UG机械零件加工doc

1、四川科技职业学院毕业设计(论文) 第56页毕业设计(论文)圆弧盘零件应用UG建模与加工 学 院 工业制造与管理 年 级 2 011级1班 专 业 机械制造与自动化 学 号 201103050112 学生姓名 靳 松 指导教师 孔 胜 平 2014 年 3 月 摘 要数字控制（numerical control, NC）是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法，简称数控。数控技术（numerical contral technology）是采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。数控技术综合运用了微电子、计算机、自动控制、精密检测

2、、机械设计和机械制造等技术的最新成果，通过程序来实现设备运动过程和先后顺序的自动控制，位移和相对坐标的自动控制，速度、转速及各种辅助功能的自动控制。计算机数控(computerized numerical control, CNC)是用计算机实现数控所需的所有运算、控制功能和其他辅助功能的方法。数控系统是指利用数控技术实现自动控制的系统。具体来说是用数字化的代码将零件加工过程中所需的各种操作和步骤以及刀具加工轨迹等信息记录在程序介质上，送入数控系统进行译码、运算及处理，控制机床的刀具与工件的相对运动，加工出所需要的工件的机床即为数控机床。UG原是由美国UGS公司推出的功能强大的三维CAD/CA

3、M/CAE软件系统，NX产品集成了原来UG、I-deas、Imageware、Nastran等多个软件的特性，在性能上得到了极大的提高。UG软件的最新版本SIEMENS NX 8.0内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成产品的全过程，应用范围涉及航空航天、汽车、机械、造船、通用机械、数控(NC)加工、医疗器械和电子等诸多领域。该版本在易用性、数字化模拟、知识捕捉、可用性和系统工程、模具设计和数控编程等方面进行了创新，对以前版本进行了数百项以客户应用为中心的改进。 关键词：数控技术； UG NX8.0； CAD/CAM；目 录第1

4、章 绪 论11.1 专业数控技术介绍11.1.1数控技术的产生11.2 UG NX 8.0简介41.3 UG NX 8.0基于CAM的特点51.4 UG NX 8.0 CAM的主要功能模块51.5 UG NX 8.0 CAD的主要功能模块9本章小结：9第2章 工艺分析102.1 零件图分析112.2 工艺分析13本章小结：17第3章 建立零件模型173.1 绘制零件草图173.2 创建零件实体模型21本章小结：26第4章 模型加工路径创建274.1 进入加工环境274.2 定义加工刀具274.3 加工基准参数配置304.4生成切削刀轨314.5 刀轨校验与可视化45本章小结：47第5章 模型加

5、工后处理475.1 后处理参数设置475.2 后处理器自动生成程序展示49本章小结：49结 论50致 谢51参考文献52授人以渔 能力为本 第1章 绪 论1.1 专业数控技术介绍数控技术(Numerical Control Technology)是采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1.1.1数控技术的产生数控机床(Numerical Control Machine)是采用数字控制技术对工件的加工过程进行自动控制的一类机床。它是数控技术在生产中应用最为典型的

6、例子。利用数控机床加工时，首先将机械加工过程中的各种控制信息(刀具、切削用量、主轴转速、加工轨迹等)用相应的代码数字化，然后通过数字化的信息输入数控装置(数控系统的核心部分)，经运算处理后再由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。1947年，美国帕森斯公司(Parsons)接受美国空军的委托，开始研制直升机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于轮廓检验样板的形状复杂，精度要求高，一般加工设备难以适应，因此首次提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院伺服机构实验室(Servo Mechanism Laboratory

7、 of the Massachusetts Institute of Technology)开始共同研究，探讨用三坐标曲线数据控制机床运动，并于1952年试制成功了世界上第一台三坐标数控铣床。成功地实现了三轴联动，并可以控制铣刀对空间曲面进行连续加工。该数控铣床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，是一种新型的机床，可用于加工复杂曲面零件，是机械制造行业的一次技术革命，从此机床进入了数控时代。1.1.2数控技术的加工特点数控机床的出现，较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。与普通机床的加工相比，数控加工具有以下明显特点。1)适应性强

8、 适应性，又称柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能实现对新零件的加工，而不需改变机械部分和控制部分的硬件，且生产过程是自动完成的，生产周期短。这就为复杂结构零件的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便。在机械产品中，单件与小批量产品占到70%80%。这类产品的生产不仅对机床提出了高效率、高精度和高自动化要求，而且还要求机床应具有较强的适应产品变化的能力。适应性强是数控机床最突出的优点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统FMS。2)适于加工形状复杂

9、的零件对于形状复杂的工件，如直升机的螺旋桨、汽轮机叶片等，轮廓为形状复杂的空间曲面，其加工在普通机床上难以实现或无法实现，而数控机床几乎可以实现任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工工业得到广泛应用。 3)加工精度高、质量稳定可靠数控机床加工的精度高，这与数控机床机械机构部分的制造精度和各种补偿措施有着很大的关系。在设计与制造数控机床时，采取了很多措施以使数控机床的机械部件达到很高的精度和刚度，使数控机床工作台的脉冲当量普遍达到0.00010.01mm，而丝杠螺距误差与进给传动链的反向间隙等均可由数控装置进行

