1、常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系 别 ： 机 电 工 程 系 专 业 ： 数 控 技 术 班 号 ： 数 控 092 学 生 姓 名 ： 学 生 学 号 ： 0904033240 设 计 （ 论 文 ） 题 目 : 烟 灰 缸 造 型 设 计 及 CAM 指 导 教 师 ： 设 计 地 点 ： 常 州 信 息 职 业 技 术 学 院 起 迄 日 期 ： 2011.92011.11 精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设计 数控 092 第 页毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书专业 数控技术 班级 数控技术 姓名 一、课题名称： 烟灰缸三维造型设计及 CAM 二、主要
2、技术指标：1、烟灰缸造型设计：1）产品的造型合理、造型分析明确、造型方法清晰 2）造型软件选用恰当、造型过程简洁熟练 3）生成正确的加工程序 2、烟灰缸数控加工设计：1）加工内容分析清楚、加工方法选择合理 2）加工刀具选择合理、切削参数计算正确 3）加工步骤合理，走刀路经最优 4）加工程序后处理完整 三、工作内容和要求：对烟灰缸的建模与 NC 加工编程，本次设计共包含四大部分。 1、第一部分为 UGNX4 软件简介； 2、第二部分为烟灰缸的建模； 3、第三部分为烟灰缸的工艺分析； 4、第四部分为烟灰缸的 NC 加工。 四、主要参考文献：1 康鹏工作室编著.UG NX4 产品建模实例教程.北京：
3、清华大学出版社,2006 2 孙祖和,姚振强主编.UG NX CAD/CAM 与数控加工应用实践教程 .北京：机械工业出版社,2005 3 卫兵工作室编著.UG NX 数控加工实例教程.北京：清华大学出版社,1980 4 徐宏海主编.数控加工工艺.2003 年第 1 版.北京：北京化学工业出版社,2001 5 艾兴，肖诗钢主编.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，1994 6 杨伟群主编.数控工艺培训教程（数控铣部分）.北京：清华大学出版社，2002 学 生（签名） 11 年 月 日指 导 教师（签名） 11 年 月 日 教研室主任（签名） 11 年 月 日系 主 任（签名） 11 年 月
4、 日精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设计 数控 092 第 I 页毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目烟灰缸三维造型设计及 CAM 一、选题的背景和意义：高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为当前衡量一个国家综合经济实力和科技水平的重要标志之一，成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。随着我国从制造业大国走向制造业强国的步伐的加快，掌握以数控技术为主的先进制造技术，提高计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的技术水平成为一个制造企业持续进步，赖以生存的重要支撑。数控车床是目前国内数量最多，应用最广数控机床，由于采用了数控系统作为控制核心，利用伺服电机通过滚珠丝杆驱动溜
5、板和刀架实现进给运动，其运动链与普通车床相比也更短，总体结构刚性好，抗振性好。与普通车削相比，数控车削具有以下特点：具有加工复杂型面工件的能力，具有加工精度高、质量稳定、生产效率高的特点是，能极大地改善劳动条件，有利于生产管理现代化。本次毕业设计以烟灰缸零件的数控铣削工艺分析及程序编制为基础，锻炼同学们运用所学专业知识解决实际问题的能力，是一次工程师的训练，为同学们适应机械类工作奠定坚实的基础。因此本次毕业设计具有重要的意义。二、课题研究的主要内容：查阅相关资料，对所设计的零件进行设计，并运用 UG NX4.0 三维软件对其进行 3D 建模及其运用所学的工艺知识进行工艺分析和仿真加工，编写设计
6、说明书，要求编排合理，独立思考，理论联系实际以及综合运用自己所学的知识精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设计 数控 092 第 II 页三、 主要研究（设计）方法论述：1、上网查阅相关的资料和图纸2、到图书馆查看相关的书籍，制定合理的加工路经和加工顺序3、运用所学的绘图软件 UG4.0 设计烟灰缸的 CAM 模型4、在创建的 CAM 模型基础上，根据所确定的加工路线和加工顺序进行仿真加工，并生成加工程序5、整理总结所有相关资料完成加工设计四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期） 工 作 内 容9.109.14 选题并熟悉论文规范要求9.159.19 开题报告、工作时间安排9.209.
