设计—UG软件在花型槽设计加工中的应用

1、. . . . 毕业设计(论文)UG软件在花型槽零件加工中的应用 学 院 工业制造与现代管理学年 级 2010级数控1班 专 业 数 控 技 术 学 号 6 学生 王建军 指导教师 孔 胜 平 2013年 3 月毕业论文(设计)诚信承诺书题目UG软件在花型槽零件加工中的应用学生王建军学号6专业数控技术班级2010级数控1班学生承诺我承诺在毕业论文(设计)活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规，本人毕业论文(设计)容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况，如果有违规行为和论文抄袭率达到30%以上，我愿意承担一切责任，接受学校的处理。 学生(签名)：

2、 年 月 日查询毕业设计（论文）抄袭结果： % 指导教师承诺我承诺在毕业论文(设计)活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规，经过本人核查，该生毕业论文(设计)容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。 指导教师(签名)： 年 月 日科技职业学院毕业设计（论文）评审表（指导教师用）王建军学号6题目UG软件在花型槽零件加工的应用评价项目具体要求权重ABCDE调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息与获取新知识的能力。0.1研究方案的设计能力论文的整体思路清晰，结构完整、研究方案完

3、整有序。0.2分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。0.2工作量与工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。0.2质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；试验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。0.2创新工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破或独特见解。0.1评定成绩（优、良、中、与格、不与格）指导教师意见：指导教师签名：20 年 月 日说明：在“A、B、C、

4、D、E”对应的栏目下划“”科技职业学院毕业设计(论文)任务书学生王建军学号6指导教师孔胜平学院名称工业制造与管理学院专业名称数控技术论文题目UG软件在花型槽零件加工中的应用题目来源实习实践（ ）理论研究（ ）一、基本任务与要求基本任务：1）了解数控技术的历史和发展趋势 2）了解与应用CAD/CAM技术 3）熟悉数控技术的加工工艺特点 4）了解自动编程设计熟练使用UG软件对产品进行自动编程设计 5）掌握论文资料调研、写作方案拟定、论文撰写方法 要求：1）资料调研，确定写作方案 2）应用UG软件绘制相关零件图 3）对零件进行加工工艺分析，确定加工方案 4）应用UG软件编制零件加工刀具路径 5）应用

5、UG软件进行实体切削仿真验证 6）编制零件数控加工程序 7）完成毕业设计论文撰写、答辩 二、工作容与时间安排1选题：2012 年 12月 3日前2开题报告：2013 年 4月 18日前3收集资料与实施研究：2012 年 12月 25日前4完成初稿：2013 年 3月 21日前5完成修改稿：2013 年 4月 16日前6完成定稿：2013 年 4月 18日前7答辩：2013 年 4月 21日前摘 要数字控制技术（Numerically Controlled）简称数控（NC）技术，是用数字信息实现自动控制的一种技术。数控机床（Numerical Control Machine Tools

6、）是用数字代码形式表示的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床。数控机床的特征是：数控机床是一种综合运用了计算机、自动控制、精密测量和机械设计等新技术的机电一体化的典型产品。它把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入到数控装置，实现自动控制机床运动，加工出所需要的零件。较好地解决了形状复杂、精密、小批量零件的加工问题，具有适应性强、加工精度和生产效率高的优点。Unigraphics(简称UG)是SIEMENS公司（原UGS公司）基于C语言开发的CAD/CAM/CAE软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、虚拟装配、数控编程、刀具路径摸拟与真实感摸拟等功能于一

7、身，广泛用于机械、模具、汽车、家电、航天、军事等领域，现在已成为世界上最流行的CAD/CAM/CAE软件之一。UG提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了产品设计与制造。利用UG进行产品的设计过程中可以进行有限元分析、机械运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性。Unigraphics CAM(简称UG CAM)功能模块是基于Unigraphics的应用广泛的NC编程工具，UG CAM的主要功能是承担交互式图形编程(NC编程)的任务，即针对已有的CAD模型所包含的产品表面几何信息，进行数控加工刀位轨迹的自动计算，完成产品的加工制造，从

8、而在计算机上的仿真环境中实现产品设计者的设计构想，达到所见即所得的效果。利用其建立的三维模型进行刀具路径的编制生成的数控代码，后处理程序支持多种类型数控机床。另外，UG还提供二次开发语言，便于用户开发专用的CAD系统关键词：数控技术；UG； CAD/CAM目 录第1章绪论11.1 数控技术基础知识11.2 UG NX 5简介31.3 UG NX5的用户界面5第2章数控工艺分析82.1 数控工艺流程82.2零件加工工艺设计12第3章实体建模173.1 UG NX5.0基本设置173.2零件实体建模18第4章零件刀具路径334.1.编制零件加工刀具路径334.2生成零件加工程序57结论60致61参

