轴承支架UGCADCAM课程设计.docx
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轴承支架UGCADCAM课程设计
中州大学·工程技术学院
CAD/CAM课程设计
说
明
书
设计题目：
轴承支架CAD/CAM设计
班级：
××××××××
姓名：
×××
学号：
×××××××
指导老师：
×××
设计日期：
2013年11月11日-11月22日
前言
CAD/CAM课程设计一般安排在完成了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后。
这是进行毕业设计之前的一次综合性复习及理论联系实际的实践训练，对我们的大学生活及以后进入社会参加工作具有重要意义。
从中有效地锻炼了我们提出问题、分析问题、解决问题的能力。
机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。
生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。
随着先进制造技术的发展，数控技术已成为机械制造业技术改造和技术更新的核心内容，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。
数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。
具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。
数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。
本设计以轴承架CAD/CAM设计为例，在UGNX6.0环境中进行设计，其中，正文应包括：
零件的建模过程、毛坯的建模过程、零件工艺分析与编制的工艺过程、具体加工过程（每个操作的创建详细过程，要求说明各个参数是如何配置的、每个操作生成的刀轨）、车间工艺文档等。
由于本人水平有限，文中错误之处在所难免，还望老师多加指正。
绪论·········································1
一、CAD/CAM课程设计要求······························2
1、设计的内容······································2
2、零件········································2
3、设计任务书···········································2
二、零件的建模分析································2
1、零件分析··································2
2、建模分析····································3
三、轴承支架零件建模设计···························3
1、新建部件文件···································3
2、进入建模模块···································3
四、支架毛坯建模过程·································10
1、新建部件文件····································10
2、进入建模模块 ·································10
五、零件的工艺分析与编制过程·····························11
六、创建程序组···································11
七、创建几何体······························14
八、创建加工操作·······························15
1、铣削底面·································`·15
2、加工四个孔····································16
九、车间工艺文档·································22
十、后处理程序································23
十一、设计心得与体会·····································30
十二、参考资料·········································31
绪论
UGNX是当前世界最先进、面向先进制造行业、紧密集成的CAID/CAD/CAE/CAM软件系统，提供了从产品设计、分析、仿真、数控程序生成等一整套解决方案。
UGCAM是整个UG系统的一部分，它以三维主模型为基础，具有强大可靠的刀具轨迹生成方法，可以完成铣削（2.5轴～5轴）、车削、线切割等的编程。
UGNX是模具数控行业最具代表性的数控编程软件之一，其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理、切削负载均匀、适合高速加工。
另外，在加工过程中的模型、加工工艺和刀具管理，均与主模型相关联，主模型更改设计后，编程只需重新计算即可，所以UG编程的效率非常高。
UGNX主要由5个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块，下面对这5个模块作简单的介绍。
（1）交互工艺参数输入模块。
通过人机交互的方式，用对话框和过程向导的形式输入刀具、夹具、编程原点、毛坯和零件等工艺参数。
（2）刀具轨迹生成模块。
具有非常丰富的刀具轨迹生成方法，主要包括铣削（2.5轴～5轴）、车削、线切割等加工方法。
