基于UG NX5.0軟件的CADCAM典型零件的造型及數(shù)控模擬加工

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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

2、、 UG的零件三維造型4 1 零件造型分析5 2.2 零件造型6 三、零件的數(shù)控編程14 3.1 工藝方案分析14 3.1.1 刀具的選擇14 3.1.2 切削用量的選擇14 3.2 基于ug編程加工過程14 3.3 后處理23 總結(jié)25 參考文獻(xiàn)26 辭27 引言 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)的知識應(yīng)用于實(shí)際中，加深對知識的掌握程度，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，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，

3、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，為以后工作打下根底。 - .word.zl . - 一、Mast1.1 Ug的概

4、述 市面上的CAM軟件有：UG NX、Pro/NC、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、自動繪圖儀、焊接機(jī)、裝配機(jī)、檢查機(jī)、自動編織機(jī)、電腦繡花和服裝裁剪等，

5、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)是一個(gè)計(jì)算機(jī)分級構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)，它由兩級或三級計(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、存儲裝置、檢測裝置、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〔

6、CAM，Computer Aided Manufacturing〕有狹義和廣義的兩個(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，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MRPⅡ/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)

7、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，能通過高級高級語言接口，使UG的圖形功能和高級語言的計(jì)算功能嚴(yán)密接合，便于用戶開發(fā)專用的CAD系統(tǒng)。

8、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

9、，能從刀庫中自動換刀和自動轉(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的高級語言。增強(qiáng)了幾何定義、刀具運(yùn)動等語句，應(yīng)用APT使編寫程序變得簡單。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)

10、。 市面上的CAM軟件有：UG NX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、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)長為100寬80高18的長方體，零件由凸臺和孔組成，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)

11、算，就可以完成零件了。 〔1〕啟動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)nigraphics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2-2 〔5〕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)，建立近似于長方形草繪圖，如圖2-3所示 圖2-3

12、 〔6〕以零件上端局部為基準(zhǔn)面依次畫出草圖，完成草圖， 圖2-4 〔8〕在接下來的操作中對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。具體操作為點(diǎn)擊拉伸圖標(biāo),彈出圖拉伸對話框，選擇所示的封閉曲線,在限制參數(shù)欄輸入開場和完畢的值,在布爾選擇求和，點(diǎn)擊應(yīng)用按鈕,完成拉伸操作,得到如圖的圖形，點(diǎn)擊確定按鈕，關(guān)閉拉伸對話框用同樣的方法畫出另一端的。如圖2-7所示。 圖2-5 繪制凸臺的步驟與上面凸臺根本一樣,同樣是先建立草圖,按工程圖紙要求繪制封閉曲線,然后對其進(jìn)展拉伸。但要注意的是在繪制凸臺之前,需要進(jìn)展坐系的相應(yīng)移動。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

13、圖標(biāo)，以凸臺的上外表對稱中心作為原點(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2-8 〔9〕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〞對話框，用鼠標(biāo)左鍵選擇要拉伸的線，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2-9 3 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。安裝臺虎鉗時(shí)，要對它

14、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、粗銑零件凸臺凹槽和頂面，選用φ12立銑刀〔T01〕 2、精銑輪廓面凸臺凹槽，選用φ8的立銑刀〔T02〕 3、精銑零件平面，選用φ8的立銑刀〔T02〕 4、鉆螺紋孔M10，選用φ10的麻花鉆〔T03〕 5、鉆Φ10孔，選用φ10的麻花鉆〔T03〕 刀具的選擇 1、選用φ12立銑刀〔T01〕 2、選用φ8的立銑刀〔T02〕 2、選用φ10的麻花鉆〔T02〕 切削用量的選擇 序號 加工面 刀具號 刀具類型 主軸轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給速度 Mm/min 1 粗銑零件凸臺凹槽和頂面 T01 φ

15、12立銑刀 700 100 2 精銑輪廓面凸臺凹槽 T02 φ8立銑刀 800 100 3 精銑零件平面 T02 φ8立銑刀 1200 100 4 鉆螺紋孔M10 T03 φ10麻花鉆 1500 120 5 鉆Φ10孔 T03 φ10麻花鉆 750 80 3.2 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3-1 1. 粗銑零件凸臺

16、凹槽和頂面 選擇工具欄上圖標(biāo)，進(jìn)入對話框，在子類型中選擇，在項(xiàng)中選擇PROGRAM, 在項(xiàng)中選擇WORKPIECE，在項(xiàng)中選擇MILL_12 對畫框，選擇圖標(biāo)，再點(diǎn)擊此圖標(biāo)下的選項(xiàng)，翻開下對話框，選擇凸臺外型面，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)，翻開對話框，在一欄中選擇，然后選擇加工凸臺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)入對話框，點(diǎn)擊

17、一項(xiàng)，系統(tǒng)軟件會根據(jù)提供的數(shù)據(jù)自動生成最正確主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。，最后單擊，生成刀軌如下列圖，按確定完成凸臺的粗加工 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)入對話框，在子類型中選擇，和精加工凸臺一樣進(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)，翻開對話框，在一欄中選擇，

18、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、

19、進(jìn)給率進(jìn)展設(shè)定。最后在對話框單擊圖形，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〞對話框選擇"2D動態(tài)〞，系統(tǒng)開場動態(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3-12 4. 鉆2-M10螺紋孔〔5. 鉆Φ10孔〕 依次設(shè)置參數(shù)，同理可得刀軌圖： 圖3-13 刀軌圖

20、 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)造和控制系統(tǒng)方面可能不同，由此而對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)床能夠識別的刀軌數(shù)據(jù)，即NC代碼。 可見，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 G70

21、 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 ……. N7670 G0 G90 X-2.0457 Y1.1811 S0 M03 N7680 G43 Z.5906 H00 N7690 G83 Z-.7874 R.5906 F9.8 Q0.0 N7700 Y-1.1811 N7710 G80 N7720 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，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會效勞，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(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

22、免會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，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，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)過的知識重新溫。 參考文獻(xiàn) [1]?〔美〕UnigraphicsSolutionInc，UG?NX數(shù)控加工技術(shù)[M].：清華大學(xué)，2002. [2]?賀斌、管殿柱,等.UG?NX?4.0?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.?UG?NX?5.0?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)1992，12 [5]MachineTools[M]N.chern

23、or1984. [6]MachineTool[M]MetalworkingJohnL.Feirer1973. [7]HandbookofMachineTools[M]Manfred 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

24、、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，同學(xué)，朋友們，在這里請承受我誠摯意。 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