9、考文献6261 / 67第1章 绪 论1.1 数控技术基础知识随着科学技术的不断发展，机械产品的性能、结构与形状在不断改进，对零件加工质量和精度的要求越来越高，且产品变化频繁，目前在一般机械加工中，单件、小批量的产品约占七成以上。为了保证产品质量，提高劳动生产效率和降低生产成本，不仅要求机床具有较好的通用性和灵活性，而且要求加工过程实现自动化，而传统的加工方法已经远远不能满足生产需要。使用传统的加工方法进行，不仅生产周期长，精度也受到影响，数控机床就是在这种情况下发展起来的一种自动化机床，它适用于生产高精度、零件形状复杂的单件、小批量产品。数控（Numerical Control，NC）是以数

10、字化信号对机床运动与加工过程进行控制的一种方法。数控机床是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，可以自动地对被加工工件进行加工。数控机床的分类方法有多种，如果从数控机床应用的角度分类，可分为数控车床、数控铣床和加工中心等。1.1.1数控铣床与加工中心的组成数控铣床与加工中心是一种利用数控技术进行自动加工控制和金属切削的数控机床，主要是用计算机程序对各类控制信息进行处理，不仅具有柔性，而且还可处理逻辑电路难以处理的各种复杂信息。数控铣床与加工中心的种类繁多，但从组成一台完整的数控铣床与加工中心的角度讲，主要由输入输出设备、数控装置、伺服系

11、统、反馈系统和机床本体5大部分以与辅助装置组成，如图1- 1所示。图1- 11输入输出设备输入输出设备是数控机床与外部设备的接口，存储介质的加工信息通过输入设备输送到机床的数控系统，机床存中的加工程序也可以通过输出设备传送到存储介质上。2数控系统数控系统是数控机床与加工中心的核心部分，主要是对输入的加工程序进行数字运算和逻辑运算，然后向伺服系统发出控制信号，使设备按规定的动作执行。3伺服系统伺服系统是数控系统与机床本体之间的电传动联系环节，主要由伺服电动机、驱动控制系统与位置检测系统组成。其作用是把由数控系统发出的脉冲信号转换成机床移动部件的运动，使机床的工作台按规定移动，精确定位，加工出符合

12、图纸要求的工件。整个机床的性能主要取决于伺服系统。常用的伺服电机有直流伺服电机、交流伺服电机、电液伺服电机等。4反馈系统反馈系统主要是对机床的运动速度、方向、位移以与加工状态加以检测并将其结果转化为电信号反馈给数控系统，数控系统根据反馈回来的信息调整机床的运动，实现误差补偿。5机床本体机床本体是数控铣床与加工中心的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分，主要包括主运动部件、进给运动部件（如工作台、刀架）和支撑部件（如床身、立柱等）。有些数控机床还配备特殊部件，如刀库、自动换刀装置等。除上述5个主要部分外，数控铣床与加工中心还有一些辅助装置和附属设备，如电气、液压、气动系统与冷却、排屑、润滑、照

13、明系统等。1.1.2 数控铣床与加工中心的特点在批量生产条件下，利用数控铣床或加工中心自动化加工，可以取得良好的经济效益。与普通机床加工相比，采用数控铣床与加工中心加工具有以下特点。1简化加工过程传统加工需要认真编制工艺规程，严格划分工序，然后设计和制造夹具，确定定位方案。而使用数控加工可以集中工序，减少零件的装夹次数，通过NC程序可以轻松实现对复杂三维零件的加工，大大简化加工过程。2加工效率高数控加工在NC程序引导下有序进行，受到的人工干预少，加工过程中工件的转位时间与换刀时间短，还可以实现多刀并行加工，大提高了加工效率。3加工精度高数控加工在程序控制下有序进行，受到的人工干预少，具有较小的

14、加工误差。同时，现在的数控机床还采用了闭环控制，可以对出现的误差进行补偿，大提高了加工精度。4加工重复性好数控加工中编制好的程序可以在加工中重复使用，还可以对已有的程序进行适当的修改和完善，以适应相似的加工对象，特别是随着CAD/CAM技术的不断发展和进步，复杂数控程序的编制变得越来越简单，这为高效地加工出高精度的复杂零件创造出良好的条件。1.2 UG NX 5简介Unigraphics(简称UG)软件起源于美国麦道飞机公司，是一种CAD/CAE/CAM一体化的机械工程计算机软件。CAD功能实现了目前制造行业中常规的工程技术、设计和绘图功能的自动化。利用其强大的混合式绘图结构，用户就能够方便地

15、绘制出任何复杂的实体和造型特征。CAM功能则为使用Unigraphics设计模型描绘完成部分的现代机器工具提供NC编程技术。Unigraphics是一个全三维系统，可以用它来精确描绘几乎任何几何形状。将这些形状结合起来，就可以设计、分析产品以与绘图。集世界一流的设计、工程与制造系统于一体的UG软件，自20世纪80年代后期引进我国以来，已广泛应用于航空航天、汽车、通用机械、模具等领域。利用UG，可以完成产品从概念的设计、模型建立、性能分析、运动分析、加工刀路生成等整个产品的生产过程，实现真正意义的无图纸化生产。UG适用于任何产品设计行业需要进行实体建模、装配或者不需要实体建模的。特别对于实际工艺

