数控模具设计基于UG自动编程的模具零件数控铣削加工毕业论文Word文档格式.docx
《数控模具设计基于UG自动编程的模具零件数控铣削加工毕业论文Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控模具设计基于UG自动编程的模具零件数控铣削加工毕业论文Word文档格式.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
3.6.1定义新的加工坐标系、安全平面和工件
3.6.2创建程序NC1且创建操作AS120
3.6.3创建程序NC2且创建操作AS222
3.6.4创建操作AS323
3.6.5创建程序NC3且创建操作AS424
3.6.6创建程序NC4且创建操作AS525
3.6.7创建操作AS626
3.6.8创建程序NC5且创建操作AS727
369创建操作AS828
3610创建程序NC6且创建操作AS930
3.6.11创建程序NC7且创建操作AS1031
第四章后处理生成程序33
4.1后处理33
4.2生成程序34
第五章总结和展望35
致谢36
参考文献37
第壹章绪论
UG是Unigraphics的缩写，是壹个商品名。
这是壹个交互CAD/CAM（计算机辅助设计和计算机辅助制造）系统，它功能强大，能够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）。
能够实现CAD功能的软件有很多，UG是其中壹个，仍有AutoCAD、Cimatron、Pro/ENGINEER、SOLIDWORKS、开目CAD等等。
而AutoCAD则是另外壹个由欧特克（Autodesk）X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是壹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壹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。
壹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。
壹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，特别是大型且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且不是太容易。
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，以致于超出了壹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、多重网格和且行计算，为复杂应用问题的求解提供壹个灵活的可再使用的软件基础。
壹般结构：
壹个如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且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。
UGNX6.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，使得用户能够更快、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，且且更加贴近工业标准。
UG具有以下优势；
（1）为机械设计、模具设计以及电器设计单位提供壹安完整的设计、分析
和制造方案。
（2）是壹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）能够管理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）和且行工程（ConcurrenntEngnieer既）等先进设计方法。
（4）能够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，且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，能够极大地提高设计效率。
本次所选课题是以模具零件零件为原形，进行设计、加工和编程。
通过实例来加强对UG软件的掌握。
能够更加形象的体现UG软件在设计、编程方面的强大功能。
第二章模具零件实体造型
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）零件能够通过建立草图、拉伸、修剪体、镜像、扫掠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分俩次次装夹完成，采用四边分中进行对刀。
（4）该零件包括曲面、孔、型腔等结构，形状比较复杂，可是工序相对容易，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。
（5）为了保证加工精度和表面质量，分析采用俩次定位装夹加工完成，按照先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工的原则依次划分工序加工
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模具零件实体
2.3建模
（1）打开UGNX6，创建建模文件“mujulingjian.prt”。
（2）单击长方体图标进入如图2-3界面，输入零件底座的尺寸数据，且点击“选择点”进入如图2-4界面，输入数据使坐标位于零件的底部中心位置。
（3）单击垫块图标进入如图2-5界面，选择矩形，再选择零件底座上表面为放置面，且将其对齐至中心位置。
（4）按照上面的方法依次向上进行垫块操作，放置78*78*5和70*70*10
俩个长方体，如图2-6。
图2-3长方体图2-4选择点
图2-5垫块图2-6台阶
（5）单击边导圆图标，进入边导圆界面先对在上面的长方体进行倒圆角，
如图2-7，且依次向下对另俩个长方体倒角，半径分别为5mm和6mm，如图
2-8。
图2-7倒圆角
图2-8完成倒角
（6）单击孔图标进入孔设置界面，如图2-9设置沉孔参数，且放置在零件顶面，如图2-10。
图2-9设置沉孔图2-10将沉孔放置于顶面
（7）单击边倒圆图标，进入边倒圆设置界面，如图2-11，且确定设置完成＜
