数控加工技术课程设计样本

哈尔滨理工大学实训说明书题目：模型数控加工院、系：机械动力工程学院姓名：指引教师：万泉、杨树财系主任：王义文1月目录摘要……………2第1章绪论……………………31.1数控技术发展……………………31.2UG软件概述………5第2章建模过程………………8第3章编程过程……………133.1创立程序父节点组…………………133.2创立刀具父节点组…………………133.3创立几何父节点组…………………143.4创立加工操作……………………153.4.1创立粗加工操作……………153.4.2创立平面精工……………173.4.3固定轴半精加工………………183.4.4固定轴精加工………………193.4.5.过切检查……………21第4章后置解决…………22第5章加工过程…………23总结………………………23参照文献…………………23UG软件在数控加工中应用研究摘要数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制技术，数控装备是以数控技术为代表新技术对老式制造产业和新兴制造业渗入形成机电一体化产品，即所谓数字化装备。数控加工技术集老式机械制造、计算机技术、当代控制技术、传感检测技术、信息解决、光机电技术于一体，是当代机械制造技术基本。它广泛应用，给机械制造业生产方式、产品构造带来了深刻变化。今年来，国内制造业发展迅速，全球制造业向国内转移趋势十分明显，代表着先进制造技术数控加工在制造业中应用也日益普及。随着数控技术俄飞速发展，数控技术水平和普及限度，已经成为衡量一种国家统合国力和工业当代化水平重要标志。本课程设计是通过对球座建模、编程、加工过程使咱们对UG软件建模某些、加工某些纯熟运用，使咱们可以对数控加工技术进一步掌握。核心词UG软件数控技术建模编程加工第1章绪论1.1数控技术发展20世纪中期，随着电子技术发展，自动信息解决、数据解决以及电子计算机浮现，给自动化技术带来了新概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化发展。采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安一种小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现。她们在制造飞机框架及直升飞机转动机翼时，运用全数字电子计算机对机翼加工途径进行数据解决，并考虑到刀具直径对加工路线影响，使得加工精度达到±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时最高水平。

1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套实验性数控系统，成功地实现了同步控制三轴运动。这台数控机床被人们称为世界上第一台数控机床。

这台机床是一台实验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利基本上，第一台工业用数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。

在此后来，从1960年开始，其她某些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。

数控机床中最初浮现并获得使用是数控铣床，由于数控机床可以解决普通机床难于胜任、需要进行轮廓加工曲线或曲面零件。

然而，由于当时数控系统采用是电子管，体积庞大，功耗高，因而除了在军事部门使用外，在其她行业没有得到推广使用。

到了1960年后来，点位控制数控机床得到了迅速发展。由于点位控制数控系统比起轮廓控制数控系统要简朴得多。因而，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据记录资料表白，到1966年实际使用约6000台数控机床中，85%是点位控制机床。

数控机床发展中，值得一提是加工中心。这是一种具备自动换刀装置数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐·特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，依照穿孔带指令自动选取刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件装卸时间和更换刀具时间。加工中心当前已经成为数控机床中一种非常重要品种，不但有立式、卧式等用于箱体零件加工镗铣类加工中心，尚有用于回转整体零件加工车削中心、磨削中心等。

1967年，英国一方面把几台数控机床连接成具备柔性加工系统，这就是所谓柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。

1974年后来，随着微电子技术迅速发展，微解决器直接用于数控机床，使数控软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床普及应用和大力发展。

80年代，国际上浮现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检查装置柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看守运营，也可集成到FMS或更高档集成制造系统中使用。