16、流程的钣金、塑料模具、管道、线缆、焊接件设计，更是效率非凡，UG具有许多其他大型三维软件所不具有的特殊功能。UG具有丰富的造型功能，各项功能都是通过各自的应用模块来实现的。主要包括产品造型、产品装配、零件建模、辅助制图、数控加工、产品分析和钣金设计等模块。1. 产品造型产品造型模块是重要的工业产品造型模块，为用户提供设计阶段的工作环境。2. 产品装配产品装配模块主要用于产品的模拟装配。该模块支持“自上而下”和“自下而上”的装配方法，可以快速跨越装配层来直接访问任何组件或子装配的设计模型；支持装配过程中的“上下文设计”方法，从而在装配模块中可以改变组件的设计模型。3. 零件建模零件建模模块用于产

17、品部件的三维实体特征建模，无缝地集成基于约束的特征建模和显性几何建模方法，也是辅助制图、数控加工、产品装配、结构分析、运动分析、注塑流动分析等其他模块的工作基础。该模块支持实体建模、特征建模、自由形状建模、钣金特征建模和用户自定义特征等子模块。4. 辅助制图辅助制图模块属于平面工程图模块，具有建立平面工程图所需的所有功能。可以从已经建立的三维模型自动生成平面工程图，也可以利用在曲线功能绘制平面工程图自动建立平面工程图时，利用正交投影视图、剖视图、局部放大视图以与其他视图工具来创建图纸中的各个视图，支持自动绘制剖面线、半自动标注尺寸、自动建立装配件明细表等功能。5. 数控加工数控加工模块用于数控

18、加工模拟和自动编程，可进行一般的二轴、二轴半铣削，也可进行三轴到五轴的加工；可完成数控车削加工的全过程；支持线切割等加工操作；可根据加工机床控制器的不同自行定制后处理程序，从而使生成的指令文件可直接应用于用户特定的数控机床，不再需要修改指令即可加工。6. 产品分析此模块包括结构分析、运动分析、注塑模分析等子模块。l结构分析模块主要用于对产品模型进行受力、受热后的变形分析，是一个使用简单且功能强大的有限元分析工具，可以建立有限元模型、对模型进行分析和对分析后的结果进行处理。l运动分析模块用于对简化的产品模型进行运动分析，提供灵活与全面的建模能力。利用该模块可以进行机构连接设计和机构综合；可以建立

19、产品的仿真；可以设计出包含任意关键节数的空间机构，完成机构的运动分析，以多种形式表达出容易理解的分析结果。l注塑模分析模块用于注塑模中对熔化的塑料进行流动分析。可以对部件模型构造一个有限元网格，从而描述模具和塑料的情况。通过反复进行这一分析，可以确定出最合适的注塑条件，实现安全且无损的模拟。并且可以计算出注塑过程中的材料消耗。7. 钣金设计通过钣金设计模块可以设计钣金件的真实形状以建立钣金件模型。1.3 UG NX5的用户界面在Windows系统平台的桌面上双击NX 5.0图标或依次选择开始/所有程序/UGS NX 5.0/NX 5.0命令，进入UG NX 5欢迎界面，等待软件初始化，然后进入

20、UG NX 5的界面，如图1- 2所示。图1- 21. 标题栏标题栏主要显示软件版本、当前模块、文件名、当前部件修改状态等信息。2. 主菜单栏主菜单栏主要包括软件的主要功能命令。其中包括文件、编辑、视图、插入、格式、工具、装配、工作坐标系、分析、预设置、应用、窗口、帮助等菜单。3. 提示栏提示栏主要用来向用户提示操作步骤以与如何操作。实施每个动作之后，系统都会在提示栏中显示如何进行下一步操作。对于初学UG的用户，提示栏将有着重要的作用，遵循提示栏的提示，对于简单的模型建立，一般都可以顺利完成。4. 状态栏状态栏用于显示系统或图形的状态。它提示当前执行操作的结果、鼠标的位置、图形的类型或名称等特

21、性，可以帮助用户了解当前的工作状态。5. 工具条提供一组可视化操作的命令按钮。每个命令按钮都用形象化的图标表示其对应的功能。在屏幕布局中，可根据需要灵活设置工具条，方便地拖动定位至屏幕四周，或者浮动显示在工作窗口。6. 对话框对话框是在UG操作时进行参数输入或选项设置的窗口。对话框中的元素包含有选项标签、按钮、单选按钮或复选框等。7. 工作图形区工作图形区是进行绘图或建模的区域，模型的创建、装配和修改工作都在该区域完成。8工作坐标显示三维图形的方向。9. 资源栏将一些常用的工具放置在一起，它包括装配导航器、部件导航器、历史、角色等。第2章 数控工艺分析2.1 数控工艺流程数控加工与通用机床加工

