基于UG的孔加工设计论文.docx

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基于UG的孔加工设计论文

目录

1绪论

1.1课题背景1

1.2UG软件简介1

1.3发展现状及趋势1

1.4本章小结2

2孔零件加工工艺分析

2.1孔零件的工艺分析2

2.1.1孔零件的结构特点分析2

2.1.2孔零件的技术要求2

2.1.3孔零件的功用分析3

2.2孔零件的材料、毛坯的选择及热处理4

2.2.1孔零件的材料4

2.2.2孔零件的毛坯4

2.2.3孔零件的热处理4

2.3小结5

3定制主轴加工工艺过程

3.1加工工序划分6

3.2确定装夹与定位方法6

3.3车削加工顺序安排及进给路线的安排6

3.4空行程走刀路线7

3.4.1对刀点的设置7

3.4.2换刀点的设置7

3.4.3退刀路线的设置7

3.4.4刀具的切入与切出7

3.5选择刀具7

3.6选择切削用量8

3.7小结10

4自动编程

4.1创建父节点组12

4.2创建操作并检验仿真操作刀具路径12

4.3生成车间文档并执行后处理13

4.4本章小结14

5仿真加工

5.1选择机床15

5.2激活车床15

5.3回参考点15

5.4选择和安装毛坯16

5.5导入程序17

5.6安装刀具18

5.7对刀18

5.8检查运行轨迹20

5.9自动运行加工20

5.10小结21

6总结与展望

6.1总结22

6.2展望22

参考文献23

致谢24

课题背景

随着CAD、CAM、CAE等技术不断发展和日趋完善,它们在各个领域得到了极其广泛的应用。

其中UG软件是这一技术发展得比较成功的软件之一,它起源于美国麦道飞机公司,以CAD/CAM/CAE一体化而著称,目前已广泛应用于航空、航天、汽车、通用机械等领域。

其CAM模块尤其出色,在同类软件中处于绝对领先地位,它提供了一种交互式编程工具,可计算生成精确可靠的刀具加工轨迹,是一个功能强大的计算机辅助制造模块。

目前,这一技术已成功应用于模具及零件的制造过程,为企业带来了极高的加工质量及可观的经济效益。

UG已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准，它全方位的提供了从产品概念设计、精确设计、模具设计到模具型腔数控加工一整套功能，极大的缩短了产品开发的周期，提高了产品的竞争力。

从大量的文献看出，UG在它所触及的各行各业中的应用程度和深度虽然各不相同，但其效果是显著的。

从现有的应用中可以给使用者一些启示和灵感，避免许多不必要的重复。

UG在各行各业中的应用越来越广泛、越来越深入，虽然和AutoCAD等二维绘图软件相比UG的使用相对要难得多，但这并没有阻止人们对它的学习、使用及开发。

这也充分说明了UG具有人们所渴望的优良的性能和灵活的开发方法。

孔类零件在机械中种类繁多，应用尤为广泛。

通过分析UG中孔特征的类型，阐述了UG软件在基于孔特征加工CAM方面的应用。

具体分析了基于孔特征CAM操作流程、孔特征钻削加工的CAM实例，展示了UG软件在基于特征加工方面，数控编程的智能化。

增加了精确性，提高了生产效率。

作为机械设计专业的一名大学生，我认为UG也是我们必须掌握的机械软件之一。

UG软件简介

美国UGS公司开发的Unigaphics（UG）软件是一个集CAD/CAM/CAE于一体的大型CAD软件。

其三维复合造型、特征建模、装配建模、装配间隙与干涉检查、机构运动分析和结构有限元分析功能强大，加上其在技术上处于领先地位的CAM，使产品设计、分析和加工一次完成，实现了CAD/CAM/CAE的有机集成。

目前UG软件已成为倍受用户亲睐的CAD软件，如果加工设备先进，完全可实现无图化生产。

但就中国用户来说，由于制造设备目前还没有完全现代化，真正CAD/CAM一体化的制造企业不多，因此，在产品生产过程中仍然需要零部件的二维设计图纸。

但任何一种CAD软件都不是十全十美的，UG的drafting模块在汉字输入、符号标注和明细表编制方面从方便性来说还有不尽人意的地方。

使用14版本的UG，虽有汉字输入模块，但与Windows兼容性不理想，对于文字处理没有其它二维CAD软件（如AUTOCAD）方便，对于复杂的装配图形需要用较多的时间作文字处理工作。

作为一个CAD应用单位，总是充分利用每种CAD软件的长处，特别是在UG套数较少的情况下，为充分发挥UG的建模、分析和加工的长处，常将二维图形的文字处理转到AUTOCAD上进行。

因此，用户经常要用到UG与AUTOCAD转换功能。

为保证数据共享，UG-Translator提供了多种软件接口技术。

其中UGTODXF是UG与AUTOCAD的直接转换接口。

发展现状及趋势

G包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。

它还具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。

以前所未有的效率处理来自其它CAD系统的数据。

UG允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。

它包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。

国内现代制造业所面对的经常是具有复杂型腔的高精度模具制造及复杂型面产品的外型加工,其共同特点是以复杂三维型面为结构主体,整体结构紧凑,制造精度要求高,加工成型难度极大。

通过近几年对UG软件的应用摸索,针对上述制造过程中普遍存在的技术难点,将传统工艺方案中适用现代数控加工的精华部分溶入UG/CAM的应用过程,总结出一套适用于各类复杂型面的数控加工编程方法。

在UG计算机辅助制造（CAM）技术中，基于孔特征加工的CAM模块，为用户提供了给予加工特征，特别是孔特征的智能化自动生产生成刀具轨迹的功能，且在大部分情况下，系统自动生成基于特征的刀轨是令人十分满意的。