7、28 查阅有关设计资料，了解烟灰缸的国内外研究现状和市场需求9.2910.10 运用 UG NX4.0 三维软件对其进行 3D 建模10.1110.19 运用所学的工艺知识对零件进行工艺分析10.2010.28 运用 UG NX4.0 三维软件对其进行仿真加工10.2911.4 毕业论文的撰写、并进行修改完善11.511.6 上交打印稿、电子稿并签字11.711.10 答辩五、指导教师意见：指导教师签名： 年 月 日精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设计 数控 092 第 III 页六、系部意见：系主任签名： 年 月 日烟灰缸造型设计及 CAM目录摘要 .1前言 .21、 烟灰缸的三维
8、建模 .31.1 烟灰缸建模分析 .31.2 烟灰缸建模 .31.2.1 UG NX4 的启动 .31.2.2 UG NX4 的工作环境 .31.3 草图绘制 .41.3.1 建立新文件 .41.3.2 实体建模模块 .51.3.3 设置基准平面 .51.3.4 烟灰缸的建模 .52、 烟灰缸的工艺分析 .92.1 零件图 .92.2 零件的工艺分析 .92.2.1 零件的装夹 .102.2.2 工件坐标系 .102.2.3 工步安排 .112.2.4 工艺表格 .112.2.5 切削用量的选择 .112.2.6 填写数控加工工序卡 .113、 NC 加工 .123.1 NC 加工的启动 .1
9、23.2 烟灰缸模型的粗加工 .123.2.1 创建程序、刀具、几何体和加工方法父节点组 .133.2.2 创建型腔铣操作 .163.3 烟灰缸模型的半精加工 .18精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设计 数控 092 第 IV 页3.3.1 对烟灰缸的陡峭区域半精加工 .183.3.2 对烟灰缸非陡峭区域半精加工 .203.4 烟灰缸的精加工 .213.4.1 对烟灰缸陡峭区域精加工 .213.4.2 对烟灰缸非陡峭区域精加工 .223.5 周边轮廓的精加工 .243.6 产生 NC 程序 .25总 结 .26致 谢 .26参考文献 .27精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设
10、计 数控 092 第 0 页烟灰缸三维造型设计及 CAM摘要：在现代制造业中，大到飞机、火箭，小到烟灰缸，都需要模具生产 啊。模具生产好比“效益放大器” ，模具行业是“朝阳行业” 。一个地区的工业化进程由模具的生产水平决定。现在模具的要求越来越高，加工周期越来越度短，加工模具的风险也越来越大。为确保模具一次加工成功，必须采用先进的 CAD/CAM 设计工具，最多限度地减少设计过程带来的失误。UG 具有强大的建模和加工功能，对于从事机械加工的工艺人员来说，要掌握好 CAD/CAM 是加工复杂模具一次成功的有效工具。本次设计中，我选的是烟灰缸模具。运用草图绘制中的命令对烟灰缸进行建模，再运用加工中
11、的一些命令对烟灰缸进行仿真加工。关键词：烟灰缸 建模 工艺分析 仿真加工The Design of Ashtray 3D Modeling and CAMAbstract：In the modern manufacturing, big to the plane, rocket, small to the ashtray, all need to mold production ah. Mold production is like “benefit amplifier“, mould industry is “sunrise industry“. An area of the industr
12、ialization process by the production level of mould decision.Now the mould needs more and more high, processing cycle more and more degrees short, the risk of processing mould are getting more and more serious. To ensure a successful mould processing, must use advanced CAD/CAM design tools, most max
13、imally reduced design process bring mistakes. UG has strong modeling and processing function, to engage in machining technological workers, to master a CAD/CAM is processing complex mold a successful effective tools.The design, I picked the ashtray mold. Use draw sketches commands in the modeling of
14、 the ashtray, then use some of the processing of the ashtray command simulation processing.Key words: the ashtray Modeling Process analysis The simulation processing精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设计 数控 092 第 1 页前言CAD 和 CAM 是计算机辅助设计和计算机辅助制造的简称。它是 IT 信息技术与传统机械设计加工相结合的一个典型范例，也是先进制造技术的一个重要方面。CAD 是指使用计算机系统来辅助完成一些产