图2-11倒圆角设置
（8）设置底面四个沉孔时，需要借助辅助线确定四个沉孔的位置。
单击草图图标进入草图界面在零件底部建立草图，建立四条线，且点击自动尺寸判断图标进行尺寸约束，如图2-12所示。
然后点击完成草图图标完成草图绘制。
图2-12绘制草图
（9）单击孔图标，进入孔设置界面，如图2-13设置四个孔的参数，确定后选择底面为放置平面，如图2-14且选择点到线定位方法将四个孔的中心定位至四条线的交点上，确定完成后如图2-15。
图2-13四个沉孔设置图2-14孔定位
图2-15完成沉孔的设置
（10）建立曲面时候，需要先建立草图再进行扫掠、分割体完成。
单击草图图标进入草图界面，选择最上面台阶的侧面为建立面，再单击圆弧图标，绘制出曲线，再用同样的方法在前者的邻侧面绘制出曲线，最后单击完成草图图标完成草图制作，如图2-16所示。
图2-16完成草图
（11）单击插入菜单选择扫掠子菜单中的扫掠。
选择壹条草图绘制的圆弧作为扫掠边，且选择引导边进行扫掠。
用同样方法对另壹条圆弧进行扫掠。
完成如图2-17。
图2-17完成扫掠
（12）利用修剪体将扫掠面的上面部分修剪掉，且将扫掠面和草图隐藏，完成零件三维造型的建立。
如图2-18。
图2-18零件的三维造型
第三章基于UG自动编程的模具零件加工
3.1零件分析
如图3-1所示，为壹个模具零件实体模型，材料为45钢，毛坯为100mm*100mm*30mm的方形毛坯料。
选择三轴数控铣床XK713A加工。
其
周边为四个台阶，上面三个台阶的侧为圆角。
上表面为曲面，中间为型腔。
底部仍有四个同样的沉孔。
图3-1模具零件实体模型
3.2加工工艺分析
此零件为壹个模具类零件，在加工时，先加工反面的孔，然后再加工正面的轮廓。
在加工过程中需要俩次装夹，故在编程时需要建立俩个坐标系。
如果将坐标原点分别置于零件的顶面，则会因为毛坯高度尺寸不壹致，导致基准台高度尺寸不准确。
为保证基准台的高度值准确，应将俩个加工坐标系原点都置于基准台上，采用四边分中方式进行对刀。
这样，只要毛坯高度大于零件的高度，多余材料会在加工过程中被自动切除。
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，壹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，且结合经验而定。
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,这是提高生产率的壹个有效措施。
为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，壹般应留壹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。
壹般L和刀具直径d成正比，和切削深度成反比。
经济型数控机床的加工过程中，壹般L的取值范围为：
L=（0.6〜0.9）d。
切削速度V。
提高V也是提高生产率的壹个措施，但v和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）。
主轴转速壹般根据切削速度v来选定。
计算公式为：
V=pnd/1000。
数控机床的控制面板上壹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。
综合之上的分析，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
程序
组名
操作
名称
加工
加工类
型
道具
直径
转角
半径
主轴
速度
进给
步长
深度
AC1
DR1
钻中
心孔
标准钻
ZD5
5
一
1500
200
AC2
DR2
粗钻
深孔钻
D4.3
4.3
100
1
AC3
DR3
精钻
D4.7
4.7
1000
30
AC4
DR4
铳孔
平面铳
D4
4
2200
500
0.3
NC1
AS1
开粗
型腔铳
D230R
20
1800
2500
0.8
NC2
AS2
侧壁
精铳
等咼轮
廓铳
D16R0
.8
16
2000
0.32
AS3
顶面
区域铳
削
NC3
AS4
光底
面铳
3500
NC4
AS5
光外
侧面
0.18
AS6
光内
曲面区
域
NC5
AS7
外侧
清根
D16
0.06
AS8
内侧
NC6
AS9
D6R3
6
3
600
NC7
AS10
径向切
D3R1.
1.5
6000
300
续表
3.1:
跨度
部件余量
公差
底面
内
外
0.2
0.01
9.6
0.35
0.15
0.03
0.12
0.6
7.2
0.5
0.1
0..01
3.4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4-1设置加工环境。
图4-1设置加工环境
3.5创建孔的加工工序
3.5.1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-rough”选项，弹出“铣削方法”对话框，如图4-3设置部件余量为0.35，其他为默认值。
图4-2加工方法图4-3铳削方法
（2）重复上面的步骤，设置“mill-semi-finish”的部件余量为0.18，设置
“mill-finish”的部件余量为0。
3.5.2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”重命名为“mcs-mill-1”，同样将“workpiece”改为“workpiece-1”。
（3）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”，且选择基准面，如图4-4
图4-4设置坐标系
（4）单击实用工具工具条上的图标，将Z轴方向偏转向下。
如图4-5。
（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4-6对话框如图设置。
单击图标，弹出图4-7
确定完成设置
对话框，如图设置，以底面为偏置面。
图4-5偏转坐标系
图4-6指定MCS图4-7指定偏置平面
3.5.3定义几何体
（1）双击“workpiece-1”，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，且
图4-8部件几何体图4-9毛坯几何体
