球头的加工工艺设计
【摘要】本课题球头零件是来自医疗器械领域，主要用于代替人体本身已损坏的肩关节，髋关节等各关节所需的骨头，作为医疗器械领域的零件各种要求都十分严格，而且需要用到精度较高的工作机床以及专有的夹具，因为零件是圆的不好装夹所以夹具也需要特制。从而保证植入人体的安全性。由于本人所学专业数控技术专业与企业岗位接轨，在企业中也加工过这类零件对它有着一定的认识，对它的整个从棒料到产品出货都有亲身经历过，所以这次毕业设计选择了我实习期间所涉及的球头零件，以及加工所需要的夹具。
目录
引言 1
一、UG三维建模 2
（一）分析图纸 2
（二）建模思路 3
（三）建模过程 3
二、球头零件的加工工艺流程 10
（一）加工设备 13
（三）夹具选择 14
（二）制定加工工艺 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
数控技术是一门各行各业都离不开的技术，大到航空航天所运用到的零件，小到医院用的针头。这些都需要数控加工来完成。
虽然我们中国数控技术并不是在世界前列，但随着近一二十年的国家大力支持，也已经渐渐的走向正轨，在国内，数控技术现在还大多用着国外的核心技术。这也显示了我们中国的数控技术还缺乏创新的能力，也只能在别人的东西上面进行模仿。但实际的加工精度以及加工效率，品质都远远低于其他国家的产品。所以作为新生代的数控人，我们有义务也有必要去加快数控的发展及创新，从而进一步的提高我们中国的世界竞争力，与其他在数控方面比较发达的国家减少差距，相信不久的未来我们中国的数控技术也能像高铁一样走出国门。
数控技术离不开我们的三维设计，以及仿真加工软件。比如UG，PROE等。我所写的球头产品刚好运用了所学的UG三维设计，我用UG对我所做的球头零件以及夹具进行了三维设计，我所写的这篇毕业论文是在三维设计的基础上对球头零件的加工工艺进行了详细的分析。本课题来源于强生（苏州）医疗器械有限公司。
一、UG三维建模
（一）分析图纸
球头零件图，如 图11所示，建模效果图，如 图12所示。
图1
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1 球头零件图
球头零件作为植入人体的零件也是采用大部分医疗器械厂商所采用的钴铬合金材料，主要的难点是保证球头圆度，球头顶点不能有凹凸，粗糙度控制在0到0.8的范围。
图12 球头零件UG图
（二）建模思路
先对球头进行图纸分析，选用最快捷的命令，球头是基于圆的外形结构，所以十分适合旋转。草图然后旋转无疑是最佳选择。
（三）建模过程
1.文件创建命名为球头零件
新建UG文件，新建文件名为“球头零件”单位选择“毫米”，然后进入UG三维设计界面进行下一步的三维操作。
2.草图(一)的创建
进入三维设计界面后，单击草图，选择正确的平面为草图平面。先画外球轮廓然后对锥孔的斜线进行绘画，接着把倒圆角补充完整，最后尺寸约束并且完全约束。得出草图（如图13所示）。
图13 创建草图
3.回转
创建完草图之后，即将进入下一步的操作也就是旋转。单击旋转，截面选择曲线就为上一步所创建的草图曲线，限制值为360布尔无（如图 14 所示）。
图14 创建回转
4.创建夹具三维建模
新建UG文件，命名为“球头夹具零件”单位选择为“毫米”（如图15所示）。
图15 夹具零件图
5.创建草图
对夹具进行大致图形的绘制，进入草图，确定好坐标系，按照零件图样尺寸绘制出大体相同的草图，并把所有尺寸以及形位约束统统约束好(如图16所示)。
图16 创建草图
6.拉伸
绘制完成草图之后，随后将草图进行拉伸。完成对夹具初步图形的绘制确定完成操作(图示 17) 。
7.倒斜角
选择倒斜角命令，将拉伸完的图样，所有锐边都需要倒5的斜角确定并完成操作(如图18所示)。
图17 创建拉伸
图18 创建倒斜角
8.继续创建草图
倒完斜角之后，继续草图的操作，选择正确的平面作为草图平面。在该平面上创建点，这是为了给沉头孔做圆心的点，并确定其操作。如 图 19 所示。
9.创建沉头孔
草图绘制完之后，就是绘制沉头孔。方向垂直于面，位置指定点就是刚才草图完成的点创建，尺寸为M8，配合是H13，贯通整个夹具，布尔求差选择无确定并完成操作。如 图 110所示。
图19 创建草图
图110 创建沉头孔
10.创建草图
点击草图命令，在零件底面创建坐标系，画出一个长方形的轮廓，是用于开底面槽的作用，并且给它约束，最后点击确定并完成操作。如图 111所示。
11.创建拉伸
点击拉伸命令，依次选择草图所画曲线，指定矢量为+X，开始值为0，结束值为贯通然后布尔求差。如图 112 所示。
图111 创建草图
图112 创建拉伸
图113 创建草图
12.创建草图
单击草图，草图平面选用夹具的上表面。然后画一个封闭的半圆弧形状，确定尺寸约束，并完全约束。确定并完成操作（如图 113 所示）。
13.创建拉伸
单击拉伸命令，仍然选择草图上一步所创建的草图，限制值为直到所选定的对象，布尔求和为夹具本身。确定并完成操作（如图 114所示）。
图114 创建拉伸
14.创建草图
单击草图命令，选择坐标点，选择点命令，为下一步做球的圆心，完成尺寸以及其他约束，确定并完成操作（如图 115 所示）。
