基于UG自动编程型腔类零件加工的设计

1、-. z.理工大学分校毕业论文论文题目：_ 基于UG自动编程型腔类零件加工的设计系名称：机械与控制工程系专业名称：_ 数控技术_ _*：_ 5131967134_ _学生：_ ？ _指导教师：_ _ _提交日期：_2015年11月26日-. z摘要本次毕业设计论文主要是基于UG软件自动编程，并针对模具零件的数控铣削加工设计。本毕业设计运用UG软件根据图纸的尺寸要求制出零件的实体三维造型，并对零件进展图形分析及工艺分析，确定加工方法及所需的加工刀具等，确定好工序，然后运用UG软件对零件进展编程处理，并模拟出刀轨，进展比照发现需要改良的地方，并及时优化。最后通过后处理生成零件的加工程序，并在机床上

2、进展实际加工。结果通过在机床上进展实际加工操作说明，所加工出的零件完全满足图纸的要求并利于实际生产。关键词：UG；自动编程；轨迹仿真；刀轨；后处理；加工目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc436320244摘要 PAGEREF _Toc436320244 h IHYPERLINK l _Toc436320245第一章绪论 PAGEREF _Toc436320245 h 1HYPERLINK l _Toc4363202461.1课题的提出 PAGEREF _Toc436320246 h 1HYPERLINK l _Toc4363202471.1.1 UG的现状及

3、开展 PAGEREF _Toc436320247 h 1HYPERLINK l _Toc4363202481.2论文的主要容 PAGEREF _Toc436320248 h 1HYPERLINK l _Toc436320249第二章型腔零件的实体造型 PAGEREF _Toc436320249 h 1HYPERLINK l _Toc4363202502.1分析零件 PAGEREF _Toc436320250 h 1HYPERLINK l _Toc4363202512.2零件的实体三维造型 PAGEREF _Toc436320251 h 1HYPERLINK l _Toc436320252建模

4、PAGEREF _Toc436320252 h 1HYPERLINK l _Toc436320253第三章基于UG自动编程的型腔零件加工 PAGEREF _Toc436320253 h 1HYPERLINK l _Toc4363202543.1 加工工艺分析 PAGEREF _Toc436320254 h 1HYPERLINK l _Toc4363202553.2 零件加工的刀具及各参数分析 PAGEREF _Toc436320255 h 1HYPERLINK l _Toc4363202563.3 创立UG加工工序 PAGEREF _Toc436320256 h 1HYPERLINK l _T

5、oc4363202573.3.1 设置加工环境 PAGEREF _Toc436320257 h 1HYPERLINK l _Toc4363202583.3.2 设置加工方法 PAGEREF _Toc436320258 h 1HYPERLINK l _Toc4363202593.3.3 定义加工坐标系和平安平面 PAGEREF _Toc436320259 h 1HYPERLINK l _Toc4363202603.3.4 定义几何体 PAGEREF _Toc436320260 h 1HYPERLINK l _Toc4363202613.3.5 创立刀具 PAGEREF _Toc436320261

6、 h 1HYPERLINK l _Toc4363202623.3.6 创立工序FM PAGEREF _Toc436320262 h 1HYPERLINK l _Toc4363202633.3.7 创立工序CM PAGEREF _Toc436320263 h 1HYPERLINK l _Toc4363202643.3.8 创立工序FC PAGEREF _Toc436320264 h 1HYPERLINK l _Toc4363202653.3.9 创立精加工工序CMC PAGEREF _Toc436320265 h 1HYPERLINK l _Toc4363202663.3.10 创立精加工工序F

7、CC PAGEREF _Toc436320266 h 1HYPERLINK l _Toc436320267第四章后处理生成程序 PAGEREF _Toc436320267 h 1HYPERLINK l _Toc4363202684.1 后处理 PAGEREF _Toc436320268 h 1HYPERLINK l _Toc4363202694.2 生成程序 PAGEREF _Toc436320269 h 1HYPERLINK l _Toc436320270第五章模拟仿真加工 PAGEREF _Toc436320270 h 1HYPERLINK l _Toc436320271第六章总结PAGE

8、REF _Toc436320271 h 1HYPERLINK l _Toc436320272参考文献 PAGEREF _Toc436320272 h 1HYPERLINK l _Toc436320273致 PAGEREF _Toc436320273 h 1-. z第一章绪论1.1课题的提出UG是Unigraphics的缩写，是一个交互CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统， UG CAM 被广泛的应用在航空航天、汽车制造、家用电器等各个领域。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硬件的开展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了