本书主要讲解2.5轴和3轴数控铣加工。
（3）刀具轨迹编辑模块。
刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹，并提供延伸、缩短和修改刀具轨迹的功能。
同时，能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨。
（4）三维加工动态仿真模块。
是一个无须利用机床、成本低、高效率的测试NC加工的方法。
可以检验刀具与零件和夹具是否发生碰撞、是否过切以及加工余量分布等情况，以便在编程过程中及时解决。
（5）后处理模块。
包括一个通用的后置处理器（GPM），用户可以方便地建立用户定制的后置处理。
通过使用加工数据文件生成器（MDFG），一系列交互选项提示用户选择定义特定机床和控制器特性的参数，包括控制器和机床规格与类型、插补方式、标准循环等。
一、CAD/CAM课程设计要求
1、设计的内容
根据给定的平面图建立三维模型，并对该零件上所有能够铣、钻的表面进行加工。
完成指定题目的设计后，要求编写说明书一份。
2、零件
零件的外形草图如图1-1所示
图1-1
3、设计任务书
（1）、说明说一份（打印）
（2）、电子版说明书一份
（3）、仿真好的prt文件
二、零件的建模分析
1、零件分析
图1-1所示零件为轴承支架，根据零件图分析可知，该轴承支架零件为一般的支架类零件，其主要特点：
四个直径18的孔面铣底面进行铣，直径为100的孔两端面进行铣，直径为40的孔铣，由于本零件没有表面粗糙度，进行粗加工即可。
在进行转孔，直径60的孔进行镗，且没有其它技术要求。
2、建模分析
该零件需要进行拉伸得到，拉伸有求和求差，最后完成零件的倒角，倒圆，完成零件模型创建。
三、轴承支架零件建模设计
1、新建部件文件
1）启动UG6.0，选择【文件、新建】命令，弹出【新建】对话框。
2）如图1-1所示，在【新建】对话框选择存放新建文件路径，输入文件名为：
【zhouchengzhijia】；单位默认为：
【毫米】，如图3-1所示。
图3-1
2、进入建模模块
（1）、单击【开始】
按钮，选择【建模】命令，进入建模页面，如图3-2所示。
图3-2
（2）、单单击【草图】
按钮，弹出【创建草图】对话框，选择【YC-XC】为基准平面，绘制草图如图3-3所示。
图3-3
（3）、单击完成草图进行拉伸25mm,如图3-4所示。
3-4
（4）、得到如图3-5所示模型。
图3-5
（5）、建立基准面，绘制如图3-6所示的草图。
图3-6
（6）、对草图进行拉伸求差运算如图3-7所示。
图3-7
（7）、绘制直径为40的4个圆所得图3-8。
图3-8
（8）、拉伸后得到如图3-9所示。
图3-9
（9）、绘制草图直径为18的4个圆如图3-10所示，进行拉伸求差运算。
图3-10
（10）、拉伸后得到如图3-11。
图3-11
（11）、绘制如图3-12板面的草图进行拉伸求和运算。
图3-12
（12）、绘制直径100的圆进行拉伸得到如图3-13所示。
图3-13
（13）、再进行绘制直径为60孔的草图，如图3-14进行拉伸求差运算。
图3-14
（14）、拉伸后得到如图3-15所示。
图3-15
（15）、建立直径为40圆柱的基准面，绘制草图直径为40，完成草图进行拉伸求和，在绘制直径为20的圆的草图，进行求差拉伸，得到如图3-16所示。
图3-16
（16）、对各个孔进行倒斜角，如图3-17所示。
图3-17
（17）、进行整理后得到如图3-18完整的零件。
图3-18
四、支架毛坯建模过程
1、新建部件文件
新建一个名称为【maopi】的部件文件。
（1）、选择【文件／新建】命令，弹出“新建”对话框。
（2）、在【新建】对话框选择存放新建部件文件的路径，输入文件名为：
【maopi】；选择单位为：
【毫米】。
2、进入建模模块
单击【开始】
图标，选择【建模】命令，进入建模模块。
（1）、创建复制零件图草图如下图4-1所示。
图4-1
（2）、在原有的零件草图上在拉伸3毫米，得到毛坯部件如图4-2所示。
图4-2
五、零件的工艺分析与编制过程
零件在数控机床上工，第一次装夹加工底面用于定位，第二次装夹加工5个小孔面，第三次装夹加工直径100的后面，第四次装夹铣右面。
坐标设在孔上，零件的数控加工内容，切销刀具类型和切削工艺参数如表5-1所示
表5-1：
工序号
数控加工内容
道具类型
刀具直径
主轴转速r/min
进给速度r/min
1
加工面外形
平刀
16
800
60
2
中心孔加工
中心钻
6
700
80
3
钻孔加工
钻头
18
600
40
4
锪刀加工
锪钻
22
600
40
5
钻孔加工
钻头
20
600
40
6
锪刀加工
锪钻
24
600
40
7
镗刀加工
镗刀
60
600
40
8
锪刀加工
锪钻
64
600
40
3-1
六、创建程序组
1、单击“创建程序”，弹出“创建程序”对话框，设置“类型””mill-planar”程序为“NC-PROGRAM”名称为“1”，如图6-1所示。
图6-1
单击“应用”和“确定”按钮，完成名称“1”的程序创作。
按上述方法依次创作“2”“3”“4””5””6””7””8”的程序。
3、刀具创建：
单击”创建刀具”标
弹出“创建刀具”对话框。
设置“类型”为“mill-planar”“刀具值类型”“mill”名称为“D16”如图所示6-2单击“应用”按钮弹出“铣刀-5”对话框，将直径改为“16”，其它值采用默认如图6-3所示。
图6-2
图6-3
4、单击“创建刀具”按钮，类型“drill”“刀具值类型”
名称”D6”中心钻创建。
如图6-4、图6-5所示。
图6-4
图6-5
5、单击“创建图标”按钮，类型“
”名称“D18”直径改为18单击“确定”完成。
6、单击“创建图标”按钮，类型“
”名称“D22”直径改为22单击“确定”完成.