10、补偿，对于高档数控机床则可采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制，这些技术的应用使数控机床可获得比本身精度更高的加工精度。另一方面，数控机床是在程序指令控制下进行加工的，一般情况下不需要人工干预，因此消除了操作者人为产生的加工误差，提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定可靠。4)生产效率高生产效率是衡量设备机械加工性能的主要性能参数之一。零件的加工效率主要取决于切削加工时间和辅助加工时间。 1.1.3数控技术的发展历程和趋势1. 数控机床的发展历程数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上，伴随着计算机技术的发展而发展起来的，其发展过程如下。 1948年，美国帕森斯公司接受美国空

11、军委托，开始研制直升机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于检验样板的形状复杂、精度要求高，一般的加工设备难以适应，于是提出了采用数字脉冲控制机床的设想。 1949年，帕森斯公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功世界上第一台数控机床三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。 1959年，数控装置采用了晶体管元件和印制电路板，出现带刀库和自动换刀装置的数控机床，称为加工中心(Machining Center)，使数控装置进入了第二代。 1965年，出现了由集成电路构成的第三代数控装置，其特点是不仅体积小、功率消耗少，而且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机

12、床品种和产量的发展。 20世纪60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)和采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功由微处理器和半导体存储器构成的微型计算机数控装置(简称MNC)，这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了3/4，可靠性也得到极大的提高。20世纪80年代初，随着计算机技术的进一步发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置，数控装置日趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，

13、具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。 2. 数控机床的发展趋势数控机床是利用数字化信息对机床动作进行控制的一种高效能自动化机床，是集机、电、液(气)于一体的高科技产品。由于数控机床在机械加工领域中表现出加工精度高、质量稳定可靠、生产效率高、工人劳动强度低、工作条件好，并且对零件加工的适应性强和灵活性好等优点，使其应用的范围日益扩大，成为机床工业的主要发展方向。随着用户对产品性能要求日益提高和数控机床使用范围的扩大以及新材料和新工艺的出现，这不仅是对产品结构性能和材料本身的要求，更重要的是它也对数控机床提出了更高的要求。现代数控机床将综合应用机械设计与制造工艺、计算机自动控制技术、精密测量

14、与检测、信息技术、人工智能等技术领域中的最新研究成果，使其朝着精密化、高速化、工序集约化、智能化、柔性化和开放性、极端化、网络化、绿色化、高可靠性的趋势发展。1.2 UG NX 8.0简介UG是由美国Unigraphics Solutions 公司开发的集CAD/CAM/CAE于一体的多功能软件，其应用日趋普及，已广泛用于机械设计制造、汽车、航空、家电产品和医疗器械等行业。UG作为设计制造的主流软件，在三维实体建模、曲面造型、模具设计及数控加工等方面有独特优势。UG NX 8.0作为全球制造业领先的西门子公司收购UG软件后，所推出的目前使用的最新版本。它在保证不失以前版本功能的基础上增加了很多

15、新的功能。例如：为了提供一个能够随着用户技能水平增长而成长并且保持用户效率的系统，NX 8.0以可定制的、可移动弹出工具栏为特征。移动弹出工具栏减少了鼠标移动，并且可以使用户把它们的常用功能集成到由简单操作过程所控制的动作之中。UG产品开发解决方案完全受益于Teamcenter的工程数据和过程管理功能。通过NX 8.0，进一步扩展了UG和Teamcenter之间的集成。利用NX 8.0能够在UG里面查看来自Teamcenter Product Structure Editor（产品结构编辑器）的更多数据，为用户提供了关于结构以及相关数据更加全面的表示。UG NX 8.0系统可以通过NX Man

16、ager和Teamcenter工具把所有的模型数据进行紧密集成，并实施同步管理，进而实现在一个结构化的协同环境中转换产品的开发流程。UG NX 8.0采用的可管理的开发环境，增强了产品开发应用程序的性能。使用UG NX 8.0系统，用户可以在产品开发的过程中获取产品及其设计制造过程的信息，并将其重新用到开发过程中，以实现产品开发流程的自动化，最大程度地重复利用知识。利用UG NX 8.0系统中的数字化仿真、验证和优化工具可以减少产品的开发费用，实现产品开发的一次成功。用户在产品开发流程中的每一个阶段，通过使用数字化仿真技术，核对概念设计与功能要求的差异，以确保产品的质量、性能和制造符合设计标准