22、相比较，在许多方面遵循的原则基本一致。但由于数控机床本身自动化程度较高，控制方式不同，设备费用也高，使数控加工工艺相应形成了以下几个特点：1工艺的容十分具体在用通用机床加工时，许多具体的工艺问题，如工艺中各工步的划分与顺序安排、刀具的几何形状、走刀路线与切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑而决定的，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。而在数控加工时，上述这些具体工艺问题，不仅仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的容，而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。也就是说，本来是由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多具体工艺问题和细节，在数控

23、加工时就转变为编程人员必须事先设计和安排的容。2工艺的设计非常严密数控机床虽然自动化程度较高，但自适性差。它不能像通用机床在加工时可以根据加工过程中出现的问题，比较灵活自由地适时进行人为调整。即使现代数控机床在自适应调整方面作出了不少努力与改进，但自由度也不大。比如说，数控机床在做镗盲孔加工时，它就不知道孔中是否已挤满了切屑，是否需要退一下刀，而是一直镗到结束为止。所以，在数控加工的工艺设计中必须注意加工过程中的每一个细节。同时，在对图形进行数学处理、计算和编程时，都要力求准确无误，以使数控加工顺利进行。在实际工作中，由于一个小数点或一个逗号的差错就可能酿成重大机床事故和质量事故。3注重加工的

24、适应性要根据数控加工的特点，正确选择加工方法和加工容。由于数控加工自动化程度高、质量稳定、可多坐标联动、便于工序集中，但价格昂贵，操作技术要求高等特点均比较突出，加工方法、加工对象选择不当往往会造成较大损失。为了既能充分发挥出数控加工的优点，又能达到较好的经济效益，在选择加工方法和对象时要特别慎重，甚至有时还要在基本不改变工件原有性能的前提下，对其形状、尺寸、结构等作适应数控加工的修改。一般情况下，在选择和决定数控加工容的过程中，有关工艺人员必须对零件图或零件模型作足够具体与充分的工艺性分析。在进行数控加工的工艺性分析时，编程人员应根据所掌握的数控加工基本特点与所用数控机床的功能和实际工作经验

25、，力求把这一前期准备工作做得更仔细、更扎实一些，以便为下面要进行的工作铺平道路，减少失误和返工、不留遗患。根据大量加工实例分析，数控加工中失误的主要原因多为工艺方面考虑不周和计算与编程时粗心大意。因此在进行编程前做好工艺分析规划是十分必要的。2.1.1 数控加工工艺设计容工艺设计是对工件进行数控加工的前期准备工作，它必须在程序编制工作之前完成。因此只有在工艺设计方案确定以后，编程才有依据。否则，由于工艺方面的考虑不周，将可能造成数控加工的错误。工艺设计不好，往往要成倍增加工作量，有时甚至要推倒重来。可以说，数控加工工艺分析决定了数控程序的质量。因此，编程人员一定要先把工艺设计做好，不要先急于考

26、虑编程。根据实际应用中的经验，数控加工工艺设计主要包括下列容：（1）选择并决定零件的数控加工容。（2）零件图样的数控加工分析。（3）数控加工的工艺路线设计。（4）数控加工工序设计。（5）数控加工专用技术文件的编写。数控加工专用技术文件不仅是进行数控加工和产品验收的依据，也是需要操作者遵守和执行的规程，同时还为产品零件重复生产积累了必要的工艺资料，并进行了技术储备。这些由工艺人员做出的工艺文件是编程员在编制加工程序单时所依据的相关技术文件。编写数控加工工艺文件也是数控加工工艺设计的容之一。不同的数控机床，工艺文件的容也有所不同。一般来讲，数控铣床的工艺文件应 包括：（1）编程任务书。（2）数控加

27、工工序卡片。（3）数控机床调整单。（4）数控加工刀具卡片。（5）数控加工进给路线图。（6）数控加工程序单。其中以数控加工工序卡片和数控刀具卡片最为重要。前者是说明数控加工顺序和加工要素的文件；后者是刀具使用的依据。为了加强技术文件管理，数控加工工艺文件也应向标准化、规化方向发展。但目前尚无统一的国家标准，各企业可根据本部门的特点制订上述有关工艺文件。2.1.2 工序的划分根据数控加工的特点，加工工序的划分一般可按下列方法进行：（1）以同一把刀具加工的容划分工序。有些零件虽然能在一次安装加工出很多待加工面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是存容量），机床连续工作时间的限制

28、（如一道工序在一个班不能结束）等。此外，程序太长会增加出错率、查错与检索困难。因此程序不能太长，一道工序的容不能太多。（2）以加工部分划分工序。对于加工容很多的零件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如形、外形、曲面或平面等。（3）以粗、精加工划分工序。对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生较大的变形而需要进行校形，因此一般来说凡要进行粗、精加工的工件都要将工序分开。综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性、机床的功能、零件数控加工容的多少、安装次数与本单位生产组织状况灵活掌握。什么零件宜采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，也要根据实际需要和生产条件确定，要力求合理

