选择【指定部件】右边的【选择或编辑部件几何体】图标弹出【部件几何体】对话框。选择选项设置为“几

16、何体”过滤方法为“体”并选择“全选”然后点击确定回到【Mill Geom】对话框。如图1-16所示 图1-16选择或编辑部件几何体点击图1-15中【指定毛坯】右边的【选择或编辑毛坯几何体】图标，弹出【毛坯几何体】对话框，选择选项为“自动块”过滤方式为“体”然后点击确定回到【Mill Geom】对话框。如图1-17所示：·点击【Mill Geom】中的确定， 图1-17毛坯几何体3.2.3 创建刀具创建加工刀具，从【加工创建】工具条中选择【创建刀具】图标或从主菜单选择【插入】选择【刀具】如图1-18b图1-18 创建刀具点击创建刀具系统出现如图1-19所示对话框，由于榨汁机内支架型腔是

17、由曲面构成，所以应在类型右边的中选择【mill_contour】；选择刀具类型为【铣刀】图标；选择位置处为“GENERIC_MACHINE”；并输入刀具名称“D16”。如图1-19所示：点击确定出现“Milling Tool-5 Parameters”对话框图1-19 创建刀具对话框在“Milling Tool-5 Parameters”对话框中可以设置刀具实际尺寸、刀具材料等参数，如图1-20所示 图 1-20 Milling Tool-5 Parameters点击【浏览】右边的显示图标部件几何体上出现如图1-21所示刀具线条,点击确定刀具“D16”创建成功。图1-21 浏览创建刀具在操作导

18、航器中选择【机床视图】可看见刀具“D16”。第四章 型腔铣的数控编程本章主要介绍NX5 CAM中构成刀轨的各种类型及其相关参数。了解各种操作的适用场合、适用刀具和适用的几何体，理解各种循环类型及参数的含义，掌握创建型腔铣加工的操作和如何合理地调整铣削顺序以及避免撞刀现象。4.1创建操作在【工具条选项】中选择选择【创建操作】或者在插入菜单中选择【创建操作】单击创建；如图1-22所示: 图1-22 创建操作 图1-23创建刀具选项系统自动弹出如图1-23所示对话框在【类型】处选择【mill_contour】三维加工类型，操作子类型处选择【CAVITY_MILL】图标，选择刀具为“D1”，选择几何体

19、为【WORKPIECE】为之前创建的几何体。单击确定即可以对操作进行编辑并弹出如图1-24所示型腔铣对话框，在图中几何体处选择【WORKPIECE】确保与前一步几何体选择保持一致，【指定部件】、【指定毛坯】的编辑与3.2.2讲述内容一致。4.2编制粗加工程序 1-24 型腔铣图1-30 设置切削层深度点击切削参数右边图标系统弹出如图1-31所示对话框：图1-31切削参数对话框如图所示，切削方向选择【顺铣】，切削顺序选择【深度优先】。点击右边的余量菜单，选择余量使用“底部面与侧壁余量一致”并设置余量为0.2。点击确定回到型腔铣对话框。点击非切削参数右边图标，系统弹出如图1-32所示对话框，图 1

20、-32非切削运动在【非切削运动】对话框中的进刀选项中，对封闭区域的进刀类型选择为【螺旋线】进刀，其螺旋的直径设置为道具直径的20%，斜角为10，高度1毫米，最小安全距离为0.3，最小倾斜长度为道具直径的10%。在开放区域的进刀类型选择圆弧进刀，圆弧半径为刀具直径的50%圆，弧角度为90°，下刀高度为5毫米，最小安全距离为刀具直径的100%。点击右边的退刀选项中，选择退刀类型为“与进刀相同”，其他选项不必设定，点击确定回到型腔铣对话框。选择【进给和速度】点击右边的进给与速度按钮，系统弹出如图1-33所示对话框，设置主轴转速为3000r/min，切削速度为2500mm/min，点击“更多

21、”对进退刀与快速进退刀的速度进行详细设置，快速进给速度为3000mm/min逼近时进给速度为1000mm/min，进刀速度为800mm/min，移刀速度为800mm/min，退刀速度为1500m/min。点击确定回到型腔铣对话框。图 1-33进给参数设置点击型腔铣对话框中最下方的生成刀路图标系统将自动生成刀具路径，生成后的图形部件如图1-34所示，可将刀路进行模拟与效验效验结果如图1-35所示：图 1-34 刀具路径图 1-35 刀路效验4、3编制半精加工程序为了半精加工程序能继续继承粗加工后的部件，在编制半精加工程序时，可将粗加工程序复制，再在【操作导航器】中粘贴，只需对半精加工程序中的刀具

22、、吃刀深度、加工余量等进行更改，点击生成程序，即可得到如图1-36所示：4、3编制精加工程序，如下图：图 1-36 精加工刀路同样可以对刀路进行效验。如一次精加工不能将部件加工至零件形状，可在加一步精加工程序。将设计零件部件加工至图纸部件如图1-37所示：结论毕业设计是培养我们工件能力的最后一个实践性的学习环节。它不但是我们三年大学学习中所学知训的一次综合复习与考查，同时也是理论联系实际的一个过程，为以后从事专业技术工作的一次考察与审核，通过这次毕业设计，培养了我综合运用所学的基础理论课，技术基础课，专业课的知识和实践技能去分析和解决实际工作中的一般工程技术问题的能力，使我建立了正确的设计思想

23、，学会如何把三年所学的理论知识运用到实践当中去。掌握了UG设计与编程的一般程序，还有利用UG进行工艺刀路设计的能力，并进一步巩固，扩大和深化了我所学的基本理论，基本知识和基本技能，提高了我设计计算，UG建模，UG编程，正确使用技术资料，标准手册等工具书的能力。最后我坚信，只要保持谦虚积极的学习心态与不断的努力、付出、并在正确方法指导下，一定会成为编程设计行业中有用人才！致谢“山重水复疑无路，柳暗花明又一村。”我想用这样的一句诗来形容这次设计的心情，是最恰当不过了。在设计的刚开始，一切大雾迷途，不知如何下手，虽然自己的面前有厚厚的几本资料，资料中也有很多相似的示例，按理说对我是相当有利，而给我是

24、感觉却是多又乱了，眼看同学中有很多做完了，自己却还在原点徘徊，心情也越来越沉重、紧张还好天公做美，元旦假期的到来给了我充裕的时间，加同学的帮助，很快我就进入了状态，设计的过程终于在新年的开头划过。通过本次UG在榨汁机内支架型腔编程中的应用设计，使我对成型UG有了更多的了解，许多没有学过的知识也有了新的了解,对课本学过的知识也得到了更好巩固. 这次设计中，我们利用计算机辅助设计CAD,UG等来进行榨汁机内支架型腔编程的设计，UG，是在设计时，把原始数据图形数据化的参数输入计算机对其进行分析和处理并通过显示器给出分析结果和图形，同时还可在显示器上对分析结果和图形进行补充修改和完整，使设计达到最佳水平，而且清晰明了，可见UG在实际加工中起到了很好的作用。这次论文设计是我们学习以来的第一次设计,错误或多或少总会有,我们也将尽量去减少,尽量去避免.这次论文设计是我们以后设计生涯的一个开端,更是设计生涯的根基,根基的坚固与否,将要靠我们自己努力与奋斗.在这次设计中我由衷的感谢我们的指导老师和所有帮助过我的同学. 如果没有你们的指导与帮助,我想我的论文设计,已画上了终止符,再次谢谢你们!！查阅文献【1】书名：UG NX基础与实例应用作者：魏峥. 出版时间：2010-04-01. 出版社：清华大学. 印次：1-1