基于ug的机械手腕前端法兰的加工工艺及仿真(附件)【字数：10412】
UG-NX软件以其强大的CAD与CAM功能，在机械制造领域有着广泛应用。本文针对机械手腕前端法兰零件的数控加工工艺进行了分析研究，论文主要研究内容是对零件图纸进行了技术分析，并对零件毛坯材料、机床、刀具进行了合理选择，借助UG软件对零件进行了建模，着重分析了零件的数控加工工艺过程，以及采用UG软件的CAM模块进行了仿真加工与数控加工程序的编制。
目录
引言 1
一、机械手腕前端法兰的工艺分析 2
（一）零件图纸的分析 2
（二）毛坯材料的选择 4
（三）加工机床的选择 4
（四）加工刀具的选择 5
（五）加工工序的拟定 6
二、机械手腕前端法兰零件建模 9
（一）零件形状分析 9
（二）UG建模 9
三、机械手腕前端法兰零件的加工仿真 16
（一）零件的装夹方案 16
（二）零件轮廓粗、精加工 17
（三）台阶右侧面粗加工及零件左侧台阶外廓精加工 17
（四）台阶右侧面精加工及零件顶面精加工 18
（五）左上曲面精加工及右侧圆角加工 18
（六）零件右表面凸台精加工及孔加工 19
（七）零件左侧面孔加工 20
（八）零件左侧面孔加工 21
（九）零件前侧面孔加工 22
（十）零件底面、型腔加工 23
（十一）零件底部孔加工 24
（十二）钻孔攻丝 25
四、实际加工中的难点与问题 25
总结 27
参考文献 28
谢辞 29
引言
随着中国制造2025的不断深入和发展，我国的工业技术水平正在得到全面地发展与升级，工业自动化、工业机器人正逐渐成为工业领域的重要装备，得到了日益广泛地应用，尤其是应用在柔性制造系统及相对应的自动化工厂中，从而大大降低工人的劳动强度与提升生产效率。
在现在的制造业领域，在产品生产线上使用最多的工业机器人是机械手臂（如图01），它可以模仿手和手臂的一些动作，根据已经有的程序进行操作，可以代替操作工人完成一些重复的、乃至 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
有一定危险和有害的工作，机械手的动作准确、可靠，可以提高产品质量，通用性、灵活性好，已经成为自动化生产线上不可以缺少的设备，从而实现生产的高度自动化。
图01 机械手臂
本次课题主要讨论运用UGNX10.0软件进行机械手腕前端法兰零件的加工工艺设计与仿真。机械手腕前端法兰零件是机械手的一种常见的连接件，工业机械手的腕部起到支承手部的作用，前端法兰零件是连接机械手和手臂的重要部件，配合手腕可以调整或改变工件的方位，以便适应复杂的动作要求。
论文的主要研究的内容是对零件图纸进行工艺分析、并对毛坯材料、机床、刀具夹具等做出合理的选用，着重分析加工工艺过程以及所需要的切削参数，从而能够使零件达到图纸规定的技术要求。
一、机械手腕前端法兰的工艺分析
（一）零件图纸的分析
机械手腕前端法兰零件图纸如下图11所示。
//
图11 机械手腕前端法兰零件图
通过对机械手腕前端法兰零件的图纸分析，可以看出该零件尺寸为：长为200mm，宽为110 mm，高为141 mm。
该零件图中可以看出，φ62与φ45通孔的表面粗糙度为1.6μm，其余部位的表面粗糙度为Ra=3.2μm。
该零件的主要加工重点是φ68通孔以φ62与φ45通孔的轴心线为基准垂直。
该零件的主视图，主体的形状是一个椭圆带着凸边的外形结构，内部特征主视图的有一个直径φ62的通孔，直径φ62通孔中包含一个直径φ55.1的沉头孔，以及圆形阵列8φ6通孔，在8φ6通孔中，零件底面有φ10深6的沉孔。
主视图右侧面则是有一个φ55的通孔，在上方与之相切φ45的沉孔，在其周围圆形阵列了8M5深15的螺纹孔与其装配时相配。
主视图下半部有一个沉孔，在其周围环状分布着八个螺纹沉孔。分析其全剖视图可知主视图前部有一个φ60的通孔，该通孔周围分布有8个M5深15螺纹孔。
该零件还拥有较多的倒角。底部有一个较大的椭圆型腔。在型腔外缘分布有6个M4深12的螺纹孔。
以上是该零件所具有的基本结构。可以看出该零件所拥有的结构较为复杂，并且它还有着许多的螺纹孔这样的用于配合的结构。如图12 三维结构示意图。
图12 三维结构示意图
（二）毛坯材料的选择
在选择机械手腕前端法兰毛坯的时候，需要综合考虑零件的工作环境，例如温度、噪音以及所承受的载荷大小等条件，以及零件的复杂程度、加工难易程度，加工成本等多方面。本次图纸按客户要求选用了2A16/T6铝合金，该种铝合金具有轻且柔软的特点，从而可以大幅度降低机器人自重；而且强度好，可以承载较大的载荷；该种铝合金的耐腐蚀性非常好；而且加工性能好，能很好满足机械手的设计要求，因此选择了这种2A16/T6铝合金作为毛坯材料，如下图13所示。
图13 毛坯材料
（三）加工机床的选择
机械手腕前端法兰零件经过技术要求的分析，发现该零件需要加工的主要内容是平面和孔，因此在选择机床设备时首先考虑是选用普通数控铣床。但是在设计后续加工工艺时发现由于该零件的加工需要用到的刀具数量较多，加工过程中有多次换刀过程，因此最后选择用VF2SSV立式加工中心，该机床具有ATC自动换刀装置，加工时可以实现自动换刀，这样的话可以减少工序步骤，产生失误的可能性小，便于加工，降低了废品率，大大提高了加工的生产效率。