29、。加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以与定位安装与夹进的需要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏。顺序安排一般应按下列原则进行：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。（2）先进行型腔加工工序，后进行外型腔加工工序。（3）在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。（4）以一样定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好连接进行，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数。2.1.3 加工刀具的选择选择刀具应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以与其他相关因素正确选用刀具与刀柄。刀具选择总的原则是：适用、

30、安全、经济。适用是要求所选择的刀具能达到加工的目的，完成材料的去除，并达到预定的加工精度。如粗加工时选择有足够大并有足够的切削能力的刀具能快速去除材料；而在精加工时，为了能把结构形状全部加工出来，要使用较小的刀具，加工到每一个角落。再如，切削低硬度材料时，可以使用高速钢刀具，而切削高硬度材料时，就必须要用硬质合金刀具。安全指的是在有效去除材料的同时，不会产生刀具的碰撞、折断等。要保证刀具与刀柄不会与工件相碰撞或者挤擦，造成刀具或工件的损坏。如加长的直径很小的刀具切削硬质的材料时，很容易折断，选用时一定要慎重。经济指的是能以最小的成本完成加工。在同样可以完成加工的情形下，选择相对综合成本较低的方

31、案，而不是选择最便宜的刀具。刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高则可以使总体成本可能比使用普通刀具更低，产生更好的效益。如进行钢材切削时，选用高速钢刀具，其进给只能达到100mm/min，而采用同样大小的硬质合金刀具，进给可以达到500mm/min以上，可以大幅缩短加工时间，虽然刀具价格较高，但总体成本反而更低。通常情况下，优先选择经济性良好的可转位刀具。2.1.4 走刀路线的选择走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，它不但包括了工序的容，而且也反映出工序的顺序。走刀路线是编写

32、程序的依据之一。因此，在确定走刀路线时最好画一工序简图，将已经拟定出的走刀路线画上去（包括进刀、退刀路线），这样可为编程带来不少方便。工序顺序是指同一道工序中，各个表面加工的先后次序。它对零件的加工质量、加工效率和数控加工中的走刀路线有直接影响，应根据零件的结构特点和工序的加工要求等合理安排。2.1.5 切削用量的确定合理选择切削用量对于发挥数控机床的最佳效益有着至关重要的关系。选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、刀具说明书、切削用量手册，并结合

33、经验而定。2.2零件加工工艺设计2.2.1零件图纸分析此次毕业设计是根据图2- 1所示进行绘制建模加工的。图2- 11） 零件结构分析如上图所示，零件主要是由底座、六方台、开放槽、圆形槽腔、六角型腔与通孔组成。底座为180x180的正方形，厚度为10mm。六方台为156x156的正六边形，高度为5mm，开放槽高度为10mm，圆形槽腔直径100mm，深度为12mm，六角形高度为8mm，直径为25mm的孔深度为15mm，直径为30mm的孔的深度为10mm。2)加工技术要求此零件精度要求不是很高，零件表面的粗糙度没有作具体要求，尺寸公差要保证在公差围之，加工此零件可采用立式数控铣床或加工中心。2.2

34、.2加工条件准备工件毛坯：180x180x40板料，底平面与周边已加工完毕。加工机床：立式加工中心装机工具：平口钳加工刀具：30立铣刀、20立铣刀、12立铣刀、8立铣刀、12中心钻、24.8麻花钻、25铰刀2.2.3装夹方案以底平面与两个互相垂直的侧表面进行定位与装夹，一次装夹后完成所有加工容。 装机过程中的注意事项： 1.工件的被加工面要高出钳口，否则就要用平行垫铁垫高工件。但也不能过分高出钳口，这样会使工件装夹不牢固。 2.用手挪动垫铁检查夹紧程度，如有松动，说明工件与垫底贴合不好，应松开平口钳重新装夹。 3.本次加工有一个通孔要加工，所以在垫铁垫时要保证孔的下面没有垫铁挡着。2.2.4工

35、步划分如上图所示，该零件主要包括底座、六方台、开放槽、圆形槽腔、六角型腔与通孔的加工。 工步1：铣削工件顶面 选用30立铣刀进行平面铣削，加工至高度尺寸要求。 工步2：六方台轮廓粗加工 选用20立铣刀进行粗加工。设置“部件余量“为0.5mm，“最终底部面余量”为0mm。 工步3：开放槽腔粗加工 选用12立铣刀，设置“壁余量”“为0.5mm，终底部面余量”为0mm。 工步4：圆形槽腔加工 选用20立铣刀加工至要求尺寸。 工步5：六角型腔加工 选用8立铣刀加工至要求尺寸。 工步6：开放槽轮廓精加工 选用8立铣刀加工至要求尺寸。 工步7：六方台轮廓精加工： 选用8立铣刀加工至要求尺寸。 工步8：六角