17、。1.3 UG NX 8.0基于CAM的特点UG NX是数字化产品生命周期管理（PLM）的核心部分，PLM Solutions 可以提供具有强大生命力的产品全生命周期管理（PLM）解决方案，包括产品开发、制造规划、产品数据管理、电子商务等的产品解决方案，而且还提供一整套面向产品的完善的服务，主要为汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械以及电子工业等领域通过其虚拟产品开发（VPD）的理念提供多级化的、集成的、企业级的包括软件产品与服务在内的完整的解决方案。UG NX功能非常强大，其所包含的模块也非常多，涉及工业设计与制造的各个层面，是业界最好的CAD/CAE/CAM集成软件包之一。UG NX

18、强大的加工功能由多个加工模块所组成。其中，型芯和型腔铣模块提供了粗加工单个或多个型腔的功能，可沿任意形状走刀，产生复杂的刀路轨迹。当检测到异常的切削区域时，它可修改刀路轨迹，或者在规定的公差范围内加工出型腔或型芯。固定轴铣与变轴铣模块用于对表面轮廓进行精加工。它们提供了多种驱动方法和走刀方式，可根据零件表面轮廓选择切削路径和切削方法。在变轴铣中，可对刀轴与投射矢量进行灵活控制，从而满足复杂零件表面轮廓的加工要求，生成35轴数控机床的加工程序。此外，它们还可控制顺铣和逆铣切削方式，按用户指定的方向进行铣削加工，对于零件中的陡峭区域和前道工序没有切除的区域，系统能自动识别并清理这些区域。顺序铣模块

19、可连续加工一系列相接表面，用于在切削过程中需要精确控制每段刀路轨迹的场合，可以保证各相接表面光顺过渡。其循环功能可在一个操作中连续完成零件底面与侧面的加工，可用于叶片等复杂工件的加工。1.4 UG NX 8.0 CAM的主要功能模块1.4.1 UG/CAM Base （基础模块)UG /CAM Base是所有Uungraphics 加工产品构造在其上的基础，它允许用户操纵有其他UG加工应用输出的刀轨。UG/CAM Base 提供两个主要加工应用。第一个是钻切工的的点到点应用；第二个是驱动曲线加工，他是一个灵活的轮廓加工应用。在这个应用中，用户选择一组曲线产生加工那些曲线的刀具运动。UG /CA

20、M Base 提供综合的功能组去管理制造数据和刀具位置源文件（CLSF）。UG /CAM 为任意CAM应用起到一个附加制造操作的作用，提供全相关的刀轨变换，当需要相同的、重复的刀轨变换时，这些是极其宝贵的。UG /CAM Base使用2-维和3-维变换，有移动和复制最终导轨的功能，UG /CAM Base模块可用于调整维护加工操作顺序。1.4.2 UG/Postprocessing （后处理模块）UG/Postprocessing 包括一个通用后置处理器（GPM）,是用户能够方便的建立用户定制的后置处理。通过使用加工数据文件（MDFG）,一系列交互选项有提示用户选择定义特定机床和控制器特性的参

21、数。这些易于使用的对话框允许各种钻床、多轴铣床、车床、电火花线切割机床生成后置处理器。后置处理器的执行可以直接通过UG或操作系统来完成。UG/Postprocessing（后处理模块）的主要特征：（1）、提供易于使用的对话框，允许用户自主生成后处理，提供Unigraphics加工模块的紧密集成。（2）、适用于目前世界上几乎所有主流NC机床和加工中心。用户可方便地建立自己的25轴或更多轴的铣削加工、24轴的车削加工和电火花线切割机床加工后置处理程序。1.4.3 UG/Lathe (车削模块)UG/Lathe 模块提供了高质量生产车削零件的所有功能，且在零件几何体和刀轨间是全相关联的，刀具路径能随

22、几何体的改变而自动更新，提供包括粗车、多刀具路径精车、车沟槽、车螺纹和中心钻等子程序；控制进给量、主轴转速和加工余量等参数。通过生成并在屏幕模拟刀具路径，可检测参数设置是否正确，同时生成一个道具源文件（CLS）,用户可以存储、删除和按要求修改。输出时可以直接被后处理产生机床可读的一个源文件。1.4.4 UG/Planar Milling (平面铣削模块)UG平面铣削模块功能具有多次走刀轮廓铣、仿形内墙铣、Z字形走刀铣削、规定避开夹具和进行内部移动的安全余量、提供型腔分层切削功能、凹腔底面小岛加工功能。对边界和毛料几何形状的定义、显示未切削区域的边界、提供一些操作机床辅助运动的指令，如冷却、刀具

23、补偿和夹紧。1.4.5 UG/Core &Cavity Milling (型芯和型腔铣模块)UG 型芯、型腔铣削可完成粗加工单个或多个型腔、沿任意类似型芯的形状进行粗加工大于量去除、对非常复杂的形状产生刀具运动轨迹，确定走刀方式，通过容差型腔铣削可加工设计精度低、曲面之间有间隙或重叠的形状，而构成型腔的曲面可多达数百个，发现型面异常时，他可以自行更正，或者在用户规定的公差范围内加工出型腔等功能。1.4.6 UG/Fixed-Axis Milling (固定轴铣模块)UG 固定轴铣模块功能产生3轴联动加工刀具路径、加工区域选择功能。有多种3驱动方法和走刀方式可供选择，可沿边界切削、螺旋切