3.5.4创建程序AC1
（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，如图4-10。
（2）如图完成创建程序的操作。
图4-10创建程序
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D4.3，D4.7的钻头。
创建D4，D16的平刀。
创建D20R4，D16R0.8牛鼻刀。
创建D6R3，D3R1.5的球刀。
3.5.6创建操作DR1
（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“DR1”选项，弹
出对话框，如图4-14。
图4-13创建操作图4-14设置钻参数
（3）单击图标，弹出“指定参数组”对话框，如图4-15。
单击“模型深度”按钮，弹出“深度”对话框，设置深度值为2，点击确定返回。
再单击“进给率”按钮，设置进给率值为200,点击确定返回。
最后点击“Rtrcto-无”按钮，弹出
“退刀设置”对话框，选择自动方式，然后点击确定返回。
图4-15cycle参数
（4）单击图标弹出“点到几何图”对话框，如图4-16，点击“选择”按钮,选择底面四个孔的圆弧，如图4-17，点击确定返回。
图4-16点到几何体设置图4-17选择四个圆弧
（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，且单击图标确定刀轨。
图4-18设置参数图4-19生成刀轨
3.5.7创建程序AC2且创建操作DR2
（1）单击创建程序按钮，如图4-19设置。
图4-19创建程序
（2）单击创建操作按钮，弹出相应对话框，如图4-20设置，点击确定返回,弹出“啄钻”界面如图4-21。
图4-20创建操作图4-21啄钻
（3）设置安全距离值为1，在循环类型中单击，弹出对话框，默认原设置，点击确定，进如“cycle参数”对话框，如图4-22。
单击
“模型参数”选择穿过底面，确定返回。
单击“Rtrcto-无”选择自动，确定返回。
单击“step
设置step#1为1，确定返回
图4-22cycle参数
（4）单击按钮选择零件顶面为底面。
（5）按照之前的方法，制定钻孔位置，设置主轴转速为1500,进给速度为
100，且生成刀轨确定完成。
3.5.8创建程序AC3且创建操作DR3
（1）点击创建程序按钮，创建程序为AC3。
（2）复制操作DR2，内部粘贴AC3程序组下，且重命名为DR3。
（3）双击“DR3”弹出“啄钻”对话框，如图4-23设置。
（4）单击按钮，弹出指定参数组，默认确定，设置step#1为0，确定返回。
图4-23啄钻设置
（5）单击按钮，设置主轴转速为1000,切削速度为30,确定返回。
6）生成导轨，且确认刀轨。
3.5.9创建程序AC4且创建操作DR4
（1）点击创建程序按钮，创建程序为AC4。
（2）单击创建操作按钮，弹出相应对话框，如图4-24设置，点击确定返回，弹出“啄钻”界面如图4-25。
图4-24创建操作图4-25平面铳
（3）单击按钮，选择沉孔的上圆弧。
（4）单击按钮，选择沉孔底面作为底面，确定返回。
（5）单击按钮，最大值设置为0.3。
（6）单击按钮，弹出相应对话框，如图4-26设置。
（7）单击按钮，弹出对话框，如图4-27设置。
图4-26切削参数设置图4-27进给和速度设置
（8）生成导轨，且且确认导轨。
（9）阵列刀具路径，生成加工其它3个孔，如图4-28。
3.6创建面的加工工序
（1）单击“几何视图”图标，操作导航器显示几何视图。
（2）单击“创建几何体”图标，弹出相应的对话框，如图4-29设置，确定
后弹出“MCS”对话框，如图4-30。
图4-29创建几何体图4-30MCS设置
（2）单击“自动判断”按钮选择基准面，加工坐标系会自动定位到此面中
心。
（3）设置安全设置选项为“平面”，单击按钮，设置偏置值为30，且确定返回。
（4）进入“建模”模式，将图层复制进15号图层，且设置为工作图层。
用“删除面”功能将四个沉孔删去，结果如图4-31所示。
图4-31简化后的零件
（5）双击“workpiece-2”，弹出工件对话框，如图4-32所示，选择工件为制定部件。
单击“制定毛坯”图标，弹出相应对话框，如图4-33设置。
图4-32工件对话框图4-33定义毛坯几何体
3.6.2创建程序NC1且创建操作AS1
（1）单击“创建程序”按钮，弹出对话框，如图4-34设置。
（2）单击“创建操作”按钮，弹出相应的对话框，如图4-35设置，确定后,弹出型腔铣对话框，如图4-35。
（3）点击确定后，操作导航器下会显示AS1。
（4）双击“AS1”选项，弹出型腔铣对话框，同图4-36设置。
图4-35创建操作图4-36型腔铳设置
（5）单击切削层按钮，使范围6成为当前范围，且删除范围6.
（6）单击切削参数按钮，在“策略”选项下，设置如图4-37。
余量中将底部余量设置为0.15，确定返回。
（7）单击非切削移动按钮，如图4-38设置。
图4-37策略设置图4-38非切削移动
（8）单击进给和速度按钮，设置主轴速度为2200,进给率为500,进刀为500，点击确定返回。
（9）生成刀轨，且确认刀轨，确定返回，如图4-39。
图4-39刀轨和仿真
3.6.3创建程序NC2且创建操作AS2
（1）点击创建程序按钮，创建新的程序NC2。
（2）点击创建操作按钮，弹出相应的对话框，如图4-40设置，点击确定。
（3）双击“AS2”选项，弹出对话框，如图4-41设置。
图4-40创建操作图4-41深度加工轮廓
（4）点击指定切削区域按钮，选择零件的基准面之上的表面为指定切削区域。
（5）单击切削参数按钮，弹出对话框，在策略选项下，设置如图4-42。
连接下，选择直接对部件进刀，确定返回。
（6）单击非切削移动按钮，弹出相应的对话框，如图4-43设置，且确定返回。
（7）单击进给和速度按钮，设置主轴转速为2200,进给速度为2000,进刀为800,且确定返回。
图4-42策略设置图4-43非切削移动
（8）生成刀轨，且确认导轨，确定退出，如图4-44。
364创建操作AS3
（1）单击创建操作按钮，弹出相应的对话框，如图4-45设置，确定后返回。
（2）双击导航条中的的“AS3”按钮，，弹出
“固定轮廓铣”对话框，如图4-46设置，选择区域切削，会弹出“区域切削驱动方法”对话框，如图4-47设置，且确定
升级会员 