7、单击“创建图标”按钮，类型“
”名称“D20”直径改为20单击“确定”完成.
8、单击“创建图标”按钮，类型“
”名称“D24”直径改为24单击“确定”完成.
9、单击“创建图标”按钮，类型“
.”名称“D60”直径改为60单击“确定”完成.
10、单击“创建图标”按钮，类型“
.”名称“D64”直径改为64单击“确定”完成.
七、创建几何体
1、在下拉菜单中，单击“导入”“部件”，选中桌面上的毛坯，导入零件中，“确认”。
2、单击“几何视图，在操作导行器中出行如图7-1所示。
图7-1
3、双击“图7-1”中的mcs-mll弹出“mill-orient”用鼠标双击立方块。
弹出“铣削几何体”对话框，选中支架实体，两次“确认”。
如图7-2所示。
图7-2
八、创建加工操作
1、铣削底面
（1）、单击“创建操作”图标，弹出“创建操作”对话框，设置类型“mill-planar”操作子类型“planar-mill”程序为“铣削底面“刀具为“1D16”几何体为“workpiecee”方法“mill-rough”,如图8-1所示。
图8-1
（2）、单击“应用”，弹出“面铣削区域”对话框，单击“指定部件边界”图标。
弹出“边界几何体”对话框，将“模式”改为“面”，弹出“创建边界”对话框。
选中底面铣削区域。
转速为“600”余量“0”单击“确定”。
（3）、用鼠标向下拖，出现四个图标单击左边的生成图标
生成刀归如图8-2所示，点击“确定”。
图8-2
（4）、在图中单击鼠标右键单击“刷新”清楚刀具轨迹。
2、加工四个孔
（1）、单击“创建操作”图标，弹出“创建操作”对话框，设置类型“mill-planar”操作子类型“planar-mill”程序为“铣削底面“刀具为“D16”几何体为“workpiecee”方法“mill-rough”,具体如图8-1所示。
（2）、单击“应用”，弹出“平面铣”对话框，单击“指定部件边界”图标。
弹出“边界几何体”对话框，将“模式”改为“面”，弹出“创建边界”对话框。
选中底面如图8-2指定铣削区域。
转速为“600”余量“0”单击“确定”。
（3）、指定四个孔的表面如图8-3所示。
图8-3
（4）、单击生成刀归按钮如图8-4所示。
图8-4
（5）、在图中单击鼠标右键单击“刷新”清楚刀具轨迹。
（6）、单击“创建操作”图标，弹出“创建操作”对话框，设置类型“drill”操作子类型“drill”程序为“zuanzhongxinkong“刀具为“D6”几何体为“workpiecee”方法“drill-method”,具体如图8-5所示。
（7）、单击“应用”，弹出“平面铣”对话框，单击“指定部件边界”图标。
弹出“边界几何体”对话框，将“模式”改为“面”，弹出“创建边界”对话框。
选中底面如图8-8指定铣削区域。
转速为“600”余量“0”单击“确定”。
（8）、单击生成刀归按钮如图8-9所示。
（9）、在图中单击鼠标右键单击“刷新”清楚刀具轨迹。
图8-5
图8-6
图8-7
（10）、钻销和锪四个孔先加工左边的两个孔，单击“创建操作”类型“drill”之类型“
单击“确定”、“指定孔”、“指定工件表面”、“指定工件底面”如图8-8所示。
图8-8
（11）、钻速为600进给率40单击“生成按钮”如图8-9所示。
图8-9
（12）、下面是锪这两个孔，与钻孔方法相同，钻直径改为22即可完成锪孔。
（13）、右边两空的钻销和锪孔与上面的方法相同。
（14）、最上面空的加工与加工四个孔的方法相同，钻刀直径改为20锪刀直径改为24生成刀归如图8-10所示。
图8-10
（15）、单击“创建操作”图标，弹出“创建操作”对话框，设置类型“mill-planar”操作子类型“planar-mill”程序为“铣削底面“刀具为“D16”几何体为“workpiecee”方法“mill-rough”。
（16）、单击“应用”，弹出“平面铣”对话框，单击“指定部件边界”图标。
弹出“边界几何体”对话框，将“模式”改为“面”，弹出“创建边界”对话框。
选中底面如图8-2指定铣削区域。
转速为“600”余量“0”单击“确定”。
（17）、指定铣削的面速度600进给率40生成刀归如图8-11所示。
图8-11
（18）、用直径为60的蹚刀加工孔如图8-12所示。
图8-12
（19）、单击“创建操作”直径改为64按“确定”“指定空”“指定表面”生成道刀轨，用3D播放如图8-13所示。
图8-13
（20）、在加工另外的一个面，进行铣面和锪孔。
加工方法与上述步骤一样。
（21）、零件加工完毕如图8-14所示。
图8-14
九、车间工艺文档
信息清单创建者：
Acer
日期：
2013/11/199:
36:
18
当前工作部件：
C:
\Users\Acer\Desktop\UG1zidongjiagong.prt
节点名：
acer-pc
============================================================
SHOPFLOORDOCUMENTATION
**********************
--------------------------------------------------------------------------------