24、削及用户自定义方式切削，在沿边界驱动方式中又可选择同心圆和放射状等多种切削方式，可提供顺、逆铣控制以及螺旋进刀方式、自动识别前道工序未能切除的未加工区域和陡峭区域，以便用户进一步清理这些地方。UG固定轴铣削可以仿真刀具路径，产生刀具文件，用户可以接受并存储刀具文件，也可删除并按需要修改某系参数后重新计算。1.4.7 UG/Flow Cut (自动清根模块)UG/Flow Cut 处理器模块与 UG/Fixed-Axis Milling 同时工作，分析零件的表面（基于参数）和检测相切条件。可以自动找出待加工零件上满足“双相切条件”的区域，一般情况下这些区域正好就是型腔中的根部区域和拐角。用户可直

25、接选定加工刀具，UG/Flow Cut 模块将自动计算对应于此刀具的“双相切条件”区域作为驱动几何，并自动生成一次或多次走刀的清根程序。当出现复杂的型芯和型腔加工时，该模块可减少精加工或半精加工的工作量。1.4.8 UG/Var iable Axis Milling (可变轴铣模块)UG/Var iable Axis Milling 模块支持在任何 UG 曲面上的固定和多轴铣削功能，完成35轴轮廓运动，同时可以控制刀轨，也可以自定义刀具的方位和曲面粗糙度。1.4.9 UG/Sequential Milling (顺序铣模块)UG顺序铣模块可实现，控制刀具路径生成过程中的每一步骤的情况，支持25

26、轴的铣削加工编程、和UG主模块 完全相关，以自动化的方式获得类似APT直接编程一样的绝对控制，允许用户交互式的一段一段生成刀具路径，并保持对过程中每一步的控制，提供的循环功能是用户可以仅定义某个曲面上的最内和最外的刀具路径，由该模块自动生成中间的步骤。该模块是UG数控加工模块中如自动清根等功能一样的UG特有模块，适合于高难度的数控程序编制。1.4.10 UG/Vericut (切削仿真模块)UG切削仿真模块是集成在UG软件中的第三方模块，它采用机交互方式模拟、检验和显示加工程序，是一种方便的验证数控程序的方法。由于省去了试切样件，可节省机床调试时间，减少刀具磨损的机床清理工作。通过定义被切零件

27、的毛坯形状，调用NC刀位文件数据，就可检验由NC生成的刀具路径的正确性。UG/Vericut可以显示出加工后并着色的零件模型，用户可以容易检查出不正确的加工情况。作为检验的另一部分，该模块还能计算出加工后零件的体积和毛坯的切除量，因此就容易确定原材料的损失。Vericut提供了许多功能，其他有对毛坯尺寸、位置和方位的完全图形显示，可模拟25轴联动的铣削和钻削加工。1.4.10 UG/Wwire EDM (线切割模块)UG线切割支持对UG线框模型或实体模型，进行2轴和4轴线切割加工，多种线切割加工方式，如多次走刀轮廓加工、电极丝反转和区域加工、支持定程切割，使用不同直径的电极丝和功率大小的设置，

28、可以使用UG/Postprocessing 通用后置处理器来开发专用的后置处理程序，生成适用于某个机床的数据文件。该模块还支持许多流行的EMD软件包，包括AGIE Charmilles 和许多其他的工具。1.4.12 NURBS (轨迹生成器模块)NURBS允许用户从UG NC处理器直接生成基于NURBS的刀轨，从UG Solid模型直接生成的新刀轨，使生产的零件有较高的精度和良好的表面质量。 轨迹生成器模块，通过调用设计模块作为轨迹生成载体，从多种加工形式中选择最优方案，确定出加工路径，设定相应的所有参数，从而即可获得加工过程中刀具的所有运动轨迹。1.5 UG NX 8.0 CAD的主要功能

29、模块CAD模块也叫计算机辅助设计模块，主要功能是利用UG强大的造型功能进行数据模型制作，NC编程是基于CAD数据模型进行的，任何CAM程序的编制都必须有CAD数据模型作为加工对象。因此，UG CAM模块与UG CAD 模块是息息相关、相辅相成的。UG的CAM数据与CAD模型共同保存在一个部件文件中，一旦CAD模型被修改，CAM数据就会随之自动更新，避免了工程师的重复劳动，大大提高了设计工作效率。本章小结：随着数控技术的飞速发展，计算机辅助设计(CAD)/辅助制造9CAM)的迅速崛起，全球应用软件业快速更新，UG/NX紧随时代的步伐以高端高效的口碑畅行全球飞机发动机和大部分汽车发动机行业。充分体

