凸台零件的三维建模和仿真加工(附件)【字数：7715】
日期 2021年4月20日 摘 要课题中凸台是造型模具上面的一个凸台，主要起到支撑作用。本次的课题是对凸台进行编程加工的，对这个零件进行工艺分析和数控编程，能更好的了解模具是怎么加工出来的。也对所学的专业知识能很好的进行一个梳理和总结。这次的工艺工程设计主要包括每道工序的工序设计，切削参数的选择，刀具的选用，三维编程软件的操作以及说明书的编写。零件由图纸到产品成型是有一个过程的，零件的最初状态就是毛坯，也就是前面里所提到的热加工。没有毛坯也就没有原材料，所以原材料也是有很重要的作用的。毛坯制造分为一样的材料选择不一样的制造造方法造成的零件的力学性能是不一样的。毛坯制造方法主要有铸造，锻造，冷挤压，板料冷冲压，型材，粉末冶金和焊接等，其中毛坯的铸造方法主要有以下木模手工砂型铸造，金属模砂型铸造，离心铸造，压铸，熔模铸造和壳模铸造等。
目录
引言 1
（一）数控技术的发展趋势 1
（二）本次课题解决的主要问题 1
一、 零件分析 2
（一）凸台零件图分析 2
（二）加工内容分析 2
（三）加工中难点分析 3
（四）制定加工工艺路线 3
二、 制定加工工艺 4
（一）机床设备选择 4
三、UG建模与加工仿真 6
（一）三维建模 6
（二）建模步骤 6
四、仿真加工 9
（一）UG三维软件的认识 9
（二）编程步骤 9
五、加工工艺设计 15
（一）加工准备 15
（二）加工 15
（三）检测 16
结论 16
参考文献 18
致谢 19
附录 20
引言
（一）数控技术的发展趋势
世界上第一台数控机床是在美国生产出来的，当时是解决直升飞机螺旋桨的生产提出要研究出数控机床的，到现在已经有四十多年的时间了。在这期间，数控技术得到了长足的发展，现在的数控机床与第一台数控机床在外形和操作系统上面发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
生了天翻地覆的变化，性能越来越好，操作界面逐步的达到了人机对话，特别是日本马扎克的数控机床的操作界面基本上实现了人机对话的状态，对操作人员的技能逐渐降低，但对维护人员的水平的要求越来越高。
现在数控机床正朝网络化，智能化方向发展。目前比较流行的趋势是将以前的人工物流系统变成机械手和数控机床合并到一起，组成一个半自动化或者自动化的生产系统，像一些大的汽车制造厂家有的车间已经实现了无人化生产，这场工业革命不亚于第一次工业革命的提出。自动化生产是呈布线生产的，自动线又分为桁架线，单元线和FMC线。柔性自动线在最近几年越来越得到各个工厂的青睐，特别适合单品种小批量的生产。这也是未来数控机床发展的一个趋势。
（二）本次课题解决的主要问题
本次毕业设计课题是针对凸台这个零件进行数控加工工艺分析和编程的，零件的材质是45号钢。凸台它的整体结构有些复杂。 这次的任务主要解决以下问题：
1.对零件图纸仔细研究分析，制定合理的工艺路线
2.选用合适的机床
3.选用适合的刀具并敲定切削参数。
4.运用编程软件进行数控编程。
5.运用三维软件进行模拟加工。
6.运用三维软件对零件进行三维建模。
7.总结在实际加工中存在的问题点，并提出解决方案。
本次三维造型和数控编程使用的是UG三维软件，UG三维软件以它强大的功能，在制造各个行业得到了广泛的运用。对这两个零件进行工艺分析和编程，能很好的锻炼软件的使用能力，从而对工艺分析有一个更为清醒的认识。
一、 零件分析
（一）凸台零件图分析
花键套零件是一个钢件，它主要与花键轴进行配合使用，达到传递扭矩的作用，这个零件基本上是有平面和孔组成的，在零件的中间是一个花键槽。这个零件的整体造型不是太复杂。零件的形状见下图11所示：
