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1、. .基于UG NX5.0軟件的CAD/CAM典型零件的造型與數(shù)控模擬加工【摘要】本課根據(jù)給定的二維圖，使用UG NX5.0軟件的建模模塊完成了零件的三維造型設(shè)計(jì)，根據(jù)零件圖的要求，制定數(shù)控加工工藝方案，使用UG的加工模塊進(jìn)展了數(shù)控模擬加工，通過后處理生成NC代碼。【關(guān)鍵詞】： UG 、三維造型、模擬加工優(yōu)選. -目錄引言2一、Mast1.1 Ug的概述3二、 UG的零件三維造型41 零件造型分析52.2 零件造型6三、零件的數(shù)控編程143.1 工藝方案分析143.1.1 刀具的選擇143.1.2 切削用量的選擇143.2 基于ug編程加工過程143.3 后處理23總結(jié)25參考文獻(xiàn)26辭27引

2、言在學(xué)習(xí)了數(shù)控加工工藝與裝備機(jī)械制造根底UG數(shù)控編程CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)數(shù)控機(jī)床及編程等課程后，為了將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際中，加深對(duì)知識(shí)的掌握程度，提升自身的實(shí)際工作能力，應(yīng)選取基于UG的撥叉凹模的數(shù)控銑削加工的課題，綜合所學(xué)知識(shí)，解決出現(xiàn)的問題，完成設(shè)計(jì)。本課題主要容是數(shù)控銑削加工，包括了零件圖的審查、工藝的設(shè)計(jì)、刀具和機(jī)床夾具的選擇、切削用量的選擇、UG的建模與編程、后處理等，通過一系列的作業(yè)操作，完成對(duì)零件的加工任務(wù)。通過此次課題，可以學(xué)習(xí)到很多加工和工藝方面的知識(shí)，為以后工作打下根底。- .word.zl. -一、Mast1.1 Ug的概述市面上的CAM軟件有：UG NX、Pro/N

3、C、CATIA、CAD/CAM一體化的中望3D、cimatron、MasterCAM、SurfCAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、Gibbs CAM、FEATURECAM、topsolid、solidcam、cimtron、vx、esprit、gibbscam、Edgecam、Artcam.等等數(shù)控除了在機(jī)床應(yīng)用以外，還廣泛地用于其它各種設(shè)備的控制，如沖壓機(jī)、火焰或等離子弧切割、激光束加工、自動(dòng)繪圖儀、焊接機(jī)、裝配機(jī)、檢查機(jī)、自動(dòng)編織機(jī)、電腦繡花和服裝裁剪等，成為各個(gè)相應(yīng)行業(yè)CAM的根底。一個(gè)大規(guī)模的計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)是一

4、個(gè)計(jì)算機(jī)分級(jí)構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)，它由兩級(jí)或三級(jí)計(jì)算機(jī)組成，中央計(jì)算機(jī)控制全局，提供經(jīng)過處理的信息，主計(jì)算機(jī)管理某一方面的工作，并對(duì)下屬的計(jì)算機(jī)工作站或微型計(jì)算機(jī)發(fā)布指令和進(jìn)展監(jiān)控，計(jì)算機(jī)工作站或微型計(jì)算機(jī)承擔(dān)單一的工藝控制過程或管理工作。計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)的組成可以分為硬件和軟件兩方面：硬件方面有數(shù)控機(jī)床、加工中心、輸送裝置、裝卸裝置、存儲(chǔ)裝置、檢測(cè)裝置、計(jì)算機(jī)等，軟件方面有數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制、計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)方案編制與調(diào)度、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制等。目前為止，計(jì)算機(jī)輔助制造CAM，Computer Aided Manufacturing有狹義和廣義的

5、兩個(gè)概念。CAM的狹義概念指的是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動(dòng)，它包括CAPP、NC編程、工時(shí)定額的計(jì)算、生產(chǎn)方案的制訂、資源需求方案的制訂等。這是最初CAM系統(tǒng)的狹義概念。到今天，CAM的狹義概念甚至更進(jìn)一步縮小為NC編程的同義詞。CAPP已被作為一個(gè)專門的子系統(tǒng)，而工時(shí)定額的計(jì)算、生產(chǎn)方案的制訂、資源需求方案的制訂那么劃分給MRP/ERP系統(tǒng)來完成。CAM的廣義概念包括的容那么多得多，除了上述CAM狹義定義所包含的所有容外，它還包括制造活動(dòng)中與物流有關(guān)的所有過程加工、裝配、檢驗(yàn)、存貯、輸送的監(jiān)視、控制和管理。UG NX系列軟件主要有以下特點(diǎn)：UG軟件包含了眾多適應(yīng)不同需求的功能