30、现UG在高端工程领域，特别是军工领域的强大实力。充分了解UG各个模块功能的应用实践，以及各版本新增功能的应用对快速掌握软件的使用有这至关重要的作业。第2章 工艺分析 机械加工过程中，无论采用数控加工还是普通机床加工，在加工前都需要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的机床、刀具以及工量具和切削参数。数控加工编程中，对一些工艺问题也需要做一些必要的处理，因此机械加工的加工过程中，工艺分析是一项十分重要的工作。数控加工工艺分析的目的在于通过工艺分析使数控加工的过程更加合理，在保证产品质量合格的基础上使其经济性更高。数控加工的加工工艺与普通机床加工原则上基本一致，但数控加工的整个过程是

31、自动进行的，因而又有其明显的特点和详细的内容。数控工艺的特点：(1)、工序的内容复杂。由于数控机床的生产成本明显高于普通机床，一般用于加工相对复杂的加工工序，以及普通机床上难加工或不能加工的零件表面。比如：曲面、成型表面等。(2)、工步安排更详细。数控加工的过程效率更高，因此也需要在加工前做出更多的准备工作，较普通加工更详细复杂。最明显的是多出相应的编程过程，编程中需要涉及工步的安排，对刀点、换刀点以及加工路线的确定问题，都是数控加工工艺分析时不可忽视的部分。数控工艺的内容：(1)、选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。(2)、分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定

32、零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。(3)、设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具、刀具的选择、切削用量的确定等。(4)、调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。(5)、分配数控加工中的容差。(6)、处理数控机床上部分工艺指令。2.1 零件图分析 该零件图由两个平面视图构成，图中分别标明了构成特征的各项定型定位尺寸，以及各特征制造过程中的尺寸和形位公差要求。根据上图所示两个零件图，我们可以清晰地看出该零件是由一个150X150X20的四边形块作为基座，在其上方叠加有其构成内接圆直径等于110m

33、m正六边形垫板，上方有直径等于70mm的球形切体。球体顶端被水平切出一个直径55mm的平台面，并环绕其周边切削出分别由R35、R50圆弧构成的环形槽。在150X150的平面上以130mm为中心距加工出四个圆柱孔均布于正四边形的四个角点处。最后在中心处做有一个标注为M24H8的螺纹孔。零件整体结构清晰，增料要素构成的几何体相对简单，运用简单的几何体创建方式即可获得，各取出材料要素基本呈对称形式分布，创建过程均可按照单体进行创建，然后通过各种实体复制功能创建出多个相同的去料特征。为我们在后续的建模和加工中都创造了一个相对简单的环境。根据分析零件图我们能够看出，该零件多处尺寸仅要求按未注公差要求进行

34、加工，表明其尺寸精度要求并不是很高，按照基本的数控加工工艺进行加工即可满足其设计要求。同时图中也出现两处要求较高的形位公差：第一：图中所示150X150X20正四边形块的后正平面与六棱台后正平面平行度公差要求达到0.02mm；工艺办法：因该零件属于典型的具有中心要素的复合零件。按照便于加工的原则进行处理，应当在拿到毛坯时，首先对下方底座进行加工，而后以其设计基准作为定位基准加工出上方特征。第二：M24H9螺纹孔构成中心线要求与150mmX150mm底座底平面垂直度公差达到0.02mm 工艺办法：根据上工序的安排，粗加工完成底座、六棱柱以及曲面特征后，最后加工出所有销孔和螺纹孔。以此保证各孔加工

35、的基准统一，从而使螺纹孔轴线与作为基准的底面达到图示的位置度公差要求。2.2 工艺分析2.2.1 确定加工刀具及参数表1-1 零件数控加工刀具卡产品名称圆弧盘加工设备数控铣床序号刀具号刀具名称数量加工表面刀尖直径1T0120mm平底铣刀1铣削正六边形、圆柱凸台1mm2T0225mm A型中心钻1为10孔、55孔、环形槽定位0mm3T039.8mm麻花钻1钻削4x10mm孔0mm4T0410mm通用铰刀1铰削4x10mm孔0mm5T0520mm 麻花钻1M24螺纹孔预钻孔0mm6T0610mm键槽铣刀1铣削六个环形槽0.5mm7TO7微调小孔镗刀1镗削M24内径21.84mm0.5mm8TO81

36、6mm平底铣刀1铣削SR70曲面1mm9T0910mm球面铣刀1精铣SR70曲面10mm编制审核批准2.2.2 完成工序划分，创建工序流程卡（1）毛坯预加工，数控加工工序卡见表1-1。表1-1 运用平面铣削模块数控加工工序卡单位名称实习工厂产品名称零件名称零件图号数控铣床综合训练生产零件综合加工S-SX001工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统车间001O001/002机用平口钳数控铣床FANUC 0i实习车间工 步 号工步内容刀具号刀具规格mm×mm转速r/min进给量mm/min背吃刀量ap/mm备注01铣削正六边形凸台T0120×1205001004自动02铣削圆柱

