壳体零件造型及数控加工过程和程序设计.docx

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壳体零件造型及数控加工过程和程序设计

专业课程

综合设计说明书

学院：

科技学院

学期：

2012年秋季

专业：

机械设计制造及其自动化

班级：

20094055

学号：

2009405222

姓名：

安福松

指导教师：

杜义贤

专业课程设计任务书--------------------------------2

一．壳体零件的基本尺寸--------------------------3

1．毛坯图形和尺寸----------------------------------3

2．壳体零件的模型----------------------------------3

二.壳体零件造型-----------------------------------4

三.壳体零件的加工--------------------------------9

1．毛坯的创建----------------------------------------9

2．创建加工几何体----------------------------------10

3．创建刀具-------------------------------------------12

4．设定加工方法-------------------------------------14

5．粗加工----------------------------------------------16

5.1粗加工创建操作-----------------------------16

5.2粗加工轨迹-----------------------------------18

5.3粗加工仿真-----------------------------------18

6．半精加工-------------------------------------------19

6.1半精加工创建操作--------------------------19

6.2半精加工轨迹--------------------------------21

6.3半精加工仿真--------------------------------21

7．精加工----------------------------------------------22

7.1精加工创建操作-----------------------------22

7.2精加工轨迹-----------------------------------24

7.3精加工仿真-----------------------------------25

四．后处理--------------------------------------------26

1．后处理操作----------------------------------------26

2．生成G代码----------------------------------------27

五．设计总结------------------------------------------29

专业课程设计任务

设计题目：

壳体零件造型及数控加工过程和程序设计

设计步骤:

