基于UG的高速加工工艺设计.doc

西 京 学 院毕 业 设 计 〔论 文〕成绩题 目:基于UG的高速加工工艺设计 姓 名:陈 逸 之系〔院〕:机电技术系 专 业:机电一体化技术 班 级:机电1204班 学 号: 1204022143指导老师:杨 宏 才 日 期: 20##12月25日摘 要目前,数控铣削加工中普遍采用UG或Mastercam自动编程,而数控车削加工中主要采用手工编程的方法,而手工编程效率低,准确性差.然而UG包含了三维建模和数控车削编程模块,在对工件的加工过程中,可以利用UG进行数控车削自动编程.结合UG强大的参数化功能和后处理器支持多种数控机床功能,可迅速自动生成数控代码,缩短编程人员的编程时间,提高程序的正确性和安全性,降低生产成本,提高工作效率,起到加速加工的作用. 本文以某轴的车削加工为例,详细介绍了基于UG的自动编程的方法和如何创建数控车床后处理文件的方法.在数控车床上完成该轴的车削加工,结果表明加工精度符合图纸要求、基于UC的自动编程可以提高NC程序的正确性和安全性、能够相当的提高工作效率.关键词：UG；加工工艺；数控车床目 录绪论…………………………………………………………………1第一章基于UG自动编程的外圆与外螺纹数控加工实例…………………21.1 工艺分析…………………………………………………………………21.2 创建三维模型1…………………………………………………………21.3 创建加工工序2…………………………………………………………51.3．1 创建程序………………………………………………………………………51.3．2 创建刀具………………………………………………………………………51.3．3 创建几何体……………………………………………………………………7 1.3．4 创建操作………………………………………………………………………9第二章NC程序校验 ………………………………………………………14第三章结论 ………………………………………………………………9致谢 ………………………………………………………………………10参考文献 …………………………………………………………………1113 / 15第一章 基于UG自动编程的外圆与外螺纹数控加工实例1.1 工艺分析图1.1所示是某轴的零件图,工件材料为45钢,毛抷尺寸为Φ50mm×115mm的棒料.该零件包含车外圆、切槽、车螺纹等操作,该零件的加工基本上体现了UG 数控车模块的功能.其加工工艺简述如下： 图1-1 轴的零件图工序1：采用手动车削两端面保证108mm的长度.工序2：夹左端车右端外形.工步1：粗车螺纹段的外圆、轴段、圆锥段、轴段与球的右半部分.工步2：精车螺纹段的外圆、轴段、圆锥段、轴段与球的右半部分.工步3：切槽和,切刀宽2.工步4：车螺纹.工序3：夹右端车球的左半部分.工步1：粗车球的左半部分.工步2：精车球的左半部分.1.2 建立三维模型〔1〕首先,在分析完图纸后,打开UG NX6,进入初始界面,如图1.11.在工具条中单击[新建]按钮,弹出[新部件文件]对话框,如图1.12.注意：在[文件名]文本框中所输入的新建文件名必须为英文,否则无法打开.图1-2 初始界面图1.12 创建文件名〔2〕在[文件名]文本框中输入新建文件名part01,然后单击按钮进入 UG NX6基本界面,如图1.23.注意：在[文件名]文本框中所输入的新建文件名必须为英文,否则无法打开.〔3〕在基本界面中,直接单击[建模]按钮,出现三维建模界面.再单击草绘按钮,接着选择[xc-yc平面]按钮和确定按钮,出现二维草图模组界面,然后绘制草图,在草绘的X-Y平面中,使用直线功能,单击草图曲线中按钮绘制.