毕业设计论文基于UG产品设计.docx

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毕业设计论文基于UG产品设计

毕业设计

课题：

UG在数控铣中的应用

系部：

机电工程系

专业：

模具设计与制造

开题日期：

2010年10月12日

完成日期：

2010年12月2日

湖南省娄底职业技术学院教务处印制

前言

Unigraphics（简称UG）是美国UnigraphicsSolutions公司（简称UGS）的主导产品，是全球应用最普遍、最富竞争力的一流计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程（CAD/CAM/CAE）一体化的三维参数化软件系统之一，在全球拥有大量的用户，广泛应用于机械、航空、航天、汽车、造船、消费产品、医疗仪器、工具和电子等工业领域。

UnigraphicsCAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。

UG不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程通过其虚拟产品开发（VPD）的理念提供多级化的、集成的、企业级的包括软件产品与服务在内的完整的MCAD解决方案。

其主要的CAD产品是UG，目前的最新版本是UGNX7．0。

第一章加工零件设计…………………………………………５

1-1创建实体草图……………………………………５

1-2拉伸特征………………………………………….5

第二章产品分模………………………………………………..6

2-1加载产品模型…………………………………62-2修改模具坐标……………………………………..7

2-3设置模具工件……………………………………..7

2-4曲面修改………………………………………….8

2-5创建分型线……………………………………….8

2-6创建分型面……………………………………….8

2-7验正产品模型…………………………………….9

2-8检查未定义型芯型腔区域………………………10

2-9创建型芯和型腔……………………………….11

第三章零件加工工艺分析……………………………………12

第四章数控铣削加工………………………………………18

4.1型芯——UG加工环境............................................18

4.2创建程序………………………………………….18

4.3创建几何体.............................................................19

4.4指定毛坯...............................................................20

4.5创建操作.................................................................21

4.6生成刀具轨迹及可视化.........................................26

4.7后处理输出文件并保存………………………….27

4.8型腔——UG加工环境.............................................29

4.9创建几何体..............................................................30

4.10创建刀具...................................................................32

4.11创建操作................................................................33

4.12刀轨设置及生成.......................................................34

4.13后处理输出文件并保存…………………………..35

第五章致谢……………………………………………38

第六章总结………………………………………39

一．加工零件设计

1-1

创建草图

1-2

创建拉伸特征

二．分模

2-1进入注塑模向导项目初始化

加载产品模型

2-2

修改坐标

3．

设置模具工件默认设置

4．选择曲面修改

修改工件

5．

创建分型线

选择自动搜索分型线的方法

6．

创建分型面

7.验正产品模型

8检查是否有

未定义型芯型腔区域加以指派

9

抽取区域和分型线

默认设置

10.创建型腔和型芯

并保存

三.零件加工工艺分析

3.1零件材料的选择

模具的的选择应遵循以下原则：

（1）、机械加工性能优良，易切削，适用于深孔、窄缝等难加工和三维交复杂形面的雕刻加工。

（2）、抛光性能优良，没有气孔等内部缺陷，显微组织均匀且有一定的使用硬度。

（3）、良好的表面腐蚀加工性，要求钢材质地细而均匀，适于花纹腐蚀加工，但对一些特殊的塑料，如聚乙烯要求钢材具有抗腐蚀性。

（4）、耐磨损有韧性，可以窄热多变负荷的作用下长期工作。

（5）、耐磨擦焊接性能好，具有焊接性，焊接后硬度不放发变化，且不开裂变形等。

（6）、热处理性能好，具有良好的淬透性和很少的变形，易于渗氮等便面处理。

（7）、热膨胀系数少，热传导效率高，防止变形，提高冷却效果。

（8）、性能价格比较合理，市场容易买到，供货剘短。

（9）、动定模材料选择钢材，要综合考虑因素：

a.外观要求高的塑件选用镜面钢材料。

b.形状复杂，体积较大，选用易切削钢。

c.加工批量大（注塑件）尺寸精度高的选用优质模具钢。

d.客户指定用钢。

为了保证塑件外表面的光洁度，定模型芯的材料选择s136（0.38%C,13.6%Cr,0.5%Mn,0.3%V,0.8%Si），硬度达52HRC，因为Cr含量高，可抗腐蚀，具有不锈作用，可以保证在大批量生产中塑件外表面的质量。

