1、桂林理工大学南宁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_ _学 号：_ 5131967134_ _学生姓名：_ ？ _指导教师：_ _ _提交日期：_2015 年 11 月 26 日I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，并对零件进行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 软件对零件进行编程处理，并模拟出刀轨，进行对比发现需要改进的地方，并及时优化。最后通过后处
2、理生成零件的加工程序，并在机床上进行实际加工。结果通过在机床上进行实际加工操作表明，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II目 录摘 要 I第一章 绪论 .11.1 课题的提出 .11.1.1 UG 的现状及发展 11.2 论文的主要内容 .2第二章 型腔零件的实体造型 .32.1 分析零件 .32.2 零件的实体三维造型 .42.2.1 建模 .4第三章 基于 UG 自动编程的型腔零件加工 73.1 加工工艺分析 .83.2 零件加工的刀具及各参数分析 .83.3 创建 UG 加工工序 93.3.1 设置加工环境 .93.3.2
3、 设置加工方法 103.3.3 定义加工坐标系和安全平面 113.3.4 定义几何体 123.3.5 创建刀具 143.3.6 创建工序 FM .153.3.7 创建工序 CM .183.3.8 创建工序 FC .213.3.9 创建精加工工序 CMC 243.3.10 创建精加工工序 FCC .26第四章 后处理生成程序 264.1 后处理 284.2 生成程序 29第五章 模拟仿真加工 29III第六章 总结 30参考文献 .31致 谢 .321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
4、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 硬件的发展和个人用户的迅速增长，在 PC 上的应用取得了迅猛的增长，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，进行设计、加工和编程。通过实例来加强对 UG 软件的掌握。可以更加形象的体现 UG 软件在设计、编程方面的强大功能。1.1.1 UG 的现状及发展自从 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
5、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项目，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、Winnebago 和Robert Bosch AG 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
6、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、Northrop Grumman、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、飞利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和 Arctic Cat 等。进入中国以后，其在中国的业务有了很大的发展，中国已成为其远东区业务增长2最快的国家。1.2 论文的主要内容1、对零件图形进行分析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 进行自动编程模拟仿真加
7、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内容。3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：（1） 零件涉及曲面、钻孔等造型方法（2） 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行造型42.2 零件的实体三维造型2.2.1 建模（1）打开 UG8.5，新建建模文件“_model1.prt”（2）点击 新建草图 1，绘制 105*105 的正方形（如图 2-1）5图 2-1（3） 将草图 1 拉伸高度为 13 的立方体（如图 2-2）6图 2-2（4） 在立方体表面建立草图 2，绘制图形（如图 2-3）图 2-3（5）拉伸草图 2，距离为 6
8、（如图 2-4） 7图 2-48（6）使用 孔命令在中间创建孔（如图 2-5）图 2-5（7）在 XZ 平面创建草图 3，绘制图形（如图 2-6）9图 2-610（8）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 2-711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，采用四边分中进行对刀。（2）该零件包括曲面、孔、型腔等结构，形状比较复杂，但是工序相对容易，表面质量和精度要求不高，所以综合考虑，工序安排比较关键。（3）为了保证加工精度和表面质量，分析采用一次装夹加工完成，按照先主后次、先近后远、
9、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成本；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、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。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，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留
10、一定的余量进行精加工。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 的取值范围为：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较密切。12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行整倍数调整。主要根据允许的切削速度 Vc(m/min
11、)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，切削速度的高低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 D16 16 500 200 1CM 开粗 型腔铣 D8 8 500 200 1FC曲面粗铣固定轮廓铣R5 5 5 500 200 1CMC侧壁精铣型腔铣 D8 8 0 800 500 2FCC曲面精铣固定轮廓铣R5 5 5 800 500 0.
12、3133.3 创建 UG 加工工序3.3.1 设置加工环境打开零件图，单击开始图标，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）14图 3-2图 3-3153.3.3 定义加工坐标系和安全平面（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表面。 （如图 3-5）图 3-516（3）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
13、几何 体（1）双击 WORKPIECE，弹出工件对话框（如图 3-7）图 3-717（2）点击 ， 选择三维图形点击确认。 （如图 3-8）18图 3-8（3）点击 ，选择包容块，然后在 ZM+内输入 1，点击确定。 （如图 3-9）图 3-9 193.3.5 创建刀具单击创建刀具，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，分别创建 D16、D8 的平铣刀和 D5R5 的球头刀。20图 3-10 图 3-11213.3.6 创建工序 FM点击创建工序图标，弹出对话框选择 mill_planar 点击第三个面铣图标，设置（如
14、图 3-12）所示，点击确定弹出对话框。 （如图 3-13）22图 3-12 图 3-1323点击 选择工件表面，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 设置主轴转速和切削用量（如图 3-16）点击确定。24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建。25图 3-17 图 3-18 263.3.7 创建工序 CM点击创建工序图标选择 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） 。