36、形槽腔底面精加工： 选用8立铣刀加工至要求尺寸。 工步9：钻中心孔： 选用12中心钻进行钻孔定位，加工至工件表面以下3mm即可。 工步10：钻25通孔： 选用24.8的麻花钻把孔钻通，为下一步铰孔做准备。 工步11：精铣30圆孔壁面： 选用8的立铣刀加工至要求尺寸。工步12：铰25圆孔： 选用25铰刀铰孔至要求尺寸。2.2.5切削用量的选择切削用量包含主轴转速、背吃刀量、进给速度。切削用量需要根据工件材料、加工要求等条件进行合理的选择，粗加工时要保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，同时还要兼顾经济性和加工成本。粗加工时应优先选择最大的背吃刀量，其次根据刀具、工件的材料特性选择较大的进给量和

37、合理的转速。精加工时要保证工件的加工质量，需要选用较小的背吃刀量和进给速度，但同时还需考虑加工效率和成本因素，因此应在合理的选择围应尽可能的选择较高的切削速度。刀具几何参数，对切削变形、切削力、切削温度、刀具寿命等都有显著影响。选择合理的刀具几何参数，对保证加工质量、提高道具使用寿命、提高生产效率、降低加工成本有重要意义。根据以上关联制定工艺卡片如下所示。工艺卡片零件号零件名称材料01花型槽45钢工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统001OO0001平口钳立式加工中心FANUC 0i Mate TC工步号工步容刀具号刀具规格主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)补偿量补偿种类种类直

38、径(mm)长 度(mm)1平面铣削T1立铣刀30实测S800默认值D1半径补偿H1长度补偿2六方台轮廓粗加工T2立铣刀20实测S1200默认值D1半径补偿H1长度补偿3开放槽粗加工T3立铣刀12实测S2000默认值D1半径补偿H1长度补偿4圆形槽腔加工T2立铣刀20实测S1200默认值D1半径补偿H1长度补偿5六角形槽腔加工T4立铣刀8实测S3000默认值D1半径补偿H1长度补偿6开放槽轮廓精加工T4立铣刀8实测S3000默认值D1半径补偿H1长度补偿7六方台轮廓精加工T4立铣刀8实测S3000默认值D1半径补偿H1长度补偿8六角形槽腔底面精加工T4立铣刀8实测S3000默认值D1半径补偿H1

39、长度补偿9钻中心孔T5中心钻12实测S600默认值D2长度补偿H2长度补偿10钻通孔T6麻花钻24.8实测S600默认值D2长度补偿H2长度补偿11精铣30圆孔壁面T4立铣刀8实测S3000默认值D1长度补偿H1长度补偿12铰25通孔T7铰刀25实测S1000默认值D3长度补偿H3长度补偿第3章 实体建模3.1 UG NX5.0基本设置3.1.1启动UGNX5.0软件1）双击UGNX5.0软件快捷图标，软件进行系统初始化，并显示版本标识，初始化完成后进入UGNX5.0软件窗口。2）在工具栏中单击“新建”按钮，弹出“文件新建”对话框。系统默认选择“模型”模板，并为模型设定了“毫米”公制单位，生成

40、默认的文件名“model.part”，把文件命名为“huaxingcao”并设定保存模型图档的文件夹，单击“确定”按钮，进入UGNX5.0的建模界面。如图3- 1所示。图3- 1文件新建窗口3.1.2首选项设置1）选择“首选项”菜单“草图”命令，弹出“草图首选项”对话框。2）在“常规”选项卡中，修改“小数位数”为0，“文本高度”为3，设置“尺寸标签”为“值”如图3- 2所示。图3- 2草图首选项3.2零件实体建模3.2.1绘制正方形草图1）在工具栏中单击“草图”按钮，如图3- 3所示，弹出“创建草图”对话框。2）在“创建草图”对话框中，系统默认创建草图“类型”为“在平面上”的草图，“草图平面”

41、的指定方法为“现有的平面”，提示“选择草图平面的对象或选择要定向的草图轴”，系统默认选择了XC_YC基准平面，如图3- 4所示。单击“确定”按钮，接受以XC_YC平面为创建草图的平面，进入草图绘制环境，系统命名当前草图名为“SKETCH_000”，并在“部件导航器”的“模型历史纪录”列表中生成“Sketch（1）”记录。图3- 3“草图”按钮图3- 4“创建草图”对话框3）在草图曲线工具栏上单击“矩形”按钮，然后在绘图区中以基准轴为大致的中心位置绘制矩形，如图3- 5所示。4）在工具栏中单击“自动判断的尺寸”按钮，系统提示“选择要标注尺寸的对象或选择要编辑的尺寸”，在绘图区中拾取矩形的水平直线