37、形凸台T0120×120500504自动工序零件图 S-SX001编制审核批准共 页第 页（2）孔、槽加工，数控加工工序卡见表2-1。表2-1 运用孔加工模块数控加工工序卡单位名称实习工厂产品名称零件名称零件图号数控铣床综合训练生产零件综合加工S-SX002工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统车间002 O0003O0008机用平口虎钳数控铣床FANUC 0i实习车间工步号工步内容刀具号刀具规格mm×mm转速r/min进给量mm/min背吃刀量ap/mm备注01中心钻对孔预定位T026×1008001006自动029.8粗钻削孔T039.8×12090

38、01009.8自动0310铰削孔T0410×12030010010自动0420麻花钻钻24螺纹内孔T0520×10050010020自动0510键槽铣刀铣削环形槽T0610×1208008010自动06微调小孔镗刀镗削M24内径21.84T0755×1205001001.08自动工序零件图 S-SX002编制审核批准共 页第 页（3）完成SR70曲面的粗精加工，数控加工工序卡见表3-1。表3-1 运用曲面铣削模块数控加工工序卡单位名称实习工厂产品名称零件名称零件图号数控铣床综合训练生产零件综合加工S-SX003工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统车间0

39、03O009/010机用平口钳数控铣床FANUC 0i实习车间工步号工步内容刀具号刀具规格mm×mm转速r/min进给量mm/min背吃刀量ap/mm备注01粗铣SR70曲面T086×1008001006自动02精铣SR70曲面T099.8×1208001009.8自动03球面底部清根T086×1008001006自动工序零件图 S-SX003编制审核批准共 页第 页本章小结： 数控加工工艺的确定意味着工艺路线以及各项加工参数也得以确定，从某种意义上讲，该零件的制造质量也基本确定，数控加工工艺的好坏直接决定产品质量。 一份优秀的数控工艺可能为企业带来更高

40、的收益，同样一份不合格的工艺设计也可能导致企业为此而遭受不必要的损失，严重甚至可能承受相应的法律责任。因此工艺设计是必须本着严谨的工作作风，在条件允许时尽可能找出最优方案作为最终的生产工艺。时刻牢记“质量第一，利益第二”的宗旨第3章 建立零件模型UG建模是其最基础同时也不可或缺的核心模块。一切后续的应用都是在以模型为基础上进行的操作。任何复杂的形体都是有若干个简单几何体组合而成的。通过对零件进行工艺分析后，可以对复杂的形体进行拆分，从而获得形成其自身结构的多个增、减实体。最后通过对简单实体的组合获得所需的结构。3.1 绘制零件草图3.1.1 进入UG NX8.0建模环境启动UG NX8.0。

41、双击桌面图标，稍后将进入UG NX8.0初始界面；可点击左侧带下拉的菜单图标，选择“具有完整菜单的高级功能”。UG/NX 8.0的工作界面简洁直观，主要由窗口标题栏、主菜单、工具栏、主视区、提示栏、状态栏、资源导航栏、导航按钮、及弹出式菜单等部分组成，为用户提供了更加直观，便于操作的工作环境。进入建模环境。选择工具栏【新建】，在新弹出的窗口中选择【模型】，编辑文件名（需特别注意的是：软件使用时均无法识别汉字）及文档保存地址，单击确定完成绘图环境设置。设置操作界面背景。选择工具栏【首选项】【背景】【渐变】，进入色板中选择“白色”，作为背景色便于查看线条及模型实体。如图3-1.图（3-1）3.1.

42、1 草图平面以往版本中，一般在工具栏内点击“插入”，并在下拉菜单中选择草图即可进入草图创建界面NX8具有更加快捷的草图环境进入方式，在操作界面的下方会出现工具栏，如下图：只需要点击最前方的图标，便可进入到草图环境选择窗口。如图3-2.图（3-2）如图所示，在窗口中选择【在平面上】【现有平面】【XY平面】【水平参考】【原点可自动识取】，单击确定进入草图环境。为便于绘制草图过程中，线条的拾取与查看，一般选择单击图标（在草图环境中打开），将操作空间变换为二维模式。3.1.2绘制零件草图绘制150mmx150mm矩形框，用于拉伸下方底座。点击图，选择“按二点”方式，在绘图界面中创建环绕“原点”的矩形框

43、，并约束尺寸使其对称分布于绘图原点。绘制正六边形，用于拉伸5mm六棱台。点击，选择“圆心和直径定圆”方式，拾取原点为圆心，输入直径140mm,完成六边形构成圆创建。点击，绘制六条首尾相连的直线，构成封闭六边形。点击，进入“约束”工具。约束六边形的每个顶点“在140mm圆弧线上”；约束六变形各条边“长度相等”；约束六边形其中一条边为“水平”。最后将140mm圆弧“转换为参考”。完成正六边形创建。绘制4个10mm圆弧，用于拉伸求差4-10圆柱孔。点击，输入“坐标值”，(-65,65)输入“直径值”(10)。点击“阵列曲线”，将圆孔均布于130mm圆周上，完成4个小孔创建。创建6个环形槽俯视图。以草