1、熟悉UG软件；

2、理解图纸，进行零件实体造型；

3、根据零件结构和加工特点，选择粗精加工方法、加工参数，生成合理的数控加工刀具轨迹；并进行加工轨迹仿真。

4、进行后置处理：

针对FANUC机床，选择合理的参数，生成零件加工G代码。

设计要求：

1、完成零件造型，保存为“零件名.prt”格式文件；

2、完成零件加工方法选择，加工轨迹生成及仿真，并保存为“零件加工.prt”文件；

3、针对FANUC机床，生成零件加工G代码，保存为“零件加工.prt”文件。

设计成果：

1、设计说明书纸质文档一份；

2、光盘一张，包括：

“零件名.prt”、“零件加工.prt”、“零件加工.prt”和设计说明书电子文档。

一．壳体零件的基本尺寸

1．毛坯图形和尺寸：

120×100×40

图1.壳体零件的基本尺寸

2．壳体零件的模型

图2.壳体零件的三维造型

二．壳体零件的建模

按零件的基本尺寸和三维模型进行建模，建模步骤如下：

1.新建部件文件

打开UGNX6.0软件，点击【标准】工具栏上的“新建”按钮

，选择“模型”选项卡中的“模型”模块，输入名称“keti”，单击【确定】按钮，新建keti部件文件。

如图3所示。

图3.新建部件文件

2.创建草图

（1）单击【特征】工具栏上“草图”按钮

，弹出创建草图对话框，选择xy平面作为草绘平面，草绘方位“水平”，点击“确定”进入草图绘制状态。

如图4，图5所示。

图4.创建草图对话框图5.选择xy平面进入草绘环境

（2）单击绘制矩形按钮

，选择“两顶点”方式，输入宽度86，高度100，单击

，退出草图绘制状态。

如图6。

图6.绘制长方形截面草图

3.创建拉伸特称

单击“拉伸”按钮

，选择长方形，输入限制结束距离40，单击“确定”完成拉伸特征创建。

如图7。

图7.创建拉伸特征图

4.创建抽壳特称

单击“抽壳”按钮

，选择上表面作为冲裁面，输入厚度值5，单击“确定”完成抽壳特征创建。

如图8。

图8.创建抽壳特征图

5.创建两个凸台

再次进入草绘环境，按零件的基本尺寸，创建直径分别为20，25的两个圆，退出草绘，选择“拉伸”按钮进行拉伸。

选择两截面圆作为拉伸截面，限制结束距离25，拔模角度5。

单击“确定”完成凸台的创建。

如图9所示。

图9.创建两个凸台

6.创建倒角

单击“边倒角”按钮

，选择外部四条边，输入倒角半径10，单击“应用”。

再选择内部四条边，输入倒角半径5，单击“确定”完成倒角的创建。

如图10所示。

图10.创建边倒角图

保存壳体零件的建模，得到最终壳体造型，如图11所示。

图11.最终壳体造型图

三．壳体零件的加工

根据壳体零件的整体形状，加工方法选择：

粗加工+半精加工+精加工，具体步骤如下：

1．毛坯的创建

单击“草图”按钮

，用矩形工具绘制出宽100，高120的矩形截面，退出草图。

单击“拉伸”按钮，设置终点距离40，得到长120，宽100，高40的长方体。

再单击“对象编辑显示”按钮

，设置毛坯的颜色及其透明度，完成毛坯的创建。

如图12，图13，图14。

图12.绘制毛坯矩形截面图13.创建拉伸特征

图14.设置毛坯的颜色和透明度

2．创建加工几何体

（1）设置加工环境

单击【标准】工具栏的“开始”按钮

，在下拉菜单选择“加工”命令，在“加工环境”对话框选择第二项“mill-contour”轮廓铣削配置，单击“确定”完成加工环境的设置。

如图15，图16。

图15.选择“加工”应用程序图16.设置加工环境对话框

（2）设置加工坐标系及安全平面

单击【操作导航器】工具栏上的“几何视图”

，在“操作导航器”窗口中双击“MCS-MILL”图标，弹出“MillOrient”对话框，设置加工坐标系默认为WCS坐标系，设置安全平面距离80。

如图17。

图17.设置加工坐标系和安全平面

（3）创建几何体

在“操作导航器”中双击“WORKPIECE”图标，在弹出的“铣削几何体”对话框中完成部件几何和毛坯几何的创建。

如图18，图19，图20所示。

图18.铣削几何体对话框图19.创建部件几何体

图20.创建毛坯几何体

3．创建刀具

（1）单击【加工创建】工具栏上的“创建刀具”按钮

，“类型”中选“mill-contour”，“刀具子类型”中选第一个刀具，输入名称“d8”，单击确定。

在弹出的“铣刀-5参数”对话框中输入直径8，单击确定，完成刀具的创建。

如图21，图22所示。

图21.创建刀具对话框图22.刀具参数设定

（2）重复上述刀具创建过程，创建刀具d5r2.5的参数铣刀。

设定直径为5，底圆角半径为2.5。

再重复上述刀具创建过程，创建刀具d2r1的参数铣刀。

设定直径为2，底圆角半径为1。

如图23，图24，图25，图26所示。

图23.创建刀具对话框图24.刀具参数设定

图25.创建刀具对话框图26.刀具参数设定

4．设置加工方法

（1）粗加工参数设定

单击【操作导航器】工具栏上的“加工方法视图”

，双击“操作导航器”中的“MILL-ROUGH”图标，在弹出的“铣削方法”对话框中输入部件余量0.2，内公差和外公差都输入0.1，单击确定，完成粗加工方法的设定。

如图27所示。

图27.粗加工方法参数设置

（2）半精加工参数设定

双击“操作导航器”中的“MILL-SEMI-FINISH”图标，在弹出的“铣削方法”对话框中输入部件余量0.08，内公差和外公差都输入0.03，单击确定，完成半精加工方法的设定。

如图28所示。

图28.半精加工方法参数设置

（3）精加工参数设定

双击“操作导航器”中的“MILL-FINISH”图标，在弹出的“铣削方法”对话框中输入部件余量0，内公差和外公差都输入0.003，单击确定，完成精加工方法的设定。

