基于UG自动编程的型腔铣零件数控铣削加工毕业论文.docx
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基于UG自动编程的型腔铣零件数控铣削加工毕业论文
基于UG自动编程的型腔铣零件数控铣削加工毕业论文
第一章绪论
UG是Unigraphics的缩写,是一个商品名。
这是一个交互CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统,它功能强大,可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。
它主要基于工作站。
CAD是计算机辅助设计的缩写,是行业通用名称。
它不包括CAM(计算机辅助制造)。
可以实现CAD功能的软件有很多,UG是其中一个,还有AutoCAD、Cimatron、Pro/ENGINEER、SOLIDWORKS、开目CAD等等。
而AutoCAD则是另外一个由欧特克(Autodesk)公司开发的主要基于PC机的CAD软件。
UG的开发始于1990年7月。
如今大约十人正工作于核心功能之上。
当前版本具有大约450,000行的C代码。
UG是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。
其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。
因此软件可对许多不同的应用再利用。
一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。
一些非常成功的解偏微分方程的技术,特别是自适应网格加密(adaptivemeshrefinement)和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究。
计算机技术的巨大进展,特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能然而,所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。
这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。
最终软件的实现变得越来越复杂,以致于超出了一个人能够管理的范围。
UG的目标是用最新的数学技术,即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算,为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。
一般结构:
一个如UG这样的大型软件系统通常需要有不同层次抽象的描述。
UG具有三个设计层次,即结构设计(architecturaldesign)、子系统设计(subsystemdesign)和组件设计(componentdesign)。
至少在结构和子系统层次上,UG是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广泛地使用。
所有陈述的信息被分布于各子系统之间。
UG是用C语言来实现的。
UGNX7.O是NX系列的最新版本,它在原版本的基础上进行了多处的改进。
例如,在特征和自由建模方面提供了更加广阔的功能,使得用户可以更快、更高效、更加高质量。
地设计产品。
对制图方面也作了重要的改进,使得制图更加直观、快速和精确,并且更加贴近工业标准。
UG具有以下优势;
(1)为机械设计、型腔类设计以及电器设计单位提供一安完整的设计、分析和制造方案。
(2)是一个完全的参数化软件,为零部件的系列化建模、装配和分析提供强大的基础支持。
(3)可以管理CAD数据以及整个产品开发用期中所有相关数据,实现逆向工程(Reversedesign)和并行工程(ConcurrenntEngnieer既)等先进设计方法。
(4)可以完成包括自由曲面在内的复杂模型的创建,同时在图形显示方面运用了区域化管理方式,节约系统资源。
(5)具有强大的装配功能,并在装配模块个运用了引用集的设计思想,为节省计算机资源提出了行之有效的解决方案,可以极大地提高设计效率。
本次所选课题是以型腔类零件零件为原形,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。
第二章型腔类零件实体造型
2.1分析零件
图2-1工件尺寸标注
通过图形分析可知:
(1)零件涉及曲面、钻孔等造型方法。
(2)零件可以通过建立草图、拉伸、修剪体、镜像、等常用命令进行造型
(3)为了保证加工精度,所以在三轴数控铣床上采用四边分中底对刀进行找中对刀。
(4)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。
2.2零件的实体三维造型
零件的实体造型如图2-2。
图2-2型腔类零件实体
2.3建模
(1)打开UGNX7,创建建模文件“SJ.prt”。
(2)先绘制完整的二维草图,如图2-3
(3)点击拉伸如图2-5界面,进行拉伸和切除
(4)反复上面操作画出圆弧如图2-6
(5)倒角如图2-7和2-8
图2-3二维图
图2-5拉伸和布尔
图2-6拉伸圆弧
图2-7倒圆角
\
图2-8完成倒角
图2-18零件的三维造型
第三章基于UG自动编程的型腔类零件加工
3.1零件分析
如图3-1所示,为一个型腔类零件实体模型,材料为45钢,毛坯为180*120*39.5的方形精料。
选择三轴数控铣床XK713A加工。
图3-1型腔类零件实体模型