9、迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。本次所选课题是以模具零件为原形，进展设计、加工和编程。通过实例来加强对UG软件的掌握。可以更加形象的表达UG软件在设计、编程方面的强大功能。1.1.1 UG的现状及开展自从UG出现以后，在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。多年来，UGS一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发工程，同时Unigraphics也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准，并在全球汽车行业得到了很大的应用，如Navistar、底特律柴油机厂、Winne

10、bago和RobertBoschAG等。另外，UG软件在航空领域也有很好的表现：在美国的航空业，安装了超过10,000套UG软件；在俄罗斯航空业，UG软件具有90%以上的市场；在北美汽轮机市场，UG软件占80%。UGS在喷气发动机行业也占有领先地位，拥有如Pratt&Whitney和GE喷气发动机公司这样的知名客户。航空业的其它客户还有：B/E航空公司、波音公司、以色列飞机公司、英国航空公司、NorthropGrumman、伊尔飞机和Antonov。同时，UGS公司的产品同时还遍布通用机械、医疗器械、电子、高技术以及日用消费品等行业，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、

11、飞利浦公司、吉列公司、Time*、Eureka和ArcticCat等。进入中国以后，其在中国的业务有了很大的开展，中国已成为其远东区业务增长最快的国家。1.2论文的主要容1、对零件图形进展分析2、零件图形的三维实体造型3、加工工艺分析4、零件加工的刀具及各参数分析5、用UG进展自动编程模拟仿真加工论文应用了三维建模、加工工艺分析、UG自动编程及仿真加工等容。第二章型腔零件的实体造型2.1分析零件通过图形分析可知：零件涉及曲面、钻孔等造型方法零件可通过建立草图、拉伸、镜像、阵列、布尔运算等常用命令进展造型2.2零件的实体三维造型建模1翻开UG8.5，新建建模文件_model1.prt2点击新建草

12、图1，绘制105*105的正方形如图2-1图2-1将草图1拉伸高度为13的立方体如图2-2图2-2在立方体外表建立草图2，绘制图形如图2-3图2-35拉伸草图2，距离为6如图2-4图2-46使用孔命令在中间创立孔如图2-5图2-57在*Z平面创立草图3，绘制图形如图2-6图2-68使用回转命令，选择草图3、选择布尔运算中的求差如图2-7图2-7第三章基于UG自动编程的型腔零件加工3.1 加工工艺分析1为了保证加工精度，所以在三轴数控铣床上一次装夹完成，采用四边分中进展对刀。2该零件包括曲面、孔、型腔等构造，形状比拟复杂，但是工序相对容易，外表质量和精度要求不高，所以综合考虑，工序安排比拟关键。

13、3为了保证加工精度和外表质量，分析采用一次装夹加工完成，按照先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工的原则依次划分工序加工4选择105mm*105mm*20mm的方型毛坯料，材质为45#钢。5在加工时先加工外轮廓和孔，最后加工曲面。3.2 零件加工的刀具及各参数分析合理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本钱；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、经济性和加工本钱。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经历而定。具体要考虑以下几个因素：切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率

14、的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和外表粗糙度，一般应留一定的余量进展精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值围为：L=(0.60.9)d。切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比拟密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进展整倍数调整。主要根据允许的切削速度V

15、c(m/min)选取：n= 其中Vc-切削速度，D-工件或刀具的直径mm根据切削原理可知，切削速度的上下主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。综合以上的分析，确定了零件的加工顺序、刀具规格和必要的参数，如表表3.1 加工操作顺序和刀具规格工序名称加工名称加工类型刀具名称刀具直径转角半径主轴速度进给速度步长深度FM平面平面铣D16165002001CM开粗型腔铣D885002001FC曲面粗铣固定轮廓铣R5555002001CMC侧壁精铣型腔铣D8808005002FCC曲面精铣固定轮廓铣R5558005000.33.3 创立UG加工工序3.3.1 设置加工环境翻开零件

16、图，单击开场图标，选择加工选项，如图3-1设置加工环境。图3-13.3.2 设置加工方法进入加工方法视图如图3-2，将MILL_ROUGH设置为0.5 其余都设置为0。如图3-3图3-2图3-33.3.3 定义加工坐标系和平安平面1单击几何视图图标，进入几何视图如图3-4图3-4 2双击MCS_MILL然后将坐标系移动至工件外表。如图3-5图3-53点击自动平面，切换成平面，选择工件顶面，输入30。如图3-6图3-63.3.4 定义几何体1双击WORKPIECE，弹出工件对话框如图3-7图3-72点击，选择三维图形点击确认。如图3-8图3-83点击，选择包容块，然后在ZM+输入1，点击确定。如