当前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。机床数控技术，被以为是当代机械自动化基本技术。国内数控技术起步于1958年，近50年发展历程大体可分为三个阶段：第一阶段从1958—1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外技术封锁和国内基本条件限制，数控技术发展较为缓慢。第二阶段是在国家“六五”、“七五”期问以及“八五”前期，即引进技术，消化吸取，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家注重，以及研究开发环境和国际环境改进，国内数控技术在研究、开发和产品国产化方面都获得了长足进步。第三阶段是在国家“八五”后期和“九五”期间，即实行产业化研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，国内国产数控装备产业化获得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床国内市场占有率达50％，配国产数控系统(普及型)也达到了10％。当前国内一某些普及型数控机床生产已经形成一定规模，产品技术性能指标较为成熟，价格合理，在国际市场上具备一定竞争力。国内数控机床行业所掌握五轴联动数控技术较成熟，并已有成熟产品走向市场。同步，国内也已进人世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国行列。国内既有数控机床生产厂家100多家，生产数控产品几千种以上。产品重要分为经济型、普及型和高档型三种类型。在CIMT上，中华人民共和国内地共展出机床700多台，在600多台金属切削机床和近100台金属成形机床展品中，数控机床分别占75％和54％。这既体现了中华人民共和国机床市场需求趋势，也反映了中华人民共和国在数控机床产业化方面获得了突破性进展。虽然国内在数控产品研究开发生产各方面有了较大进步，但当前国内占据市场产品重要集中在经济型产品上，而在中档、高档产品上市场比例依然很小，与国外某些先进产‘品相比，在可靠性、稳定性、速度和精度等方面均存在较大差距。与发达国家相比，国内数控机床行业在信息化技术应用上依然存在诸多局限性。当前国外数控系统技术发展总体趋势是智能化、开放性、网络化、信息化。1.2UG软件概述UnigraphicsSolutions公司(简称UGS)是全球知名MCAD供应商,重要为汽车与交通、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)理念提供多级化、集成、公司级涉及软件产品与服务在内完整MCAD解决方案。其重要CAD产品是UG。

UG公司产品重要有为机械制造公司提供涉及从设计、分析到制造应用Unigraphics软件、基于Windows设计与制图产品SolidEdge、集团级产品数据管理系统iMAN、产品可视化技术ProductVision以及被业界广泛使用高精度边界表达实体建模核心Parasolid在内全线产。UG在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其他高科技应用领域机械设计和模具加工自动化市场上得到了广泛应用。近年来，UGS始终在支持美国通用汽车公司实行当前全球最大虚拟产品开发项目，同步Unigraphics也是日本知名汽车零部件制造商DENSO公司计算机应用原则，并在全球汽车行业得到了很大应用，如Navistar、底特律柴油机厂、Winnebago和RobertBoschAG等。

此外，UGS公司在航空领域也有较好体现：在美国航空业，安装了超过10,000套UG软件；在俄罗斯航空业，UG软件具备90%以上市场；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知名客户。航空业其他客户尚有：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。

UGS公司产品同步还遍及通用机械、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、飞利浦公司、吉列公司、Timex、Eureka和ArcticCat等。

UG进入中华人民共和国已有九个年头了，其在中华人民共和国业务有了很大发展，中华人民共和国已成为远东区业务增长最快国家。几年来，UG在中华人民共和国顾客已超过800家，装机量达到3500多台套机电专业1、建模灵活性复合建模-无需草图-需要时可进行全参数设计-无需定义和参数化新曲线——可直接运用实体边沿几何特性

-具备凸垫、键槽、凸台、斜角、挖壳等特性-顾客自定义特性-引用模式光顺倒圆

-业界最佳倒圆技术-可自适应于切口、陡峭边沿及两非邻接面等几何构形-变半径倒圆最小半径值可退化至极限零2、协同化装配建模可提供自顶向下、自底向上两种产品构造定义方式并可在上下文中设计／编辑