6、模塊。UG的設(shè)計(jì)十分精準(zhǔn)，適用于任何尺寸和復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。UG遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)方法，它采用獨(dú)特技術(shù)提高了機(jī)械設(shè)計(jì)效率、減少了時(shí)間及資源上的浪費(fèi)。具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM/CAE等模塊之間的無縫數(shù)據(jù)交換。采用復(fù)合建模技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)體建模、曲線建模、曲面建模等。二維圖功能強(qiáng)大，可方便地從三維實(shí)體模型直接生成符合標(biāo)準(zhǔn)二維工程圖。提供了良好的應(yīng)用開發(fā)工具，能通過高級(jí)高級(jí)語言接口，使UG的圖形功能和高級(jí)語言的計(jì)算功能嚴(yán)密接合，便于用戶開發(fā)專用的CAD系統(tǒng)。具有良好的用戶界面，絕大多數(shù)功能都可以通過圖標(biāo)實(shí)現(xiàn)。CAM(computer Aided Manufacturing，計(jì)算

7、機(jī)輔助制造)：利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)展生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過程。它輸入信息是零件的工藝路線和工序容，輸出信息是刀具加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡(刀位文件)和數(shù)控程序。CAM (computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造)的核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(簡(jiǎn)稱數(shù)控)，是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過程的過程或系統(tǒng)。1952年美國麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床。數(shù)控的特征是由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來控制機(jī)床。此后開展了一系列的數(shù)控機(jī)床，包括稱為加工中心的多功能機(jī)床，能從刀庫中自動(dòng)換刀和自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作位置，能連續(xù)完成銳、鉆、餃、攻絲等多道計(jì)算機(jī)輔助制造開展工序，這些都是通過程序指令控制運(yùn)作的，只要改

8、變程序指令就可改變加工過程，數(shù)控的這種加工靈活性稱之為柔性。加工程序的編制不但需要相當(dāng)多的人工，而且容易出錯(cuò)，最早的CAM便是計(jì)算機(jī)輔助加工零件編程工作。麻省理工學(xué)院于1950年研究開發(fā)數(shù)控機(jī)床的加工零件編程語言APT，它是類似FORTRAN的高級(jí)語言。增強(qiáng)了幾何定義、刀具運(yùn)動(dòng)等語句，應(yīng)用APT使編寫程序變得簡(jiǎn)單。這種計(jì)算機(jī)輔助編程是批處理的。CAM系統(tǒng)一般具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和過程自動(dòng)化兩方面的功能。CAM所涉及的圍，包括計(jì)算機(jī)數(shù)控，計(jì)算機(jī)輔助過程設(shè)計(jì)。市面上的CAM軟件有：UG NX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TE

9、BIS、HyperMILL、Powermill、Gibbs CAM、FEATURECAM、topsolid、solidcam、cimatron、vx、esprit、gibbscam、Edgecam.等等二、UG的零件三維造型1 零件造型分析該零件由一個(gè)長(zhǎng)為100寬80高18的長(zhǎng)方體，零件由凸臺(tái)和孔組成，還有一些凹槽。因此零件不復(fù)雜。.圖2-1 零件圖2.2 零件造型本零件可以采用先草繪圖，在拉伸，在布爾運(yùn)算，就可以完成零件了。1啟動(dòng)UG NX。2執(zhí)行【文件】【新建】命令或者單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的新建圖標(biāo)，彈出新建文件對(duì)話框。在文件名中輸入名字，單位選擇毫米，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入U(xiǎn)nigraphi