42、，系统显示出直线的当前长度尺寸，拖动尺寸到合适的位置单击放置尺寸，系统弹出尺寸表达式输入栏，如图3- 6所示。系统命名当前尺寸标注为“P9”，在数值框中输入矩形的长度尺寸180后回车，系统按照表达式“P9=180”计算值立即将矩形长度调整为180的长度。图3- 5绘制矩形图3- 6尺寸标注5）继续进行尺寸标注，先拾取矩形竖直线，再拾取YC轴线，拖动尺寸到合适的位置单击放置尺寸，系统弹出尺寸表达式输入栏，如图3- 7所示，系统命名当前尺寸标注为“P10”，在数值框中输入P9/2后回车，系统按照表达式“P10=P9/2=180/2=90”计算值立即将矩形调整为以YC轴为中心。6）使用一样的尺寸标注

43、方法，对矩形的竖直线进行尺寸标注，如图3- 8所示。7）系统提示“草图已完全约束”，在工具栏中单击“完成草图”按钮，退出草图。图3- 7指定YC轴为中心图3- 8正方形尺寸约束3.2.2绘制正六边形草图1）在工具栏中单击“草图”按钮，弹出“创建草图”对话框。直为接单击“确定”按钮，继续以XC-YC平面为创建草图的平面，进入草图绘制环境，系统命名当前草图名为“SKETCH_001”，并在“模型历史纪录”列表中生成“Sketch（2）”记录。2）在草图曲线工具栏上单击“圆”按钮，然后在绘图区中捕捉原点，以任意直径绘制一辅助圆。在工具栏中单击“转换至/自参考对象”按钮，弹出“转换至/自参考对象”对话

44、框，设置转换为“参考”，系统提示“选择要转换的曲线或尺寸”，在绘图区中拾取圆形，单击“确定”按钮，将圆形转换为参考线。在草图中系统以点划线显示参考线，当创建实体时参考线不作为截面线。3）在草图曲线工具栏上单击“配置文件”按钮，然后在绘图区中任意绘制六条连续直线，如图3- 9所示。绘制时同时捕捉与圆的相切关系。4）在工具栏中单击“制作拐角”按钮，然后在绘图区中拾取起止直线，系统自动延伸或修剪两条直线以制作拐角，如图3- 10所示。图3- 9绘制连续直线图3- 10制作拐角5）在工具栏中单击“约束”按钮，系统提示“选择要创建约束的曲线”，在绘图区中拾取六条直线，然后在“约束”对话条中单击“等长”约

45、束按钮，系统调整所有线段长度为一样长度。6）继续进行几何约束，拾取第一条直线，并应用“水平约束。再拾取第四条直线，同样应用“水平约束，系统根据以上约束调整六条直线为正六边形，如图3- 11所示。7）在工具栏中单击“自动判断的尺寸”按钮，拾取圆形标注直径，输入直径值156，系统调整圆形以与与圆相切约束的六边形的大小，如图3- 12所示。8）系统提示“草图已完全约束”，在工具栏中单击“完成草图”按钮，退出草图。图3- 11正六边形几何约束图3- 12圆形尺寸约束3.2.3 绘制开放槽草图1）在工具栏中单击“草图”按钮，弹出“创建草图”对话框。单击“确定”按钮，继续以XC-YC平面为创建草图的平面，

46、进入草图绘制环境，系统命名当前草图名为“SKETCH_002”，并在“模型历史记录”列表中生成“Sketch（3）”记录。2）在草图曲线工具栏中单击“直线”按钮，然后在绘图区中靠近正方形左端中点位置绘制任意斜线，如图3- 13所示。2） 在工具栏中单击“镜像曲线”按钮，弹出“镜像曲线”对话框，首先选择XC基准轴线为镜像中心线，然后选择绘制的斜线为要镜像的曲线，单击“确定”按钮，获得镜像副本，如图3- 14所示。图3- 13绘制斜线图3- 14镜像曲线4) 在草图曲线工具栏上单击“圆弧”按钮，然后在绘图区中靠近正方形左端竖线，应用三点绘制圆弧方法，拾取起点、终点与圆弧上一点，绘制任意圆弧线。5）

47、单击“约束”按钮，拾取圆弧和辅助圆，应用“同心”约束。单击“自动判断的尺寸”按钮，拾取圆弧标注半径，输入半径值60，系统调整圆弧位置，如图3- 15所示。6)单击“制作拐角”按钮，拾取斜线与圆弧线进行修剪，如图3- 16所示。7）单击“自动判断的尺寸”按钮，先拾取两条斜线标注角度，输入角度值90，再拾取两条斜线的左端点标注垂直距离，输入长度值60，系统调整斜线位置。8）单击“约束”按钮，先拾取斜线的左端点，再拾取与所选斜线相交的六边形边线，应用“点在曲线上”约束，系统调整斜线端点位置到六边形边线上。如图3- 17所示。9）系统提示“草图已完全约束”，在工具栏上单击“完成草图”按钮，退出草图。图