随着CAD/CAM、数控加工、快速成型等先进制造技术的不断发展，工业设计与制造行业正发生着深刻的技术革命。

传统的二维设计及数控机床手工编程加工方式越来越不能适应现代化生产和集成化技术革命。

传统的二维设计及数控机床手工编程加工方式越来越不能食饮你个现代化生产和集成技术的要求，UG软件的计算机辅助制造（CAM）技术等先进的制造技术与手段在现代制造技术与手段在现代制造行业得到了广泛的应用。

本章小结

孔零件加工工艺分析

孔零件的工艺分析

数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的。

数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。

这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。

数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。

这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。

孔零件的结构特点分析

内孔表面是组成机械零件的一种重要表面，在机械零件中有多种多样的孔,按孔的形状，有圆柱形孔、圆锥形孔、螺纹形孔和成形孔等；常见的圆柱形孔又有一般孔和深孔之别，长径比>5的孔为深孔，深孔很难加工；常见的成形孔有方孔、六边形孔、花键孔等。

孔零件的技术要求

2.1孔零件的功用分析

2.2孔零件的材料、毛坯的选择及热处理

2）热处理工序的安排

（1）预备热处理。

包括正火，退火，时效和调质等。

这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理做好组织准备。

其工序位置安排在粗加工前后。

1.正火，退火。

经过热加工的毛胚，为改善切削加工性能和消除毛胚的内应力，常进行退火，正火处理。

一般安排在粗加工之前。

2.时效处理。

主要用于消除毛胚制造和机械加工中产生的内应力。

对形状复杂的铸件，一般在粗加工后安排一次时效处理，对于精密零件，要进行多次时效处理。

3．调质处理。

调质处理即淬火后，进行高温回火，消除内应力，改善加工性能并能获得较好的综合力学性能。

考虑材料的淬透性，一般安排在粗加工之后进行。

（2）最终热处理。

常用的有淬火-回火，渗碳淬火，渗氮等。

它们的主要目的是提供零件的硬度和耐磨性。

考虑材料的淬透性，一般安排在精加工（磨削）之前进行，或安排在精加工之后，光整加工之前。

3）辅助工序的安排检验工序是主要的辅助工序，除每道工序由操作者自行检验外，在粗加工之后，精加工之前；零件转换车间时；重要工序之后和全部加工完毕，入库之前，一般都安排检验工序。

除检验外，其他工序有：

表面强化，去毛刺，倒棱，清洗和防锈等，均不要遗漏，应同等重视。

2.2孔零件的材料

2.2.孔零件的毛坯

2.2.3孔零件的热处理

2）热处理工序的安排

（1）预备热处理。

包括正火，退火，时效和调质等。

这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理做好组织准备。

其工序位置安排在粗加工前后。

1.正火，退火。

经过热加工的毛胚，为改善切削加工性能和消除毛胚的内应力，常进行退火，正火处理。

一般安排在粗加工之前。

2.时效处理。

主要用于消除毛胚制造和机械加工中产生的内应力。

对形状复杂的铸件，一般在粗加工后安排一次时效处理，对于精密零件，要进行多次时效处理。

3．调质处理。

调质处理即淬火后，进行高温回火，消除内应力，改善加工性能并能获得较好的综合力学性能。

考虑材料的淬透性，一般安排在粗加工之后进行。

（2）最终热处理。

常用的有淬火-回火，渗碳淬火，渗氮等。

它们的主要目的是提供零件的硬度和耐磨性。

考虑材料的淬透性，一般安排在精加工（磨削）之前进行，或安排在精加工之后，光整加工之前。

3）辅助工序的安排检验工序是主要的辅助工序，除每道工序由操作者自行检验外，在粗加工之后，精加工之前；零件转换车间时；重要工序之后和全部加工完毕，入库之前，一般都安排检验工序。

除检验外，其他工序有：

表面强化，去毛刺，倒棱，清洗和防锈等，均不要遗漏，应同等重视。

2.3小结

3定制孔零件加工工艺过程

加工工序划分

（1）基准先行。

用作精基准的表面，要先加工出来，然后以精基准定位加工其它表面。

在精加工阶段之前，有时还需对精基准进行修复确保定位基准。

（2）先粗后精。

整个零件的加工顺序，应是粗加工在先，半精加工次之，最后安排精加工和光整加工。

（3）先主后次。

先安排主要表面的加工（即零件的工作表面，装配基面），后进行次要表面的加工（即键槽，螺纹孔等）。

因为主要表面加工容易出废品，应放在前阶段进行，以减少工时浪费，次要表面的加工一般安排在主要表面的半精加工之后，也有放在精加工后进行加工；。

（4）先面后孔。

现加工平面，后加工内孔。

因为箱体，支架等零件，平面所占轮廓尺寸较大，用它定位稳定，然后用它作为精基准，加工零件上的各种孔，利于保证孔与平面的位置精度。

3.2确定装夹与定位方法

3.3车削加工顺序安排及进给路线的安排

3.4空行程走刀路线

3.4.1对刀点的设置

换刀点的设置7

各加工阶段主要任务

（1）粗加工阶段切除工件各加工表面的大部分余量。

在粗加工阶段，主要问题是如何提高生产率。

（2）半精加工阶段达到一定的准确度要求，完成次要表面的最终加工，并为主要表面的精加工作好准备。

（3）精加工阶段

退刀路线的设置7

刀具的切入与切出7

选择刀具

面铣刀是加工中心最为常用的一种刀具，主要用于零件上较大平面的铣削。

一般情况下，应按照工艺特点、工件材料、粗精加工工序、工件加工面积、切削用量、工件加工精度要求、工作环境、刀库排刀情况等几种因素综合考虑合理选用。

面铣刀按照刀具结构可分为整体式和机夹式，由于机夹式刀具具有经济性好，