10、cs界面。3執(zhí)行【起始】【建?！棵罨騿螕艚D標(biāo)，進(jìn)入建模模塊。4單擊成形特征工具欄中的草圖圖標(biāo)按鈕，打勾確定即可。如圖按照尺寸畫出鼠標(biāo)的底部草圖。如圖建立圓形草繪圖，如圖2-2所示，圖2-25以為基準(zhǔn)平面，畫出零件輪廓點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)入草圖繪制環(huán)境,在出現(xiàn)的工具條中選擇圖標(biāo),再選擇圖標(biāo)，建立近似于長(zhǎng)方形草繪圖，如圖2-3所示圖2-36以零件上端局部為基準(zhǔn)面依次畫出草圖，完成草圖，圖2-48在接下來的操作中對(duì)繪制好的草圖封閉曲線進(jìn)展拉伸,得到工程圖紙中要求的高的底面凸臺(tái)。具體操作為點(diǎn)擊拉伸圖標(biāo),彈出圖拉伸對(duì)話框，選擇所示的封閉曲線,在限制參數(shù)欄輸入開場(chǎng)和完畢的值,在布爾選擇求和，點(diǎn)擊應(yīng)用按鈕,完成

11、拉伸操作,得到如圖的圖形，點(diǎn)擊確定按鈕，關(guān)閉拉伸對(duì)話框用同樣的方法畫出另一端的。如圖2-7所示。圖2-5繪制凸臺(tái)的步驟與上面凸臺(tái)根本一樣,同樣是先建立草圖,按工程圖紙要求繪制封閉曲線,然后對(duì)其進(jìn)展拉伸。但要注意的是在繪制凸臺(tái)之前,需要進(jìn)展坐系的相應(yīng)移動(dòng)。具體操作為點(diǎn)擊菜單,翻開其下拉菜單,點(diǎn)擊圖標(biāo),再點(diǎn)擊圖標(biāo)，以凸臺(tái)的上外表對(duì)稱中心作為原點(diǎn)如下列圖。然后點(diǎn)擊圖標(biāo),進(jìn)展草圖繪制的相應(yīng)操作,建立的封閉曲線,拉伸后得到的圖形如下列圖圖2-6布爾運(yùn)算求差圖2-7圖2-89單擊成形特征工具欄中的完成草圖圖標(biāo)按鈕，完成草圖繪制進(jìn)入三位界面，單擊成形特征工具欄中的拉伸按鈕文件，系統(tǒng)彈出拉伸對(duì)話框，用鼠標(biāo)左鍵

12、選擇要拉伸的線，在限制選擇框中輸入數(shù)據(jù)，如圖1-2-1所示，單擊確定圖標(biāo)按鈕，完成拉伸圖2-93 零件的數(shù)控編程3.1 工藝方案分析由于此零件是方形，可以用平口鉗裝夾。在安裝工件時(shí)，要注意工件安裝，要放在鉗口中間部位。安裝臺(tái)虎鉗時(shí)，要對(duì)它的固定鉗口找正，工件被加工局部要高出鉗口，防止刀具與鉗口發(fā)生干預(yù)。1、粗銑零件凸臺(tái)凹槽和頂面，選用12立銑刀T012、精銑輪廓面凸臺(tái)凹槽，選用8的立銑刀T023、精銑零件平面，選用8的立銑刀T024、鉆螺紋孔M10，選用10的麻花鉆T035、鉆10孔，選用10的麻花鉆T03刀具的選擇1、選用12立銑刀T012、選用8的立銑刀T022、選用10的麻花鉆T02切削

13、用量的選擇序號(hào)加工面刀具號(hào)刀具類型主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度Mm/min1粗銑零件凸臺(tái)凹槽和頂面T0112立銑刀7001002精銑輪廓面凸臺(tái)凹槽T028立銑刀8001003精銑零件平面T028立銑刀12001004鉆螺紋孔M10T0310麻花鉆15001205鉆10孔T0310麻花鉆750803.2 基于ug編程加工過程進(jìn)入加工環(huán)境，創(chuàng)立幾何體零件邊界、毛坯毛坯邊界、檢查需要進(jìn)展加工面和加工坐標(biāo)系等工程，設(shè)置切削深度切削深度參數(shù)，進(jìn)給速度和進(jìn)給量，非切削移動(dòng)等，然后在零件模型上生成并顯示全部層的刀具軌跡，并確認(rèn)刀具軌跡。圖3-11. 粗銑零件凸臺(tái)凹槽和頂面選擇工具欄上圖標(biāo)，進(jìn)入對(duì)話框，在子類型