高档装配导航工具

-可图示装配树构造-可以便迅速拟定部件位置对装配件简化表达

-隐藏或关掉特定组件-参照集-运用产品空间区域划分以及过滤器功能，选取工作组件或显示组件-局部着色强大零件间有关性

-配对条件-零件间表达式（关系）协同化团队工作

-可以便替代产品中任一零部件-刷新部件以获得最新工作版本-团队成员可并行设计产品中各子装配或零件3、直观二维绘图对制图员来讲，简朴并富于逻辑性

剖视图自动有关于模型和剖切线位置

正交视图计算和定位可简便由一次鼠标操作完毕

自动隐藏线消除

自动尺寸排列——不需要理解设计意图

自动工程图草图尺寸标注

4、被业界证明数控加工２～５轴铣

车加工

线切割

钣金件制造

刀轨仿真和验证

刀具库／原则工艺数据库功能

5、领先钣金件制造可在成型或展开状况下设计或修改产品构造

折弯工序可仿真工艺成型过程

钣料展开几何自动与产品设计有关

可在一幅工程图中直接展示产品设计和钣料展开几何

6、集成数字分析机构运动学分析

硬干涉检查和软干涉检查

运动仿真和分析动画过程中动态干涉检查

7、广泛顾客开发工具顾客命令宏

高档编程语言

可自定义裁剪顾客界面

8、内嵌工程电子表格可与其她表格软件互换数据

可简便定义零件系列

可以便修改表达式

可生成扇形图、直方图和曲线图等

9、照片真实效果渲染运用基于数字设计审视，加快产品上市时间

迅速成型

10、可分阶段实行数据管理业界最紧密ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ与ＰＤＭ集成

可管理ＣＡＤ数据以及整个产品开发周期中所有有关数据第2章建模过程运用PRO-E进行草绘画图图2-1（成型图）2.1镰刀某些建模绘制镰刀某些草图，标注尺寸并进行必要约束。绘制完毕后，点击鼠标中键完毕草图选项。图2-2（镰刀草图）点击拉伸选项，选取草图，单击鼠标中键，选取方向和尺寸，点击拟定选项，拉伸为实体。完毕镰刀某些建模,如图2-3：图2-3（镰刀某些图）2.2对镰刀进行倒角图2-4（倒角图）2.3锤子某些建模绘制锤子某些草图，标注尺寸并进行必要约束。绘制完毕后，点击鼠标中键完毕草图选项。图2-5（锤子草图）点击拉伸选项，选取草图，单击鼠标中键，选取方向和尺寸，点击拟定选项，拉伸为实体。完毕镰刀某些建模,如图2-6：图2-6（镰刀某些图）2.4对锤子进行倒角图2.7（锤子倒角图）2.5镰柄某些建模绘制镰柄某些草图，标注尺寸并进行必要约束。绘制完毕后，点击鼠标中键完毕草图选项图2.8（镰柄草图）2.6对镰柄进行旋转图2.9（镰柄旋转图）第3章编程过程工艺流程：1型腔铣粗加工选12立铣刀2平面精加工选12立铣刀3等高半精加工选8球头铣刀4等高精加工选6球头铣刀3.1创立程序父节点组选取起始，加工。创立程序，加工环境，CAM设立为mill_contour，单击初始化。3.2创立刀具父节点组创立刀具，本加工选取12mm圆柱立铣刀，8mm和6mm球面铣刀各1把。在UG中建立100*80*40毛坯，将坐标系至于毛坯中间图3-1（调节坐标系）图3-2（创立刀具图）3.3创立几何父节点组设立加工坐标系为工件上表面中心点（图3-3），选取工件及毛胚（图3-4）。图3-3（设立加工坐标系图）图3-4（设立工件毛坯图）3.4创立加工操作3.4.1创立粗加工操作选取12mm圆柱立铣刀为加工用刀具。创立操作，选取型腔铣。使用几何体选为workpiece，拟定。切削方式为跟随工件，步进恒定3-5mm（图3-5）。设立每一刀全局深度为2。办法中传送方式为安全平面（图3-6）。螺旋下刀（图3-7）。切削毛培余量为0.5mm（图3-9）。机床运动输出为线性（图3-10）。生成刀路（图3-11），确认。图3-5（切削方式图）图3-6（切削办法图）图3-7（下刀办法图）图3-8（切削参数图）图3-9（毛坯余量图）图3-10（机床控制图）图3-11（粗加工刀路图）3.4.2创立平面精加工选取12mm球面铣刀为加工用道具。创立操作，选取平面铣。使用几何体选为workpiece，拟定。选取切削区域平面，跟随工件步距为7mm，（图3-12）。办法中传送方式为安全平面。螺旋下刀。切削毛培余量为0mm（图3-13）。变换切削方向机床运动输出为线性。生成刀路（图3-14），确认。图3-12（切削方式图）图3-13(切削参数)图3-14（平面精加工刀路图）3.4.3固定轴轮廓铣半精加工B8球刀，选取所有曲面，每刀全局深1mm，传递办法为安全平面，加工余量0.3mm，螺旋下刀，机床控制仅线性。（切削方式图）（毛坯余量图）（固定轴轮廓铣粗加工刀路图）3.4.4固定轴轮廓铣精加工B6球刀，切削区域所有曲面，每刀全局深度0.3-0.5mm，传递办法安全平面，切削参数为去除边界跟踪，加工余量0mm，连接直接对工件，选取在层中剖切，方略选混合，螺旋下刀，机床仅线性（切削方式图）（切削参数）（固定轴轮廓铣精加工刀路图）3.4.5检查过切进入加工办法视图，依次选取程序，单击右键，选取刀轨下过切检查命令，检查成果如图3-15。图3-15（过切检查图）第4章后置解决CAM后置解决技术是当前机械制造业中最新发展起来一中先进技术。对于21世纪加工行业，数控机床等设备已经起到了越来越重要作用。国际上CAD，CAM等发展，趋势了CAM后置解决技术诞生和发展。详细操作：分别选取加工程序，选取后解决，输出TXT格式文献，打开后解决文献，对程序头和程序尾进行恰当更改。更改刀具转速。保存，关闭文献，如图4-1。图4-1（后解决图）第5章加工过程数控加工，就是