CREATEDBY:
AcerDATE:
TueNov1909:
36:
202013
PARTNAME:
C:
\Users\Acer\Desktop\UG1zidongjiagong.prt
--------------------------------------------------------------------------------
TOOLINGLIST
***********
DRILLINGTOOLS
------------------------------------------------------------------------------------------------
TOOLNAMEDESCRIPTIONDIAMETERTIPANGFLUTELENADJREG
------------------------------------------------------------------------------------------------
2D6DrillingTool6.0000120.000035.00002
3D18DrillingTool18.0000118.000035.00003
4D60DrillingTool60.0000180.000035.00004
05D20DrillingTool20.0000118.000035.00000
D20HUODrillingTool22.000090.000035.00000
D64DrillingTool64.000090.000035.00000
D24DrillingTool24.000090.000035.00000
------------------------------------------------------------------------------------------------
MILLINGTOOLS
------------------------------------------------------------------------------------------------
TOOLNAMEDESCRIPTIONDIAMETERCORRADFLUTELENADJREG
------------------------------------------------------------------------------------------------
5D22MillingTool-5Parameters22.00000.000015.00005
1D16MillingTool-5Parameters16.00000.000050.00001
十、后处理程序
得到部分生成的程序
%
N0010G40G17G90G70
N0020G91G28Z0.0
:
0030T01M06
N0040G0G90X-1.811Y-1.9685S1000M03
N0050G43Z-1.4961H01
N0060G1Z-1.378F9.8M08
N0070X-1.4961
N0080Y-4.9213
N0090G3X-.9843Y-5.4331I.5118J0.0
N0100G1X1.2992
N0110Y-5.1181
N0120G2X1.378Y-5.0394I.0788J0.0
N0130G1X1.6929
N0140Y1.1024
N0150X1.378
N0160G2X1.2992Y1.1811I0.0J.0787
N0170G1Y1.4961
N0180X-.9843
N0190G3X-1.4961Y.9843I0.0J-.5118
N0200G1Y-1.9685
N0210X-1.0236
N0220Y-4.9213
N0230G3X-.9843Y-4.9606I.0393J0.0
N0240G1X.8497
N0250G2X1.2205Y-4.5899I.5283J-.1575
N0260G1Y.6529
N0270G2X.8497Y1.0236I.1575J.5282
N0280G1X-.9843
N0290G3X-1.0236Y.9841I0.0J-.0393
N0300G1Y-1.9685
N0310X-.5512
N0320Y-4.4882
N0330X.5711
N0340G2X.748Y-4.3113I.8069J-.6299
N0350G1Y.3743
N0360G2X.5711Y.5512I.63J.8068
N0370G1X-.5512
N0380Y-1.9685
N0390X-.0787
N0400Y-4.0157
N0410X.2756
N0420Y.0787
N0430X-.0787
N0440Y-1.9685
N0450X-.3937
N0460Z-1.4961
N0470G0Z-1.4567
N0480X-1.811
N0490G1Z-1.3386
N0500X-1.4961
N051
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