14、中選擇，在項(xiàng)中選擇PROGRAM, 在項(xiàng)中選擇WORKPIECE，在項(xiàng)中選擇MILL_12 對(duì)畫框，選擇圖標(biāo)，再點(diǎn)擊此圖標(biāo)下的選項(xiàng)，翻開下對(duì)話框，選擇凸臺(tái)外型面，點(diǎn)擊確定鍵就可完成的選擇。選擇圖標(biāo)，點(diǎn)擊此圖標(biāo)下的選項(xiàng)，翻開下對(duì)話框，選擇毛坯的上外表后按確定鍵，完成的選擇。選擇圖標(biāo)，點(diǎn)擊此圖標(biāo)下的選項(xiàng)，翻開對(duì)話框，在一欄中選擇，然后選擇加工凸臺(tái)切削局部的下外表作為底面，按確定鍵后完成此項(xiàng)選擇。點(diǎn)擊進(jìn)入對(duì)話框，在選擇，點(diǎn)擊確定鍵在后選擇跟隨工件圖標(biāo)，點(diǎn)擊，進(jìn)入對(duì)話框，在類型中選擇，在最大一欄中輸5后按確定鍵,點(diǎn)擊，進(jìn)入對(duì)話框，點(diǎn)擊一項(xiàng)，系統(tǒng)軟件會(huì)根據(jù)提供的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成最正確主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。，最

15、后單擊，生成刀軌如下列圖，按確定完成凸臺(tái)的粗加工圖3-2 參數(shù)列表圖3-3 切削參數(shù)得設(shè)置圖3-4 切削自動(dòng)層的設(shè)置圖3-5 進(jìn)退刀的設(shè)置圖3-6 最終刀軌圖2. 精銑輪廓面凸臺(tái)凹槽基于上次加工的殘料加工。選擇工具欄上圖標(biāo)，進(jìn)入對(duì)話框，在子類型中選擇，和精加工凸臺(tái)一樣進(jìn)入，選擇圖標(biāo)，再點(diǎn)擊此圖標(biāo)下的選項(xiàng)，翻開下對(duì)話框，選擇工件的下外表，點(diǎn)擊確定鍵就可完成的選擇，選擇圖標(biāo)，點(diǎn)擊此圖標(biāo)下的選項(xiàng)，翻開下對(duì)話框，選擇毛坯的上外表后按確定鍵，完成的選擇。選擇圖標(biāo)，點(diǎn)擊此圖標(biāo)下的選項(xiàng)，翻開對(duì)話框，在一欄中選擇，然后選擇工件下外表作為底面，按確定鍵后完成此項(xiàng)選擇。在后選擇跟隨輪廓圖標(biāo)，其它與精加工凸臺(tái)的方法

16、一樣進(jìn)展加工方法、切削深度、進(jìn)/退刀、進(jìn)給率等選擇和參數(shù)的設(shè)定，最后在對(duì)話框單擊圖標(biāo)，形成刀具軌跡，如圖3-4所示，按確定鍵完成操作。圖3-7 參數(shù)設(shè)定圖3-8 切削層設(shè)定圖3-9 進(jìn)退刀的設(shè)定圖3-10 最終刀路選擇選擇工具欄上圖標(biāo)，進(jìn)入對(duì)話框，在子型中選擇，在項(xiàng)中選擇MELL_ROUGH,名稱欄里輸入CAVITY_MILL_ROUGH，按確定進(jìn)入對(duì)話框，選擇圖標(biāo)，再點(diǎn)擊此圖標(biāo)下的選項(xiàng)，翻開下的對(duì)話框，選擇矩形腔體，點(diǎn)擊確定完成的選擇。然后根據(jù)給定的粗加工切削用量、進(jìn)給率進(jìn)展設(shè)定。最后在對(duì)話框單擊圖形，形成刀具軌跡，如下列圖，按確定鍵完成操作確認(rèn)刀具軌跡后進(jìn)入加工仿真，進(jìn)入刀軌可視化對(duì)話框選