/
图11凸台零件
（二）加工内容分析
/
图12 凸台图纸分析
首先从外型上看，这个零件的外形尺寸为Φ110mm×10mm，属于一个小型零件。先来分析凸台的一些尺寸要求，从正视图上分析来看，零件的中间是一个圆形孔，基准就是这个中间Φ20H8的位置。其表面粗糙度值为Ra1.6。零件的外部尺寸是直径Φ110的大外圆，在该外圆的上面则是一个高度为6mm的凸台尺寸，主要是用来进行定位使用的，其高度值为6mm，面的表面粗糙度值为Ra1.6，底面的粗糙度值为为Ra3.2，这个凸台的根本是需要进行清根的。从俯视图上面来看，这个零件的左端是一个38×12的腰型槽。表面粗糙度值为Ra1.6，上部是一个宽度为30（0/0.06）mm的尺寸。其表面的粗糙度值同样的也是Ra3.2。这样在加工时，如果用手工编程，零件的一些节点计算是很难找出来的，那么在编程后加工后的外形和理论尺寸是有出入的，会变得与理想的形状不是一样，这也是加工所不能允许的。同样的道理来分析凸台零件的其余尺寸是比较合理的，毕竟这个零件是在加工完以后，与其它配合件进行配合使用的。
（三）加工中难点分析
通过上面的分析，这个零件的加工难度主要分为以下几点：
1、Φ110外圆的直径尺寸及相对与中间Φ20的同轴度，如果为了保证这个同轴度，只需要在加工的时候，一次装夹，将基准在一个装夹方向上加工出来。
2、零件的中间位置上面分布着1个宽度为12mm，长度为38mm的槽，。在加工的时候采用多次进刀，每次进刀2mm的步骤进行加工，所以在现有设备为数控立式加工中心VM850的状态下，这个位置加工是有一定难度的。这也是立式加工中心上面的活，而是立式加工中心VM850上面加工的话，这个是可以加工的。
（四）制定加工工艺路线
1.毛坯生产类型
2.各种铸造方式的优缺点
表11毛坯制造方法优缺点
毛坯制造方法
最大质量
最小壁厚（mm）
生产类型
特点
木模手工砂型
无限制
3～5
单件及小批量
生产效率低，表面有气孔、砂眼，结砂，硬度，废品率高
金属模机械砂型
≤250kg
3～5
目录
引言 1
（一）数控技术的发展趋势 1
（二）本次课题解决的主要问题 1
一、 零件分析 2
（一）凸台零件图分析 2
（二）加工内容分析 2
（三）加工中难点分析 3
（四）制定加工工艺路线 3
二、 制定加工工艺 4
（一）机床设备选择 4
三、UG建模与加工仿真 6
（一）三维建模 6
（二）建模步骤 6
四、仿真加工 9
（一）UG三维软件的认识 9
（二）编程步骤 9
五、加工工艺设计 15
（一）加工准备 15
（二）加工 15
（三）检测 16
结论 16
参考文献 18
致谢 19
附录 20
引言
（一）数控技术的发展趋势
世界上第一台数控机床是在美国生产出来的，当时是解决直升飞机螺旋桨的生产提出要研究出数控机床的，到现在已经有四十多年的时间了。在这期间，数控技术得到了长足的发展，现在的数控机床与第一台数控机床在外形和操作系统上面发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
生了天翻地覆的变化，性能越来越好，操作界面逐步的达到了人机对话，特别是日本马扎克的数控机床的操作界面基本上实现了人机对话的状态，对操作人员的技能逐渐降低，但对维护人员的水平的要求越来越高。
现在数控机床正朝网络化，智能化方向发展。目前比较流行的趋势是将以前的人工物流系统变成机械手和数控机床合并到一起，组成一个半自动化或者自动化的生产系统，像一些大的汽车制造厂家有的车间已经实现了无人化生产，这场工业革命不亚于第一次工业革命的提出。自动化生产是呈布线生产的，自动线又分为桁架线，单元线和FMC线。柔性自动线在最近几年越来越得到各个工厂的青睐，特别适合单品种小批量的生产。这也是未来数控机床发展的一个趋势。