在综合考虑了零件加工要求后，我们选用VF2SSV立式加工中心。机床如图14所示。机床参数可以见表11所示。
目录
引言 1
一、机械手腕前端法兰的工艺分析 2
（一）零件图纸的分析 2
（二）毛坯材料的选择 4
（三）加工机床的选择 4
（四）加工刀具的选择 5
（五）加工工序的拟定 6
二、机械手腕前端法兰零件建模 9
（一）零件形状分析 9
（二）UG建模 9
三、机械手腕前端法兰零件的加工仿真 16
（一）零件的装夹方案 16
（二）零件轮廓粗、精加工 17
（三）台阶右侧面粗加工及零件左侧台阶外廓精加工 17
（四）台阶右侧面精加工及零件顶面精加工 18
（五）左上曲面精加工及右侧圆角加工 18
（六）零件右表面凸台精加工及孔加工 19
（七）零件左侧面孔加工 20
（八）零件左侧面孔加工 21
（九）零件前侧面孔加工 22
（十）零件底面、型腔加工 23
（十一）零件底部孔加工 24
（十二）钻孔攻丝 25
四、实际加工中的难点与问题 25
总结 27
参考文献 28
谢辞 29
引言
随着中国制造2025的不断深入和发展，我国的工业技术水平正在得到全面地发展与升级，工业自动化、工业机器人正逐渐成为工业领域的重要装备，得到了日益广泛地应用，尤其是应用在柔性制造系统及相对应的自动化工厂中，从而大大降低工人的劳动强度与提升生产效率。
在现在的制造业领域，在产品生产线上使用最多的工业机器人是机械手臂（如图01），它可以模仿手和手臂的一些动作，根据已经有的程序进行操作，可以代替操作工人完成一些重复的、乃至 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
有一定危险和有害的工作，机械手的动作准确、可靠，可以提高产品质量，通用性、灵活性好，已经成为自动化生产线上不可以缺少的设备，从而实现生产的高度自动化。
图01 机械手臂
本次课题主要讨论运用UGNX10.0软件进行机械手腕前端法兰零件的加工工艺设计与仿真。机械手腕前端法兰零件是机械手的一种常见的连接件，工业机械手的腕部起到支承手部的作用，前端法兰零件是连接机械手和手臂的重要部件，配合手腕可以调整或改变工件的方位，以便适应复杂的动作要求。
论文的主要研究的内容是对零件图纸进行工艺分析、并对毛坯材料、机床、刀具夹具等做出合理的选用，着重分析加工工艺过程以及所需要的切削参数，从而能够使零件达到图纸规定的技术要求。
一、机械手腕前端法兰的工艺分析
（一）零件图纸的分析
机械手腕前端法兰零件图纸如下图11所示。
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图11 机械手腕前端法兰零件图
通过对机械手腕前端法兰零件的图纸分析，可以看出该零件尺寸为：长为200mm，宽为110 mm，高为141 mm。
该零件图中可以看出，φ62与φ45通孔的表面粗糙度为1.6μm，其余部位的表面粗糙度为Ra=3.2μm。
该零件的主要加工重点是φ68通孔以φ62与φ45通孔的轴心线为基准垂直。
该零件的主视图，主体的形状是一个椭圆带着凸边的外形结构，内部特征主视图的有一个直径φ62的通孔，直径φ62通孔中包含一个直径φ55.1的沉头孔，以及圆形阵列8φ6通孔，在8φ6通孔中，零件底面有φ10深6的沉孔。
主视图右侧面则是有一个φ55的通孔，在上方与之相切φ45的沉孔，在其周围圆形阵列了8M5深15的螺纹孔与其装配时相配。
主视图下半部有一个沉孔，在其周围环状分布着八个螺纹沉孔。分析其全剖视图可知主视图前部有一个φ60的通孔，该通孔周围分布有8个M5深15螺纹孔。
该零件还拥有较多的倒角。底部有一个较大的椭圆型腔。在型腔外缘分布有6个M4深12的螺纹孔。
以上是该零件所具有的基本结构。可以看出该零件所拥有的结构较为复杂，并且它还有着许多的螺纹孔这样的用于配合的结构。如图12 三维结构示意图。
图12 三维结构示意图
（二）毛坯材料的选择
在选择机械手腕前端法兰毛坯的时候，需要综合考虑零件的工作环境，例如温度、噪音以及所承受的载荷大小等条件，以及零件的复杂程度、加工难易程度，加工成本等多方面。本次图纸按客户要求选用了2A16/T6铝合金，该种铝合金具有轻且柔软的特点，从而可以大幅度降低机器人自重；而且强度好，可以承载较大的载荷；该种铝合金的耐腐蚀性非常好；而且加工性能好，能很好满足机械手的设计要求，因此选择了这种2A16/T6铝合金作为毛坯材料，如下图13所示。
图13 毛坯材料
（三）加工机床的选择
机械手腕前端法兰零件经过技术要求的分析，发现该零件需要加工的主要内容是平面和孔，因此在选择机床设备时首先考虑是选用普通数控铣床。但是在设计后续加工工艺时发现由于该零件的加工需要用到的刀具数量较多，加工过程中有多次换刀过程，因此最后选择用VF2SSV立式加工中心，该机床具有ATC自动换刀装置，加工时可以实现自动换刀，这样的话可以减少工序步骤，产生失误的可能性小，便于加工，降低了废品率，大大提高了加工的生产效率。
在综合考虑了零件加工要求后，我们选用VF2SSV立式加工中心。机床如图14所示。机床参数可以见表11所示。
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