3.2机床的选择

机床：

杭州铣床制造有限公司XK5325型立式铣床

工作台面尺寸250x1120mm工作行程

X轴540mm

Y轴250mm

z轴300mm

主轴中心到立柱距离400㎜

主轴端面到工作台面距离123-635㎜

主轴锥孔ISO407：

24

3.3装夹方案的确定

1、定位基准的选择

选择定位基准时，应注意减少装夹次数，尽量做到在一次安装中能把零件上所有要加工的表面都加工出来。

一般选择零件上不需要数控铣削的平面或孔做定位基准。

对薄板零件，选择的定位基准应有利于提高工件的刚性，以减少切削变形。

定位基准应尽量与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。

2、夹具的选择

数控铣床可以加工形状复杂的零件，但在数控铣床上的工件装夹方法与普通铣床的工件装夹方法一样，所使用的夹具往往并不复杂，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。

但要将加工部位敞开，不能因装夹工件而影响进给和切削加工。

3、必须注意的问题

（1）工件的被加工表面必须充分暴露在外，夹紧元件与被加工表面间的距离要保持一定的安全距离。

各夹紧元件应尽可能低，以防铣夹头或主轴套筒与之在加工过程中相碰撞。

（2）夹具安装应保证工件的方位与工件坐标系一致，并且还要能协调零件定位面与数控铣床之间保持一定的坐标联系。

（3）夹具的刚性和稳定性要好，尽量不采用更换压板（夹紧点）的设计，若必须更换时，要保证不破坏工件的定位。

4、夹具选用的原则

（1）在生产类型为批量较小或单件试制时，若零件复杂，应采用组合夹具，基零件结构简单时，可采用通用夹具。

（2）在生产类型为批量或中批量生产时，一般用专用夹具，其定位效率较高，且稳定可靠。

（3）在生产批量较大时，可考虑采用多工位夹具、机动夹具。

综上所述要求，此设计选用铣床用平口虎钳。

型号：

Q12200原型号：

QH200

3.4数控铣床刀具的选择

刀具选择时应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。

刀具选择总的原则是：

安装调整方便、刚性好，耐用度和精度高。

在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

合理选用切削刀具也是数箜加工工艺中的重要内容之一。

铣削加工刀具选用：

1、镶装不重磨可转位硬质合金刀片的铣刀主要用于铣削平面，精铣时铣刀直径选小一些，精铣时铣刀直径选大一些，当加工余量大且余量不均匀时，刀具直径先小一些，否则会造成因接刀刀痕过深而影响工件的加工质量。

2、对立体曲面或变斜角轮廓外形工件加工时，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀、盘形铣刀。

3、高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽。

如果加工余量较小，表面粗造度要求较高时，可选用镶立方氮化硼刀片或镶陶瓷刀片的端面铣刀。

4、毛坯表面或孔的粗加工，可选用镶硬质合金的玉米铣刀进行强力切削。

5、加工精度要求较的凹槽，可选用直径比槽宽小的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具半径补偿功能铣削槽的两边。

6、考虑机床的插补功能：

加工飞机大梁直纹曲面时，若加工机床三轴联动，只好用效率较低的球头铣刀；若机床为四轴联动，则可以选用效率较高的圆柱铣刀铣削。

在进行自由曲面（模具）加工时，由于球头刀具常用于曲面的精加工。

而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优于选择平头刀。

另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，刚可以使整个加工成本大大降低。

在经济型数控铣床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手进行，，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。

一般应遵循以下原则：

1、尽量减少刀具数据量；

2、一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；

3、粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；

4、先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；

3.5加工过程中切削用量的确定

1、数控铣床切削要素

对于高效率的金属切削机床加工来说，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。

这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。

在确定每道工序的切削用量时，应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。

也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。

在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班的工作时间。

总的原则是：

粗加工时，一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，并结合经验而定。

2、合理选择切削用量

数控铣床的切削用量包括切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。

在确定切削用量时，要根据被加工工件材料、硬度、切削状态、背吃刀量、进给量、刀具耐用度，最后选择合适的切削速度。

（1）背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）

背吃刀量（αp）为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸。

端铣时，背吃刀量为切削层的深度；而圆周铣削时，背吃刀量为被加工表面的宽度。

侧吃量（αe）为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。

端铣时，侧吃刀量为被加工表面的宽度；而圆周铣削时，侧吃刀量为切削层深度。

背吃刀量或侧吃刀量的选取，