44、图原点为圆心，绘制R35、R50圆弧各一个，并绘制与之相切的15mm圆弧,通过“镜像”方式，产生开角为30度的环形槽，修剪掉除环形槽以外的其他线条，完成单个环形槽的创建。最后如上述创建圆柱孔时一致，将圆弧槽均布于R42.5mm的圆周上，完成六个环形槽的创建。如图3-3.图（3-3）如上述所示方法，再次在【XZ/YZ】平面创建草图。如图3-4所示。图（3-4）3.2 创建零件实体模型该模型因特征简单明显，且各特征体均围绕统一中心建立，因此可选用两次草图创建后进行拉伸，中间部分螺纹孔可采用NX 8.0的快捷螺纹孔创建模式完成，从而可快速完成整个模型的建立。3.2.1 回转实体选择工具栏【插入】【设

45、计特征】【回转】，在出现拉伸对话框后，在“曲线规则”下拉菜单中将选择模式切换为“自动判断”。【拾取特征】（XZ/YZ平面草图任意线条），【选择回转基准轴】（Z-/Z+），输入【回转角度起始值】（ 0°）,输入【回转角度结束值】（ 360°），单击应用图标按钮完成零件上方被横向切割两次的球体创建。为便于实体创建环节的各自衔接，一般采取自同一方向顺序创建的方式进行实体创建。因此在进行后续创建是会选择首先进行正六棱台的创建，并与上方切割球体求和，其次完成对底座及环形槽的拉伸求和，最后对螺纹孔进行创建。如图3-5所示。图（3-5）3.2.2 拉伸实体如上所述将进行正六棱台的创建，方

46、法如下：选择工具栏【插入】【设计特征】【拉伸】，在出现拉伸对话框后，【拾取特征】-（140内接正六边形），【选择拉伸方向】-（Z+），【输入拉伸开始点】-（ 0 ）,【输入拉伸结束值】-（ 5 ）,【布尔运算】-（求和并自动拾取对象）【拔模】-（无锥度时均选择无）；【偏置】-（垂直拉伸均选择无）【设置】-（设置“体类型”为“实体”）单击应用图标按钮完成正六棱柱结构的创建。如图3-6所示：图（3-6）底座部分为150X150X20的块，且分别在130X130的矩形四顶点上分布有10圆柱孔。因均为竖直特征，所以可将其同时拉伸。因此在拉伸对话框未退出时可再次选择拉伸对象进行第二次拉伸。故可进行下一操

47、作完成对底座以及定位销孔的拉伸：【拾取特征】-（150X150矩形线框及四段10圆弧），【选择拉伸方向】-（Z+），【输入拉伸开始点】-（ 0 ）,【输入拉伸结束值】-（ 5 ）, 【布尔运算】-（求和并自动拾取对象），【拔模】-（无锥度时均选择无）；【偏置】-（垂直拉伸均选择无）【设置】-（设置“体类型”为“实体”）单击应用图标按钮完成底座的创建。如图3-7所示：图（3-7）最后进入环形槽创建。【拾取特征】-（6条环形槽线框），【选择拉伸方向】-（Z+），【选择开始方式】-（ 直至下一个 ）,【选择结束方式】-（ 贯通 ）, 【布尔运算】-（求差并自动拾取对象），单击确定图标按钮完成环形槽创

48、建。如图3-8所示：图（3-8）3.2.3 插入螺纹孔方法如下：选择工具栏【插入】【设计特征】【孔】【孔类型】（螺纹孔）【指定孔位置】-（实体顶面圆弧中心）【方向】-（垂直于面）【形状和尺寸】-（M24X3，完整），【用手习惯】-（右手），【尺寸】-（“深度限制”设置为“贯通体”）【布尔运算】-（求差并自动拾取对象）单击确定图标按钮完成螺纹孔创建。如图3-9所示：图（3-9）为保证后续加工的顺利完成，还将创建与被切割球面相一致的片体，便于加工时特征拾取。选择工具栏【插入】【设计特征】【回转】，在出现拉伸对话框后，在“曲线规则”下拉菜单中将选择模式切换为“自动判断”。【拾取特征】-（XY平面内的

49、圆弧线段），【选择回转基准轴】-（Z-/Z+），输入【回转角度起始值】-（ 0°）,输入【回转角度结束值】-（ 360°），单击应用图标完成与球面重合的圆弧面创建。为便于实体创建环节的各自衔接，一般采取自同一方向顺序创建的方式进行实体创建。如图3-10所示：图（3-10）本章小结：模型创建工作是为后续的加工操作奠定基础，所创建的模型必须与所需实体完全一致，其模型的尺寸形状即是加工的依据，若模型与零件图所示不一致则可能会导致加工过程中出现严重的错误。由于UG建模模块的多样化，模型创建过程中存在若干种创建方案均可完成对模型的创建，一般情况下不作特殊要求，可完全根据个人操作习惯及