3.2加工工艺分析
此零件为一个型腔类类零件,在加工时分为一下几个步骤:
1、走型腔铣,表面大开粗。
2、走型腔铣,二次开粗。
3、走等高命令,开粗Φ15圆。
4、走等高命令开粗Φ25圆。
5、走等高命令半精光侧壁。
6、走平面铣半精光平面。
7、走区域铣削精光R130圆弧。
8、走等高命令精光侧壁。
9、走平面铣精光平面。
10、走平面铣,精光135.5*24公差侧面。
11、走平面侧壁铣,精光12*17的公差。
12、走平面侧壁铣,精光Φ15圆公差。
13、走平面铣,加工Φ25圆公差。
3.3零件加工的各参数分析确定
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=(0.6~0.9)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。
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)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。
程序
组名
加工
名称
加工类型
道具
名称
道具
直径
转角
半径
主轴
速度
进给
速度
每刀
深度
X1
开粗
型腔铣
D20R0.8
20
0.8
1700
2500
0.3
X2
二次开粗
型腔铣
D10R0.2
10
0.2
2300
2500
0.2
X3
开粗
等高
D10R0.2
10
0.2
2300
1000
0.2
X4
开粗
等高
D16
16
0
1800
1500
0.25
X5
半精光
等高
D10
10
0
3000
2500
0.2
X6
光平面
平面铣
D10
10
0
3000
1000
0.05
X7
顶部爬面
曲面区域
D8R4
8
4
3000
2000
0.1
X8
精光侧面
等高
D10
10
0
3000
2500
0.2
X9
精光平面
平面铣
D10
10
0
3000
1000
0.0
X10
X11
X12
X13
精光公差面
PLANARMILL
D10—2
10
0
3000
500
0
综合以上的分析,确定了零件的加工顺序、道具规格和必要的参数,如表3.1。
表3.1加工操作顺序和道具规格
3.4设置加工环境
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打开零件图,单击开始图标,选择“加工”选项,如图4-1设置加工环境。
图4-1设置加工环境
3.5创建型腔粗加工加工工序
3.5.1定义加工坐标系和安全平面
(1)单击“几何试图”图标,操作导航器显示几何视图。
(2)右键单击“mcs-mill”
(2)单击实用工具工作条上的
图标,弹出对话框,类型选择为“自动判断”,并选择基准面,如图4-4。
图4-4设置坐标系
(5)双击“mcs-mill”选项,弹出“mill-orient”对话框,设置“安全设置选项”为平面。
单击
图标弹出图4-5对话框如图设置。
单击
图标,弹出图4-6对话框,如图设置,以底面为偏置面。
图4-5指定MCS图4-6指定偏置平面
3.5.2设置加工方法
(1)单击“加工方法视图”图标,操作导航器自动显示加工方法视图,如图4-2,双击“mill-contour”选项,弹出“型腔铣”对话框,选择切削参数,如图4-3设置部件侧面余量为0.2,部件地面余量0.15,其他为默认值。
图4-2加工方法图4-3切削参数
3.5.3定义几何体
(1)双击“workpiece”,弹出工件对话框,单击
图标,弹出如图4-8对话框,如图设置。
单击
图标,弹出如图4-9对话框,如图设置,并确定完成设置。
图4-8部件几何体图4-9毛坯几何体
3.5.4创建程序S1
(1)单击“机床视图”图标将操作导航器切换至机床视图。
再单击“创建程序”图标,弹出“创建程序”对话框。
3.5.5创建刀具
(1)单击“创建刀具”图标,弹出相应的对话框,如图4-11设置,确定后弹出相应刀具参数设置对话框,如图4-12设置。
图4-11创建刀具图4-12刀具参数
(2)重复上述步骤,创建D20R0.8,D10R0.2,D16,D10,D8R4,D10--2
3.5.6创建操作X1
(1)单击“创建操作”图标,弹出相应对话框,如图4-13设置。
(2)设置完成之后点击确定退出设置。
双击导航条中的“X1”选项,弹出对话框,如图4-14。
图4-13创建操作图4-14设置型腔铣参数
(5)单击
图标,弹出“进给和速度”对话框,如图4-18设置好参数,点击确定返回。
(6)单击
图标生成刀轨,如图4-19,并单击
图标确定刀轨。
图4-18设置参数图4-19生成刀轨
3.5.7创建操作X2
(1)复制操作X1,弹出相应对话框,如图4-20设置。
(2)设置完成之后点击确定退出设置。
双击导航条中的“X2”选项,弹出对话框,如图4-21。
图4-20创建操作图4-21设置型腔铣参数
(3)选择切削区域几何体如图4-22
(5)单击
图标,弹出“进给和速度”对话框,如图4-23设置好参数,点击确定返回。
(6)单击
图标生成刀轨,如图4-24,并单击
图标确定刀轨。
图4-23设置参数图4-24生成刀轨
3.5.8创建操作X3
(1)单击“创建操作”图标,弹出相应对话框,如图4-24设置。
(2)设置完成之后点击确定退出设置。
双击导航条中的“X3”选项,弹出对话框,如图4-25。
图4-24创建操作图4-25设置等高参数
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