17、图3-9图3-9 3.3.5 创立刀具单击创立刀具，弹出刀具选项框，选择刀具点击确认，之后弹出刀具参数框，设置后点击确定。如图3-10、3-11重复上述步骤，分别创立D16、D8的平铣刀和D5R5的球头刀。图3-10 图3-113.3.6 创立工序FM点击创立工序图标，弹出对话框选择mill_planar点击第三个面铣图标，设置如图3-12所示，点击确定弹出对话框。如图3-13图3-12 图3-13点击选择工件外表，方法选择METHOD，切削模式选择往复，每刀深度设置为1。点击设置切削参数如图3-14点击确定。图3-14设置好以上参数后点击设置移动切削如图3-15之后点击确定。点击设置主轴转速

18、和切削用量如图3-16点击确定。图3-15 图3-16点击图3-13中的生成刀具轨迹如图3-17，点击图3-13中的可以进入加工仿真界面如图3-18点击确定完成工序的创立。图3-17 图3-18 3.3.7 创立工序CM点击创立工序图标选择millc_cintour然后点第一个型腔铣图标刀具选择D8，方法选择MILL_ROUGH如图3-19点击确定。之后设置切削模式和每刀深度如图3-20。图3-19 图3-20点击设置切削参数里的空间围:处理中的工件选择使用3D(如图3-21)图3-21点击设置非移动切削(如图3-22)图3-22 点击设置主轴转速和切削用量如图3-23点击确定，最后点击生成刀

19、具轨迹点击确定完成工序的创立。图3-233.3.8 创立工序FC点击创立工序图标选择固定轮廓铣图标，刀具选择R5方法选择MILL_ROUGH(如图3-24)点击确定进入对话框如图3-25图3-24 图3-25点击选择曲面如图3-26点击确定。驱动方法选择区域铣削，点击设置驱动方法参数如图3-27图3-26 图3-27点击设置切削参数里的空间围:处理中的工件选择使用3D(如图3-27)点击确定，点击设置主轴转速和切削用量如图3-28点击确定，最后点击图3-25中的生成刀具轨迹点击确定完成工序的创立。图3-27 图3-283.3.9 创立精加工工序CMC点击几何视图里的工序CAVITY_MILL进

20、展复制在他下面粘贴如图3-29图3-29 然再点击粘贴的CAVITY_MILL_COPY弹出对话框(如图3-30)刀轨设置里的方法改成MILL_FINISH，切削模式改成轮廓加工，每刀最大深度为2(如图3-30) 图3-30点击修改主轴转速和切削用量如图3-31点击确定，最后点击图3-30中的生成刀具轨迹点击确定完成工图3-313.3.10 创立精加工工序FCC点击几何视图里的工序FI*ED_CONTOUR进展复制在他下面粘贴如图3-33图3-33然后再点击粘贴的FI*ED_CONTOUR_COPY弹出对话框(如图3-34)，刀轨设置里的方法改成MILL_FINISH图3-34然后点击修改驱动

21、方法参数如图3-35点击修改主轴转速和切削用量如图3-36点击确定，最后点击图3-34中的生成刀具轨迹点击确定完成工序的创立。图3-35 图3-36第四章后处理生成程序4.1 后处理依次在工序上右键，选择后处理如图4-1弹出对话框，在其中选择后处理文件，如图4-2。这里选择已经编辑设置好的WIRE_EDM_4_ A*IS系统后处理文件，指定存放位置，确认输出，生成G代码，至此，加工完成。如图4-2。图4-1 图4-24.2 生成程序由于程序太多在此只截取局部程序如图4-3图4-3第五章模拟仿真加工图5-1为模拟仿真加工出的工件图5-1第六章总结通过对型腔类零件的设计与加工研究，我对大学中所学习

22、的专业课有了一个框架式的回忆，尤其对数控加工与工艺设计方面有了一定的掌握。同时对于UG软件的加工与建模模块有了一定的熟悉，认识到当前的数控加工编程更加倾向于计算机辅助制造的方向开展，正是通过该课题的研究，体会到了CAM技术的灵活性与效率性。使用UG软件进展数控编程时，首先要记住UG数控编程的操作流程；对于型腔铣削加工难点是操作参数中几何体和切削层的设定操作几何体时，要根据零件的几何形状选择必需设定的几何体进展切削区域的定义；设定切削层时，要与操作几何体相结合，根据零部件的几何形状设置容要前后一致，有些参数可以采用系统自动生成的默认值。用UG软件能够快速地进展零件的实体建模，模拟零件的加工，代替人完成复杂的坐标计算和编程工作；它可以解决许多手工编程