如图29所示。

图29.精加工方法参数设置

5．粗加工

（1）单击【加工创建】工具栏上的“创建操作”按钮

，对弹出的“创建操作”对话框设置如图30所示。

分别对“型腔铣”，“切削参数”，“非切削移动”，“进给和速度”进行设置如图31，图32，图33，图34所示。

图30.创建操作对话框图31.型腔铣对话框

图32.切削参数的设置图33.非切削参数的设置

图34.进给速度参数的设置

（2）单击“型腔铣”对话框中“操作”的“生成”按钮

，即可生成粗加工刀具轨迹，如图35。

图35.粗加工轨迹图

（3）单击“型腔铣”对话框中“操作”的“确定”按钮

，选择“2D动态”，单击播放

，即可进行粗加工仿真演示，如图36。

图36.粗加工仿真演示（进行中）

6．半精加工

（1）单击【加工创建】工具栏上的“创建操作”按钮

，对弹出的“创建操作”对话框设置如图37所示。

分别对“型腔铣”，“切削参数”，“非切削移动”，“进给和速度”进行设置如图38，图39，图40，图41所示。

图37.创建操作对话框图38.型腔铣对话框

图39.切削参数的设置图40.非切削参数的设置

图41.进给速度参数的设置

（2）单击“型腔铣”对话框中“操作”的“生成”按钮

，即可生成半精加工刀具轨迹，如图42所示。

图42.半精加工轨迹图

（3）单击“型腔铣”对话框中“操作”的“确定”按钮

，选择“2D动态”，单击播放

，即可进行半精加工仿真演示，如图43。

图43.半精加工仿真演示（进行中）

7．精加工

（1）单击【加工创建】工具栏上的“创建操作”按钮

，对弹出的“创建操作”对话框进行设置，在“子类型”选择第2行第1个图标

，其余设置如图44所示。

在弹出的“固定轮廓铣”对话框选择“驱动方法”为“区域铣削”并设置设置如图45，图46。

单击“几何体”组框中“指定切削区域”进行切削区域选择，如图47所示。

分别对“切削参数”，“进给速度”进行设置图48，图49所示。

图44.精加工创建操作的设置

图45.固定轮廓铣对话框图46.区域铣削驱动方式的设置

图47.指定切削区域

图48.切削参数的设置图49.进给速度参数的设置

（2）单击“固定轮廓铣”对话框中“操作”的“生成”按钮

，即可生成精加工刀具轨迹，如图50所示。

图50.精加工轨迹图

（3）单击“固定轮廓铣”对话框中“操作”的“确定”按钮

，选择“2D动态”，单击播放

，即可进行精加工仿真演示，如图51。

图51.精加工仿真演示（进行中）

（4）仿真检查无误后，可保存最终仿真结果，如图52所示。

图52.精加工的最终仿真加工结果

四．后处理

图形后处理主要是将正确生成的刀具路径转换为数控加工NC程序，以适用于不同的数控机床。

选择不同的加工节点对应的后处理文件内容也不相同。

（1）首先将导航器切换到【程序视图】模式，然后单击【操作】工具栏中的【后处理】按钮

，打开【后处理】对话框。

在该对话框中选择“MILL_3_AXIS”，并在【输出文件】设置保存路径，单击确定。

如图53。

图53.后处理对话框

（2）生成粗加工G代码。

完成上述操作后，系统将以窗口的形式显示加工操作的NC程序。

单击【文件】下“保存”命令，即将粗加工G代码以记事本格式保存下来，如图54所示。

并对生成的G代码进行检查，特别是对程序头及程序尾的部分。

图54.粗加工G代码

（3）用同样的方法生成半精加工和精加工G代码。

如图55，图56。

图55.半精加工G代码

图56.精加工G代码

五．设计总结

通过对壳体零件综合的课程设计,让我又学习一种新的制图软件,并对这一软件有了一个很透彻的了解,它就是UG，通过本次设计,熟悉了零件几何建模到数控加工的全过程,还有就是通过数控加工仿真的过程设计,使以前学的数控技术得到了充分应用,理论和实践有了相结合的机会,通过本次设计让我认识到自己还有很多需要学习和掌握,要想学到更多就要加强动手能力的锻炼,这次课程设计对所学知识是一个很好的综合过程,使知识更加系统化,清晰化,为以后在工作中的实际应用做了很好的铺垫.

参考文献

【1】神龙工作室编著，《UGNX5.0中文版入门与提高》人民邮电出版社，2008

【2】高长银,吴晓玲,赵辉编著，《UGNX5.0中文版整机设计》电子工业出版社，2007

【3】卫兵工作室编著，《UGNX中文版数控编程入门与实例进阶》清华大学出版社，2007。

【4】毛建中主编，《UGNX5.0数控加工基础与应用提高》国防工业出版社，2008