选择原点开始绘制直线,单击[参数模式]输入长度和角度依次为<9,90>、〔12,180〕、〔1.1,270〕、〔3,180〕、〔3.1,90〕、〔30,180〕、〔0.5,270〕、〔2,180〕、〔0.5,90〕、〔7.5,168.5〕、〔2.5,90〕、〔25,180〕〖注意：在输入长度后,使用Tab键切换输入角度〗..再选择原点,单击[参数模式]输入长度和角度为〔108,80〕.使用圆功能,单击按钮, 单击[参数模式]输入直径为46,选择距离原点左端为85的点做为圆心创建圆.然后运用[快速修剪]功能修剪掉多余的直线和曲线.〖说明：如果有多余曲线或者重复曲线未被修剪,将无法完成拉伸、回转等功能〗最后二维草图如图1.13.图1.13 创建二维草图〔4〕最后单击按钮,返回三维建模界面.〔5〕又单击拉伸按钮,弹出回转对话框,然后根据图1.14所示1--6操作.然后单击确定〔6〕用[倒斜角]功能对段的外圆、轴段进行倒角.单击按钮,弹出回转对话框,选择三条边,输入[距离]为1,具体根据图1.15所示1--5操作,再单击确定.〔7〕用[螺纹]功能创建螺纹特征,单击按钮,在弹出对话框中选择[详细]项,然后再单击[确定],完成三维建模.1.3 创建加工工序2选择三维模型1,点击[开始],选择[加工模块],进入创建加工界面.1.3.1 创建程序单击工具条 打开创建程序对话, 在下拉菜单中选择类型为turning,输入名称为GONGBU01〔粗车〕,单击"确定", 为工序2的工步1创建一个程序名为GONGBU1.操作步骤如图1.17所示.同样为工序2的其他工步创建程序名,它们分别为 GONGBU02〔精车〕、GONGBU03〔切槽〕、GONGBU04〔车螺纹〕.1.3.2 创建刀具单击,在弹出对话框中从刀具子类型中选择"OD_55_R"外圆刀,为工序2的每个工步分别依次创建刀具,其名称为OD_75_R_GONGBU01<菱形刀片机夹车刀,用于粗车>、OD_55_R_GONGBU02<菱形刀片机夹车刀,用于精车> OD_GROOVE_L_GONGBU03 <刀宽为2mm的切断刀,用于切槽>、OD_THREAD_L_GONGBU04 〔螺纹车刀〕.单击确定后,对于工步1的刀具设置为：选择ISO刀片形状为[E菱形75],在"尺寸"栏中设置[刀尖半径]为0,[方向角度]为273,[刀具号]设置为1,其余保持默认；切换到[夹持器]视图,在[使用车刀夹持器]处打钩,选择[样式]为"J样式",[视图]为"右视图",[夹持器角度]设置为"270",其余保持默认,单击"确定".具体操作如图1.18所示.注意：实际车削该轴床为前置刀架,在创建刀具时,通过调整"刀具视图"为右视图,"旋转角度"为270°来设置模拟刀具为前置.在设置刀具半径的时候,建议设置为0,这样最后出来的NC程序中的坐标点才符合尺寸要求,否则UG将会自动在程序中进行刀尖半径补偿,将刀具的跟踪点来确定刀轨输出位置.同理,可以设置第二把精车刀具.1.3.3 创建几何体〔1〕创建加工坐标系〔根据实际机床操作,对刀点为零件前端面,故将工件坐标系MCS_SPINDLE设置到模拟毛坯前端面〕单击"操作导航器"按钮,切换到"几何视图",双击按钮,在弹出窗口中单击,再弹出对话框中设置"类型"为,选择[原点]为"坐标原点",单击鼠标中键,选择[Z轴]为"工作坐标系"的"X轴",选择[X轴]为"工作坐标系"的"Y轴",并单击反向图标.〔2〕 创建车加工横截面单击[工具]→[车加工横截面],在弹出对话框中单击,选择整个目标实体,单击,选择"确定",出现如图1.23所示的"虚线三角形"：图1.23 加工横截面〔3〕 创建部件边界打开"操作导航器",鼠标双击,再单击"指定部件",选择[全选]按钮,单击"确定".然后单击"指定毛坯",选择[自动块],单击"确定",单击[确定].