（二）本次课题解决的主要问题
本次毕业设计课题是针对凸台这个零件进行数控加工工艺分析和编程的，零件的材质是45号钢。凸台它的整体结构有些复杂。 这次的任务主要解决以下问题：
1.对零件图纸仔细研究分析，制定合理的工艺路线
2.选用合适的机床
3.选用适合的刀具并敲定切削参数。
4.运用编程软件进行数控编程。
5.运用三维软件进行模拟加工。
6.运用三维软件对零件进行三维建模。
7.总结在实际加工中存在的问题点，并提出解决方案。
本次三维造型和数控编程使用的是UG三维软件，UG三维软件以它强大的功能，在制造各个行业得到了广泛的运用。对这两个零件进行工艺分析和编程，能很好的锻炼软件的使用能力，从而对工艺分析有一个更为清醒的认识。
一、 零件分析
（一）凸台零件图分析
花键套零件是一个钢件，它主要与花键轴进行配合使用，达到传递扭矩的作用，这个零件基本上是有平面和孔组成的，在零件的中间是一个花键槽。这个零件的整体造型不是太复杂。零件的形状见下图11所示：
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图11凸台零件
（二）加工内容分析
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图12 凸台图纸分析
首先从外型上看，这个零件的外形尺寸为Φ110mm×10mm，属于一个小型零件。先来分析凸台的一些尺寸要求，从正视图上分析来看，零件的中间是一个圆形孔，基准就是这个中间Φ20H8的位置。其表面粗糙度值为Ra1.6。零件的外部尺寸是直径Φ110的大外圆，在该外圆的上面则是一个高度为6mm的凸台尺寸，主要是用来进行定位使用的，其高度值为6mm，面的表面粗糙度值为Ra1.6，底面的粗糙度值为为Ra3.2，这个凸台的根本是需要进行清根的。从俯视图上面来看，这个零件的左端是一个38×12的腰型槽。表面粗糙度值为Ra1.6，上部是一个宽度为30（0/0.06）mm的尺寸。其表面的粗糙度值同样的也是Ra3.2。这样在加工时，如果用手工编程，零件的一些节点计算是很难找出来的，那么在编程后加工后的外形和理论尺寸是有出入的，会变得与理想的形状不是一样，这也是加工所不能允许的。同样的道理来分析凸台零件的其余尺寸是比较合理的，毕竟这个零件是在加工完以后，与其它配合件进行配合使用的。
（三）加工中难点分析
通过上面的分析，这个零件的加工难度主要分为以下几点：
1、Φ110外圆的直径尺寸及相对与中间Φ20的同轴度，如果为了保证这个同轴度，只需要在加工的时候，一次装夹，将基准在一个装夹方向上加工出来。
2、零件的中间位置上面分布着1个宽度为12mm，长度为38mm的槽，。在加工的时候采用多次进刀，每次进刀2mm的步骤进行加工，所以在现有设备为数控立式加工中心VM850的状态下，这个位置加工是有一定难度的。这也是立式加工中心上面的活，而是立式加工中心VM850上面加工的话，这个是可以加工的。
（四）制定加工工艺路线
1.毛坯生产类型
2.各种铸造方式的优缺点
表11毛坯制造方法优缺点
毛坯制造方法
最大质量
最小壁厚（mm）
生产类型
特点
木模手工砂型
无限制
3～5
单件及小批量
生产效率低，表面有气孔、砂眼，结砂，硬度，废品率高
金属模机械砂型
≤250kg
3～5
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