48、3- 15约束圆弧图3- 16修剪圆弧图3- 17斜线几何约束3.2.4绘制圆弧尖角1）在工具栏中单击“草图”按钮，弹出“创建草图”对话框。直接单击“确定”按钮，继续以XC-YC平面为创建草图的平面，进入草图绘制环境，系统命名当前草图名为“SKETCH_003”，并在“模型历史记录”列表中生成“Sketch（4）”记录。2）在草图曲线工具栏上单击“圆弧”按钮，然后在绘图区中辅助圆，应用圆心与端点绘制圆弧方法，拾取圆心、起点和终点，如图3- 18所示，绘制任意圆弧线。3)单击“自动判断尺寸”按钮，先拾取圆弧圆心和XC基准轴标注垂直距离，输入长度值70，再拾取圆弧标注半径，输入半径值82，系统调整

49、圆弧位置，如图3- 19所示。4）单击“约束”按钮，拾取圆弧圆心和YC基准轴，应用“点在曲线上”约束。5）单击“镜像曲线”按钮，首先选择XC基准轴线为镜像中心线，然后选择圆弧为要镜像的曲线，单击“确定”按钮，获得镜像副本。6）单击“制作拐角”按钮，拾取圆弧和镜像副本进行修剪，获得圆弧尖角。7）单击“直线”按钮，连接两条圆弧线的端点，形成封闭曲线串，如图3- 20所示。 8）系统提示“草图需要1个约束”，可以拾取直线与YC基准轴应用“共线”约束使草图完全约束，或保持当前的欠约束状态。在工具栏中单击“完成草图”按钮，退出草图。图3- 18绘制圆弧图3- 19圆弧尺寸约束图3- 20圆弧尖角 3.2

50、.5绘制圆形草图1）在工具栏中单击“草图”按钮，弹出“创建草图”对话框。直接单击“确定”按钮，继续以XC-YC平面为创建草图的平面，进入草图绘制环境，系统命名当前草图名为“SKETCH_004”，并在“模型历史纪录”列表中生成“Sketch（5）”记录。2）单击“圆”按钮，然后在绘图区中任意位置绘制圆形。如图3- 21所示。3）单击“约束”按钮，拾取圆心和XC基准轴，应用“点在曲线上”约束，再次拾取圆心和YC基准轴，应用“点在曲线上”约束，系统调整圆心到圆点上，如图3- 22所示。4）继续用此方法，约束其余两圆。5）单击“自动判断的尺寸”按钮，拾取圆形标注直径尺寸，输入直径值25，30，100

51、，系统自动调整圆形的大小，如图3- 23所示。系统提示“草图已完全约束”，在工具栏中单击“完成草图”按钮，退出草图。图3- 21绘制圆形图3- 22约束到原点图3- 23尺寸约束3.2.6创建正方体1）在工具栏中单击“拉伸”按钮，弹出“拉伸”对话框。在选择意图工具栏中设置“相连曲线”方式，系统提示“选择要草绘的平面，或选择截面几何图形”，在绘图区中拾取六边形的一条直线，系统自动串联六边形，并生成预览的拉伸实体效果。2）输入“限制”的开始“距离”值为0，终点“距离值”为15，单击“确定”按钮建出正立方体，如图3- 24所示。图3- 24拉伸六边形3.2.7创建开放槽1）在“部件导航器”的“模型历

52、史纪录”列表中取消勾选“Sketch（1）”，如图3- 25所示，隐藏“SKETCH_000”正方形草图。2）在工具栏中单击“静态线框”按钮，如图3- 26所示，将实体以线框方式显示，方便选取被实体遮挡的草图曲线。图3- 25取消勾选草图Sketh(1)图3- 26“静态线框”显示3）单击“拉伸”按钮，弹出“拉伸”对话框。在选择意图工具栏中设置“相连曲线”的方式，并激活“在相交处停止”选项，如图3- 27所示。图3- 27在相交处停止选项3） 在绘图区中拾取开放槽草图的圆弧线 ，系统自动串联斜线生成预览的拉伸片体效果，如图3- 28所示。继续拾取开放槽两斜线之间的六边形边线，系统串连形成封闭线串，此时生成拉伸实体效果。如图图3- 29所示。图3- 28开放线串拉伸成片体图3- 29封闭线串拉伸成实体5）输入“限制”的开始“距离”值为5，终点“距离”值为25，在“布尔”运算中选择“求差”，系统默认选择六方体为要求差的目标体，单击“确定”按钮，以新建实体切割六方体，创建出开放槽。如图3- 30所示。6）选择“插入”菜单“关联复制”“实例特征”命令，弹出“实例”对话框。选择“圆形阵列”类型，选择新创建的拉伸特征（开放槽）。7）系统提示“输入圆形阵列参数”，输入“数量”为6，“角度”为360/6。选择以“基准轴”定义旋转曲线