50、喜好进行创建，但为提高工作效率我们一般尽量采用相对简单快捷的方式快速完成创建为宜。第4章 模型加工路径创建UG NX8.0的加工模块，一样在之前版本的基础上，进行了很大程度上改进，更加便于用户快捷高效地进行操作中，从而提高生产效率。4.1 进入加工环境UG建模与加工模块各自独立存在，互不干涉，因此在完成建模后必须对操作环境进行切换，才能完成相应的操作。方法如下：【开始】【加工】【加工通过环境选择】-（cam general）【要创建的CAM设置】-（mill planar），单击确定完成操作环境切换。4.2 定义加工刀具4.2.1 定义铣削刀具按照预先的工艺安排将首先进行加工刀具配置。方法如下

51、：为便于查看，单击屏幕下方，切换显示为“机床视图”，其次点击工具条图标将弹出刀具创建窗口。【类型】（mill planar）【刀具子类型】（）【名称】（T01），单击应用进行刀具详细参数设置。刀具基本参数包括：【直径D】、【下半径R1】、【锥角B】、【尖角A】、【长度L】、【刀具刃长FL】、【刀刃数】等，创建刀具时都需对其进行详细的设置，才能创建出所需的相应刀具。 T09球头铣刀在UG加工中统一被列为立铣刀范畴，因此创建过程也与立铣刀基本相同，只需将其刀尖圆弧值设置成相应的刀具半径值即可。其他两件刀具为普通圆弧倒角立铣刀，创建方法与上述一致，按照工序要求完成对铣削刀具（T06、T08）的创建。

52、具体参数设置细节，如图（4-1、4-2）所示。 图（4-1） 图（4-2）4.2.2 定义钻削刀具本次零件加工的步骤中涉及到中心钻定位、麻花钻钻孔以及铰削镗削等多种工艺安排，因此钻削刀具配置也成为不可忽视的重要环节。钻削与铣削略有不同，步骤如下：机床视图下，点击工具条图标将弹出刀具创建窗口，【类型】（hole-making）【刀具子类型】（）【名称】（T02），单击应用进行刀具详细参数设置。钻削刀具基本参数包括：【直径D】、【颈部直径ND】、【刀尖长度TL】、【锥角B】、【锥度直径距离TDD】、【长度L】、【刀刃长度FL】、【刀刃数】，如图（4-3、4-4）所示。方法与上述一致，按照工序要求完

53、成对钻削刀具（T02、T03、T04、T05、T07）的创建。 图（4-3） 图（4-4）完成所有刀具配置后，图（4-3）图（4-5）4.3 加工基准参数配置进入加工参数配置环节时，一般将显示窗口模式切换至【几何视图】。在屏幕左方“工序导航器”中会出现零件“加工坐标系”图标，以及可选择的加工模型，后面将进行坐标系设置，以及模型和毛配的配置。4.3.1 加工坐标系配置双击导航器内【】加工坐标系图标，将弹出Mill Orient对话框，在【机床坐标系】栏选择“”自定义坐标图标，在弹出对话框后选择模型顶面圆弧中心作为坐标系原点。【安全设置】栏选择“”平面对话框，在弹出对话框后选择模型顶面，并输入距离

54、为“10”，以提升安全距离保证加工有序进行。图（4-6）4.3.2 配置铣削几何体【指定部件】指定为整个模型；【指定毛坯】指定为“包容块”，将由系统自动配置包容体，并且为了模型顶面有被加工的余量将在“ZM+”设置为“1”，完成几何体配置。图（4-7）图（4-6）图（4-7）4.4生成切削刀轨此时加工前准备基本完毕，后续可按照工序安排对零件进行各工序的刀具路径进行生成，以达到自动化加工的前期模拟的效果。 根据工序安排，所采取的加工方式有所不同，因此将进行逐步叙述各工序的参数设置以及刀轨生成。4.4.1 平面铣削平面铣削是数控加工环节中一个不可或缺的重要环节，因为其加工方式多以竖直平面或水平平面的

55、方式存在，故通常简称为平面铣。下面将针对模型特征以平面铣方式加工的方法进行介绍。介绍细小参数设置方法。选定零件模型，【右击WORKPIECE】【刀片】【操作】将弹出【创建工序对话框】。按照工序安排将首先采用平面铣削的方式进行六棱柱及圆柱形凸台的外形加工。如图（4-8、4-9）所示： 图（4-8） 图（4-9）通过平面铣削的方式，可以快速的完成单个或多个面的切削，并且在生成刀轨时具有更多的选择，能够生成简单并能达到高效率的刀具切削轨迹。但在使用平面铣削时也出现了叫曲面铣削更多的参数配置项，给操作者带来了更大的工作量，同时也增加了更多影响最终切削效果的不可控和因素。轮廓铣不能自动识别加工几何体边界，以及毛坯之间的