图115 创建草图
15.创建球
选择球命令，类型为中心点和直径，尺寸为27，中心点则是刚才草图所绘制的点，最后布尔求差，确定并完成操作。如图1—16所示。
目录
引言 1
一、UG三维建模 2
（一）分析图纸 2
（二）建模思路 3
（三）建模过程 3
二、球头零件的加工工艺流程 10
（一）加工设备 13
（三）夹具选择 14
（二）制定加工工艺 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
数控技术是一门各行各业都离不开的技术，大到航空航天所运用到的零件，小到医院用的针头。这些都需要数控加工来完成。
虽然我们中国数控技术并不是在世界前列，但随着近一二十年的国家大力支持，也已经渐渐的走向正轨，在国内，数控技术现在还大多用着国外的核心技术。这也显示了我们中国的数控技术还缺乏创新的能力，也只能在别人的东西上面进行模仿。但实际的加工精度以及加工效率，品质都远远低于其他国家的产品。所以作为新生代的数控人，我们有义务也有必要去加快数控的发展及创新，从而进一步的提高我们中国的世界竞争力，与其他在数控方面比较发达的国家减少差距，相信不久的未来我们中国的数控技术也能像高铁一样走出国门。
数控技术离不开我们的三维设计，以及仿真加工软件。比如UG，PROE等。我所写的球头产品刚好运用了所学的UG三维设计，我用UG对我所做的球头零件以及夹具进行了三维设计，我所写的这篇毕业论文是在三维设计的基础上对球头零件的加工工艺进行了详细的分析。本课题来源于强生（苏州）医疗器械有限公司。
一、UG三维建模
（一）分析图纸
球头零件图，如 图11所示，建模效果图，如 图12所示。
图1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
1 球头零件图
球头零件作为植入人体的零件也是采用大部分医疗器械厂商所采用的钴铬合金材料，主要的难点是保证球头圆度，球头顶点不能有凹凸，粗糙度控制在0到0.8的范围。
图12 球头零件UG图
（二）建模思路
先对球头进行图纸分析，选用最快捷的命令，球头是基于圆的外形结构，所以十分适合旋转。草图然后旋转无疑是最佳选择。
（三）建模过程
1.文件创建命名为球头零件
新建UG文件，新建文件名为“球头零件”单位选择“毫米”，然后进入UG三维设计界面进行下一步的三维操作。
2.草图(一)的创建
进入三维设计界面后，单击草图，选择正确的平面为草图平面。先画外球轮廓然后对锥孔的斜线进行绘画，接着把倒圆角补充完整，最后尺寸约束并且完全约束。得出草图（如图13所示）。
图13 创建草图
3.回转
创建完草图之后，即将进入下一步的操作也就是旋转。单击旋转，截面选择曲线就为上一步所创建的草图曲线，限制值为360布尔无（如图 14 所示）。
图14 创建回转
4.创建夹具三维建模
新建UG文件，命名为“球头夹具零件”单位选择为“毫米”（如图15所示）。
图15 夹具零件图
5.创建草图
对夹具进行大致图形的绘制，进入草图，确定好坐标系，按照零件图样尺寸绘制出大体相同的草图，并把所有尺寸以及形位约束统统约束好(如图16所示)。
图16 创建草图
6.拉伸
绘制完成草图之后，随后将草图进行拉伸。完成对夹具初步图形的绘制确定完成操作(图示 17) 。
7.倒斜角
选择倒斜角命令，将拉伸完的图样，所有锐边都需要倒5的斜角确定并完成操作(如图18所示)。
图17 创建拉伸
图18 创建倒斜角
8.继续创建草图
倒完斜角之后，继续草图的操作，选择正确的平面作为草图平面。在该平面上创建点，这是为了给沉头孔做圆心的点，并确定其操作。如 图 19 所示。
9.创建沉头孔
草图绘制完之后，就是绘制沉头孔。方向垂直于面，位置指定点就是刚才草图完成的点创建，尺寸为M8，配合是H13，贯通整个夹具，布尔求差选择无确定并完成操作。如 图 110所示。
图19 创建草图
图110 创建沉头孔
10.创建草图
点击草图命令，在零件底面创建坐标系，画出一个长方形的轮廓，是用于开底面槽的作用，并且给它约束，最后点击确定并完成操作。如图 111所示。
11.创建拉伸
点击拉伸命令，依次选择草图所画曲线，指定矢量为+X，开始值为0，结束值为贯通然后布尔求差。如图 112 所示。
图111 创建草图
图112 创建拉伸
图113 创建草图
12.创建草图
单击草图，草图平面选用夹具的上表面。然后画一个封闭的半圆弧形状，确定尺寸约束，并完全约束。确定并完成操作（如图 113 所示）。
13.创建拉伸
单击拉伸命令，仍然选择草图上一步所创建的草图，限制值为直到所选定的对象，布尔求和为夹具本身。确定并完成操作（如图 114所示）。
图114 创建拉伸
14.创建草图
单击草图命令，选择坐标点，选择点命令，为下一步做球的圆心，完成尺寸以及其他约束，确定并完成操作（如图 115 所示）。
图115 创建草图
15.创建球
选择球命令，类型为中心点和直径，尺寸为27，中心点则是刚才草图所绘制的点，最后布尔求差，确定并完成操作。如图1—16所示。
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