〔4〕 创建毛坯边界双击图标,单击[指定毛坯边界]按钮,单击[杆材]图标,单击[安装位置]中的"选择",用鼠标选中零件最左边的点,单击"确定".在[长度]和[直径]处输入108和50,单击"确定".再单击"确定".1.3.4 创建操作1、工步1的创建〔1〕定义操作类型单击图标,在"操作子类型"中选择"ROUGH_TURN_OD"〔粗车〕；[程序]设置为：GONGBU01；[刀具]设置为"OD_55_R_GONGXU01"；[几何体]设置为："TURNING_WORKPIECE"；[方法]设置为："LATHE_ROUGH"；[名称]设置为："ROUGH_TURN_OD_GONGXU01",单击"确定".〔2〕 定义切削区域单击"切削区域"的图标,在弹出对话框中单击[轴向修剪平面1]的图标,设置轴向修剪点,选择在圆心偏左1mm处,即在坐标X中输入-86,单击"确定"即可.〔3〕刀轨设置在[层角度]输入为180,[方向]为"前进",[步距]处设置[切削深度]为"恒定",[深度]为0.5mm.〔4〕 切削参数设置单击[切削参数] 图标,设置[余量]选项中的[面]和[径向]都为0.1.其余保持默认,单击"确定".在数控机床上加工模具,编程人员拿到的原始资料是零件图.根据零件图,可以对零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯种类和热处理状况等进行分析,然后选择机床和刀具、确定定位夹紧装置、加工方法、加工顺序与切削用量的大小.在确定工艺过程中,应充分考虑所用数控机床的性能,充分发挥其功能,做到加工路线合理、走刀次数少和加工工时短等.此外,还应填写相关的工艺技术文件,如数控加工工序卡片、数控刀具卡片和走刀路线图等.〔5〕非切削移动设置单击[非切削移动] 图标,其余保持默认即可.〔6〕进给和切削速度设置单击"进给和切削速度"图标,[主轴速度]中[输出模式]为RPM,[主轴速度]设为600.[方向]为"顺时针"；[进给率]中[切削]设为80mmpm,其他[更多]选项中各参数分别依次设为1500、1000、800、800、1200、1300、1500、50、80、80,单位均为mmpm.其余保持默认,单击"确定".打开[机床控制]页面,设置"运动输出"为："圆形".打开"选项"页面,单击图标,设置[刀具显示]为2D.〔7〕完成创建GONGBU1的操作与运动仿真打开"操作"页面,单击图标,完成GONGBU1操作的创建.单击图标,弹出模拟界面,切换到"3D动态","动画速度"调整为2,单击按钮.由于工件坐标系和毛胚已经定义,并且刀具也创建好,所以后面的三个工序只需要直接创建操作和模拟仿真即可.2、工步2的创建操作步骤相同,单击图标,在"操作子类型"中选择"FINISH_TURN_OD"〔精车〕；"程序"设置为：GONGBU02；"刀具"设置为"OD_55_R_GONGBU02"；"几何体"设置为"TURNING_WORKPIECE"；"方法"设置为："LATHE_FINISH"；"名称"设置为："FINISH_TURN_OD_GONGBU02".单击"确定",在出现的精车对话框中仅将[切削参数]中的加工余量改成零,将[进给和速度]中的切削速度提高和进给降低,具体设置如: [主轴速度]中[输出模式]为RPM,[主轴速度]设为800.[方向]为"顺时针".[进给率]中[切削]设为50mmpm,其他[更多]选项中各参数分别依次设为1500、1000、800、800、1200、1300、1500、50、50、50,单位均为mmpm.其余保持默认,单击"确定".其他选项的内容均和粗车内容相同,后面的模拟仿真操作步骤也一样, GONGBU2完成.操作步骤相同,单击图标,在"操作子类型"中选择"FINISH_TURN_OD"〔精车〕；"程序"设置。