15、品的设计、绘图、分析、优化、修改等。CAM 是指计算机在产品制造方面有关应用的总称。CAM 有广义和狭义之分。广义 CAM 一般指利用计算机辅助从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的活动，包换工艺准备、生产、作业计划的运行调度、生产控制、质量控制等。狭义 CAM 一般仅指数控机床的自动编程，包括加工刀具的选择，刀具加工路径的规划和生成、加工轨迹的模拟、数控加工程序的生成、与机床的通信传输等。有时把设计和制造过程又细分为 CAD/CAPP/CAE/CAM/CAQ/CAT。有时人们又把上述技术称为 CAD 技术。CAD/CAM 技术的应用是通过 CAD/CAM 软件系统来实现的。在几十年的发展过程中
16、，为满足不同的需求，系统被分为高档 CAD 软件和中档 CAD 软件。高档 CAD 软件是一般采用高档工作站作为硬件，硬件的的内存容量大、计算速度快、图形处理功能强。采用 Unix 操作系统作为软件平台。典型的高档CAD 软件系统有美国的 UGII、PRO/ENGINEER/CATIA 等。这些软件系统包括的模块常有曲面建模、实体建模、工程绘图、产品装配、机构设计、标准件库设计、模具设计、图形数据交换接口、有限元分析、机构分析、多轴数控铣、车、线切割机床编程加工、数控后置处理、切削仿真、机床仿真等、它们多用于产品精度、性能要求高的行业，例如航空航天业、汽车制造业、精密模具业等。随着 PC 机技
17、术的发展，现在许多高档 CAD 软件也可应用于 PC 微机Windows XP 操作系统平台上。中档 CAD 软件一般采用普通 PC 机和 Windows 操作系统，典型的有AutoCAD、SolidEdge、SolidWork、MasterCAM、Cimatron 等。它们最常用的模块包括 CAD 造型和 CAM 数控自动编程。随着计算机硬件技术的迅速发展，中档 CAD 软件的功能不断完善和增强，已被广泛的应用于各行业。CAD 技术开始于是 1952 年，当时美国麻省理工学院由美国空军资助，研制了世界上第一台数控铣床。接着又于 1953 年，研制开发了用于数控编程的APT 自动编程系统，利用
18、刀具运动轨迹来形成零件的形状，从而成为计算机绘图领域中的一个重要里程碑。在计算机上完成零件的几何造型，从简单低级的描述发展到复杂高级的描述，其间经历了四五十年探索和几次技术飞跃，大致经历了线框造型、曲面造型、实体造型三个阶段。精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设计 数控 092 第 2 页1、 烟灰缸的三维建模1.1 烟灰缸建模分析该零件主要由平面、曲面、凹坑、凸台组成是一个典型的三维零件图。在建模时只需先“草绘”出相应尺寸的曲线轮廓，再对其进行实体“拉伸”得到相应的凸台或凹坑，再对其边缘进行倒圆角从而得到相应的曲面。由于零件有凸台、凹坑、曲面，所以要分别对零件表面进行建模，最终得到三
19、维实体图。1.2 烟灰缸建模1.2.1 UG NX4 的启动1、使用桌面上的快捷键图标进行启动2、打开【开始】/【程序】 ，进入 UGS NX4 打开“NX 的快捷访问方式”图标。1.2.2 UG NX4 的工作环境启动 NG NX4 后首先进入主界面 GATEWAY，如图 1-1 所示图 1-1GATEWAY 模块是连接所有 UG 模块的底层结构。它支持包括文件管理、系统设置、层设定、查询、模块切换等基本功能，是运行其他模块的必要条件。打开一个部件文件，单击【标准】工具栏上的 图标旁的小三角，可选择 UG 的应用模块。在首选项菜单下也可以选择进入相应的应用模块。打开一个部件文件，单击【标准】
20、工具栏上的 图标旁的小三角，可选择 UG 的应用模块。在首选项菜单下也可以选择进入相应的应用模块。 提示栏：用于提示用户的操作步骤。实施每个动作之后，提示栏提精品烟灰缸三维造型设计及 CAM 数控加工设计 数控 092 第 3 页示用户下一步应进行的操作。 状态栏：用于显示系统或图形的状态，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性。 工具栏：显示一组可视化操作的命令按钮，每个命令都形象的图标表示该命令的功能。在屏幕布局中，工具栏可根据需要灵活设置，方便地拖动定位至屏幕四周，或者浮动显示在工作窗口内。 对话框： UG 操作时进行参数输入或进行选项设置的窗口。对话框中的元素包含选
21、项标签、按钮、单选框或复选框等。 图形区：是进行绘图或建模的区域，模型对象的创建、装配和修改工作都在该区域内完成。 资源区：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。 装配导航器：显示装配树及其相关的操作。应注意的是，在装配时，显示零件与工作零件可以不一致。 部件导航器：显示建模过程中的记录，是零件的特征树。通过它可以清晰地了解建模的顺序和特征之间的关系，还可以在特征树上直接进行各种特征的编辑，便于特征的查找、修改、编辑参数等。 历史：可以选择最近打开过的文件。使用预览、列表、图标、平铺和缩图等形式，在列表栏中用鼠标单击或直接拖动文件到图形区中打开文件。如果在工作
22、窗口中已存在工作零件，则该零件将以组件的形式添加到工作窗口中，应用程序也启动至装配模块。新的用户界面允许用户指定用户默认值，并替换旧的 ug_metric.def 和ug_english.def。选择【文件 】 【实用工具】 【用户默认设置】命令，在随后弹出的【用户默认设置】对话框中更改设置，单击“确定”按钮后重启 NX4 即可查看所做的更改。1.3 草图绘制1.3.1 建立新文件 启动 UG 程序后，首先选择主菜单【文件】/【新建 】命令，或者单击【标准】工具栏中的【新建】图标 ，系统会弹出如图 1-2 所示的【新建部件文件】对话框，在该对话框中首先设置单位，接着指定创建文件的工作目录，然后在文件名栏中输入新文件名为“yanhuigang” ，最后单击“OK”按钮。
