学士学位论文配合件数控加工工艺分析与仿真.docx

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学士学位论文配合件数控加工工艺分析与仿真

本科毕业设计论文

题目：

配合件数控加工工艺分析与仿真

摘要

数控编程是一种可编程的柔性加工方法，它的普及大大提高了加工效率。

但是在加工技术方面，除要求数控机床具有较强的运动控制能力之外，更重要的是如何有效地获得高效优质的数控加工程序，并从加工过程整体上提高生产效率。

由于零件复杂性的增加，而且工人技术水平有限，手工编程越来越困难。

应用数控编程可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工,易于在工厂或车间实行计算机管理,使车间设备总数减少、节省人力、改善劳动条件,有利于加快产品的开发和更新换代,提高企业对市场的适应能力并提高企业综合经济效益。

本文以UGNX7.5为工具,完成了配合件三维造型及仿真加工。

内容包括:

首先,根据配合件的结构特点和技术要求,在对其进行加工工艺分析之后,确定了零件的加工方法。

然后,利用UG/CAD模块完成了零件几何体的参数化建模。

在此基础上,利用UG/CAM模块进行数控编程,设计了加工路线、刀具轨迹,切削方式等工艺参数,生成了零件的NC程序。

关键词：

，三维建模，加工仿真，UG软件

ABSTRACT

CNCmachiningisaprogrammableflexibleprocessingmethods,itspopularitygreatlyimprovetheprocessingefficiency.Butintheprocessingtechnology,inadditiontorequirementsofCNCmachinetoolshasastrongabilitytocontrolmovementand,moreimportantly,howtoefficientlyobtainhigh-qualityCNCmachiningprocess,andfromtheprocessasawholetoimproveproductionefficiency.Aspartoftheincreasedcomplexityandlimitedskillsofworkers,manualprogrammingmoredifficult.

CNCmachiningapplicationscangreatlyimproveproductivity,stability,processingquality,shortentheprocessingcycle,increasingtheproductionofflexible,toachieveavarietyofcomplexprecisioncomponentsfortheautomationofprocessing,easytoimplementinafactoryorworkshopcomputermanagement,reducingthetotalnumberofworkshopequipment,savingmanpower,improvelaborconditions,helpspeedupproductdevelopmentandupgrading,andimprovingtheabilityofthemarkettoadaptandimprovetheiroveralleconomicefficiency.

Inthispaper,UGNX7.5asatool,completetheadjustframethree-dimensionalmodeling.Include:

First,basedontheadjustedframestructuralfeaturesandtechnicalrequirements,initsprocessanalysis,todeterminethepartoftheprocessingmethods.Then,usingUG/CADmoduletocompletethepartgeometryparametricmodeling.Onthisbasis,theuseofUG/CAMmoduleforNCprogramming,designthemachiningline,thetoolpath,cuttingmodeandotherparameters,togenerateapartoftheNCprogram.

KEYWORDS:

CNCtechnology,UG,three-dimensionalmodeling

目录

第一章绪论5

1.1课题研究的背景及意义5

1.2计算机辅助设计、计算机辅助制造（CAD/CAM）6

1.3论文的章节安排7

第二章数控编程的关键技术8

2.1数控程编的定义8

2.2数控程编研究的内容9

2.3数控程编的步骤11

2.4数控程编的方法12

2.5数控编程常用软件介绍13

第三章配合件加工的工艺分析及三维建模16

3.1配合件工艺分析16

3.2配合件的三维模型建立16

第四章配合件仿真加工的编程21

4.1分析部件21

4.2设置加工环境22

4.3配合件数控加工仿真23

4.3.1设置加工方法23

4.3.2定义加工坐标系23

4.3.3定义几何体24

4.3.4创建刀具24

4.3.5创建操作125

4.3.6创建操作226

4.3.7创建操作327

4.3.8创建操作428

4.3.9创建操作528

4.3.10创建操作630

4.3.11创建操作731

4.3.12创建操作832

4.4详细加工步骤33

4.5配合件加工模型的输出33

第五章后处理及程序输出35

5.1后处理35

5.2程序输出36

第六章总结与展望39

6.1论文总结39

6.2后续展望40

参考文献41

致谢42

毕业设计小结43

附录45

第一章绪论

1.1课题研究的背景及意义

数控加工是一种现代化的加工手段，数控加工技术也成为一个国家制造业发展的标志，利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证,数控加工是机械加工的一种，是新型加工技术，主要工作是编制加工程序，即将原来手工活转为电脑编程。