17、擇2D動(dòng)態(tài)，系統(tǒng)開場(chǎng)動(dòng)態(tài)模擬加工過程，圖為加工模擬截圖，加工完成后兩次單擊確定完成刀具軌跡的生成，完畢加工仿真的操作3. 精銑零件平面在后選擇跟隨輪廓圖標(biāo)，其它與精加工凸臺(tái)的方法一樣進(jìn)展加工方法、切削深度、進(jìn)/退刀、進(jìn)給率等選擇和參數(shù)的設(shè)定，最后在對(duì)話框單擊圖標(biāo)，形成刀具軌跡，如圖3-11所示，按確定鍵完成操作。圖3-11圖3-124. 鉆2-M10螺紋孔5. 鉆10孔依次設(shè)置參數(shù)，同理可得刀軌圖：圖3-13 刀軌圖3.3 后處理無論是哪種CAM軟件，其主要用途都是生成在機(jī)床上加工零件的刀具軌跡簡(jiǎn)稱刀軌。一般來說，不能直接傳輸CAM軟件部產(chǎn)生的刀軌到機(jī)床上進(jìn)展加工，因?yàn)楦鞣N類型的機(jī)床在物理構(gòu)造

18、和控制系統(tǒng)方面可能不同，由此而對(duì)NC程序中指令和格式的要求也可能不同。因此，刀軌數(shù)據(jù)必須經(jīng)過處理以適應(yīng)每種機(jī)床及其控制系統(tǒng)的特定要求。這種處理，在大多數(shù)CAM軟件中叫做后處理。后處理的結(jié)果是使刀軌數(shù)據(jù)變成機(jī)床能夠識(shí)別的刀軌數(shù)據(jù)，即NC代碼?？梢?，后處理必須具備兩個(gè)要素：刀軌CAM部產(chǎn)生的刀軌；后處理器是一個(gè)包含機(jī)床及其控制系統(tǒng)信息的處理程序。N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06.N7670 G0 G90 X-2.0457 Y1.1811 S0 M03N7680 G43 Z.5906 H00N7690 G83 Z-.7874 R

19、.5906 F9.8 Q0.0N7700 Y-1.1811N7710 G80N7720 M02總結(jié)通過這次設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)效勞，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的缺乏之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠結(jié)實(shí)，通過這次設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫。參考文獻(xiàn)1美UnigraphicsSolutionInc，UGNX數(shù)控加工技術(shù)M.：清華大學(xué)，2

20、002.2賀斌、管殿柱,等.UGNX4.0三維機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教程M.：機(jī)械工業(yè)，2021年.3小紅平主編.UGNX5.0數(shù)控加工實(shí)用教程M.：機(jī)械工業(yè)，2021. 4樂兌謙主編金屬切削刀具：機(jī)械工業(yè)1992，125MachineToolsMN.chernor1984.6MachineToolMMetalworkingJohnL.Feirer1973.7HandbookofMachineToolsMManfred辭經(jīng)過六個(gè)多月的準(zhǔn)備工作，今天終于要完成畢業(yè)論文的辭了。畢業(yè)論文的完成標(biāo)志著我們正式畢業(yè)、正式踏入社會(huì)的大門了。在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)教師王衛(wèi)芳表示衷心的感并致以崇

21、高的敬意！教師，您辛苦了！在論文工作中，遇到了關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的選題審題以及論文的編寫問題，一直得到王教師的親切關(guān)心和悉心指導(dǎo)，使我找到了論文編寫的前進(jìn)方向，為我的論文的編寫鋪下了堅(jiān)實(shí)的道路。王教師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、的工作作風(fēng)和她敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘。再一次向她表示衷心的感，感他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氣氛，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向王教師致以最崇高的意!同時(shí)我還要感我的母校-工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，是它給了我兩年半的教育，讓我在人生之路上多了一道指引線，接著我還要感我的班主任許戴銘教師，在大學(xué)的兩年里，他幫助我解決許多的問題，讓我少走了許多的彎路。最后我還要感我的爸爸媽媽，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)的安康快樂是我最大的心愿。還有那些在我困難之際，給予我?guī)椭膶W(xué)長(zhǎng)，同學(xué)，朋友們，在這里請(qǐng)承受我誠摯意。在這離別之際，我祝愿大家都有一個(gè)美好的人生。教育之通病是教用腦的人不用手，不教用手的人用腦，所以一無所能。教育革命的對(duì)策是手腦聯(lián)盟，結(jié)果是手與腦的力量都可以大到不可思議。- .word.zl