总体上说，和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下优点：

1）具有较大的柔性

数控机床是按照记录在载体上的信息指令自动进行加工的，当加工对象改变时只需要重新编制数控加工程序，而无需对机床结构进行调整，也不需要制造凸轮、靠模一类的辅助机械装置。

这样，便可以快速地从一种零件的加工变到另一种零件的加工，使生产准备周期大为缩短。

2）加工效率高

利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。

而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。

3）加工精度高

同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。

4）有力于加工复杂形状的零件

数控机床能同时控制多个坐标联动，可以加工其他机床难以加工甚至不可能加工的复杂零件，如曲线的二维复杂轮廓零件、含曲面的三维实体零件。

5）劳动强度低

由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。

所以劳动强度很低。

6）适应能力强

数控加工系统就象计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。

而本文所要研究的内容就是在UG软件平台上，进行回转体带腔体类清根零件的加工模拟仿真，提高回转体带腔体类零件的加工效率[1]。

通过计算机模拟五坐标机床实际加工过程，达到对数控加工程序验证、切削过程优化和加工结果预测的目的。

1.2计算机辅助设计、计算机辅助制造（CAD/CAM）

计算机辅助设计指工程技术人员以计算机为辅助工具来完成产品设计过程中的各项工作，如草图绘制、零件设计、装配设计、工程分析等，并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本的目的。

计算机辅助工艺过程设计指在工艺人员借助于计算机，根据产品设计阶段给出的信息和产品制造工艺要求，交互地或自动地确定产品加工方法和方案，如加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。

计算机辅助制造有广义和狭义两种定义。

广义CAM是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，包括工艺过程设计（CAPP）、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析等。

狭义CAM通常是指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成等。

随着计算机的高速发展数控加工仿真技术得到了广泛应用，数控技术是应用计算机自动控制、自动检验及精密机器等高科技术的产物。

数控加工仿真是利用计算机技术模拟实际的机床加工过程，它验证数控加工程序的可靠性和预测切削过程的作用，减少工件的试切，提高工作效率。

典型零件的数控加工研究非常普遍，但是在实际的加工中，却存在很多问题。

因此，还有很大的探索空间。

鉴于此，选择本课题主要是根据在数控加工中，典型零件数控编程及加工仿真进行研究。

使我们对加工典型零件采用更加形象、经济、科学、安全的加工方法进行加工，在此基础上使自己的理论水平和实际操作水平得到进一步的巩固和完善。

1.3论文的章节安排

根据论文选题的要求，在近三个月的论文阶段，基于UG软件的仿真平台，在导师的认真指导下完成了大量的工作，对计算机辅助数控加工进行了深入的研究，在此基础上并对典型零件进行仿真模拟加工。

这些内容在论文中都得到了反映，论文内容的章节安排如下：

首先是数控加工研究的背景及其意义，以及数控加工研究所必须的软件—计算机辅助设计、计算机辅助制造（CAD/CAM）的大体情况。

然后了解本课题的中心一环—数控编程的关键技术，包括数控编程的定义、内容、步骤、方法以及常用软件。

接着，就开始对零件进行工艺分析，三维建模以及加工编程，加工编程需注意加工顺序，严格按照加工顺序加工零件。

最后，对加工步骤进行后处理，导出程序。

第二章数控编程的关键技术

计算机辅助制造CAM的含义有广义和狭义之分：

从广义上讲，计算机辅助制造是指利用计算机辅助完成制造过程的全部工作环节，即从原材料到产品的全部制造过程，包括直接制造过程和间接制造过程。

内容涉及计算机辅助制造的环境，辅助设计和辅助制造的衔接，计算机辅助零件信息分类和编码的成组技术（GT），计算机辅助工艺设计和工艺规划（CAPP），计算机数控技术（CNC），计算机辅助工装设计，计算机辅助质量管理和质量控制，计算机辅助数控编程，计算机加工过程仿真，数控加工工艺，计算机辅助加工过程监控等。

从狭义上讲，计算机辅助制造就是计算机辅助机械加工，也就是数控加工，其核心是数控编程和数控加工工艺的设计。

在这一章中介绍与数控加工技术有关的内容。

2.1数控程编的定义

生成数控机床进行零件加工的数控程序的过程，称为数控程编（NCprogramming），有时也称为零件程编（partprogramming