髌骨植入件的三维设计与数控加工分析
目录
引言 1
一、利用UG软件进行髌骨植入件的建模 2
（一）建模思路 2
（二）髌骨植入件的建模 2
二、髌骨植入件产品及其产品的技术要求和工艺分析 9
（一）髌骨植入件产品 9
（二）髌骨植入件的技术要求 9
（三）髌骨植入件的工艺分析和制定工艺路线 10
三、髌骨植入件加工的数控设备 11
（一）数控加工内容 11
（二）数控机床的选择和特点 11
（三）数控车床注意事项 12
四、髌骨植入件的装夹 12
（一）产品装夹的概念 12
（二）基准面的选择 13
（三）夹具的选用 13
五、刀具的选择和切削用量的选择 13
（一）刀具的材料及性能 13
（二）刀具的选用 13
六、髌骨植入件的加工工序卡和工艺卡 16
（一）髌骨的加工工序步骤 16
（二）髌骨加工工艺流程 16
（三）零件加工的部分程序 17
（四）加工好的产品图 21
（五）产品检验过程 21
致谢 27
参考文献 28
引言
随着社会的高速发展，如今我们已经进入21世纪，科技的进步，使得人类以前好多未能实现的想法成为了现实，数控技术的应用高速发展就是其中之一。当然数控技术的高速发展也得益于计算机的普遍使用，计算机使得人类可以用数字程序控制机床。数控技术的发展解决了制造业许多刀路设计和加工工艺所出现的问题，使得现有的高端设备充分满足了生产中的需求。随着最近几年的发展变化，为适应制造业的需求，人类又开 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
发了许多款绘图软件来满足生产加工要求，例如：AutoCAD、UG、PRO/E、CAD/CAM等。
髌骨植入件的数控加工使得我熟悉了数控加工的操作流程和工艺流程以及它的加工程序，这所以选择髌骨植入件作为我的毕业设计是因为它涉及到了我在学校学习的数控知识，例如：型腔铣、平面铣、加工外圆等加工知识。它也让我以前在学校学的知识得到了回顾，让我明白学校加工零件的要求与企业生产加工产品要求的区别所在。
在学校学习期间学的就是数控技术，因此自己选择符合自己专业的髌骨植入件作为自己的毕业论文课题。零件材料为塑料，技术要求和尺寸精度要求特别高，因此加工生产一定要合理安排工艺。本课题来源于强生（苏州）医疗器材有限公司。
一、利用UG软件进行髌骨植入件的建模
（一）建模思路
髌骨植入件是由椭圆，三叶形槽，柱上槽，圆柱，边倒圆，倒斜角等特征操作图标组成，通过应用UG软件来创建髌骨植入件的三维模型。现有髌骨植入件的产品如图1-1所示。
图1-1 产品图
（二）髌骨植入件的建模
1.创建一个新文件
点击打开6．0NX软件，点击“文件”选择“新建”选项，弹出“文件新建”对话框。点击“模型”，单位设置为毫米，在“模板”中单击“模型”选项，在“新建文件名”-“名称”中输入文件名“髌骨植入件”的汉字拼音，然后在“新文件名”-“文件夹”中选择文件放置位置，完成后单击“确定”按钮进入建模模式。选择基准坐标系“x-z”面，单击创建草图。以原点坐标为（0，0）点，画出髌骨植入件的半椭圆草图，输入相对应的参数并且进行约束，如图1-2所示。
图1-2 创建半椭圆草图
2.回转半椭圆
在工具栏中选择，选择要回转的曲线，指定矢量选择Z轴正方向，回转角度为0到360，布尔为无，最后点击确定，完成半椭圆回转。得到如图1-3所示。
图1-3 创建半椭圆回转
3.创建三叶形槽草图
在工具栏中点击，画出几个圆，输入相对应的参数并且进行约束，以此画出三叶形槽的三分之一，接下来画出两条中心线，最后进行镜像并且约束，隐藏无关的线段，点击完成草图，得到如图1-4所示。
图1-4 创建三叶形槽草图
4.创建三叶形槽拉伸
在工具栏中点击，选择要拉伸的曲线，指定矢量为-Z方向，距离为1.295，布尔为求差，选择体为整个半椭圆，拔模为从起始限制，角度为23.5，最后点击确定，完成拉伸，得到如图1-5所示。
图1-5 创建三叶形槽拉伸
5.创建圆柱体草图
在工具栏中选择草图图标，画出一个圆，输入参数并约束，接下来画两条线并约束，最后以刚才画的两条线镜像，点击完成草图，得到如图1-6所示。
图1-6 创建圆柱体草图
6.创建圆柱体拉伸
在工具栏中点击拉伸图标，点击所要选择的曲线，指定矢量为+Z方向，距离为2.87，布尔为求和，选择体为半椭圆，最后点击确定，完成拉伸，得到如图1-7所示。
图1-7 创建圆柱体拉伸
7.创建边倒圆
在工具栏中点击图标，选择要倒的边，添加新集，再点击要倒的边，再添加新集，再点要倒的边，最后输入边倒圆参数1.143，最后点击确定，完成边倒圆创建，得到如图1-8所示。
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图1-8 创建边倒圆
8.创建小圆柱体草图
在工具栏中点击草图图标，选择之前圆柱体的平面，点击确定。画出三个圆的草图，圆的直径为1.8，并且进行约束，最后点击完成草图。得到如图1-9所示。
图1-9 创建小圆柱体草图
9.创建拉伸
在工具栏中点击拉伸图标，选择要拉伸的曲线，指定矢量为+Z方向，距离为.508,布尔为求和，最后点击确定，完成拉伸，得到如图1-10所示。
图1-10 创建小圆柱体拉伸
10.创建小圆柱体边倒圆
在工具栏中点击边倒圆图标，点击要倒圆的边，添加新集，选择要倒圆的边，再添加新集，再选择要倒圆的边，输入参数.508，最后点击确定，完成边倒圆，得到如图1-11所示。
图1-11 创建小圆柱边倒圆
11.创建圆柱草图
在工具栏中点击草图图标，选择小圆柱体的上顶面，点击确定。画三个圆，输入参数2.8，并且进行约束，最后点击完成草图，得到如图1-12所示。
图1-12 创建圆柱草图
12.创建圆柱拉伸
在工具栏中点击拉伸图标，选择要拉伸的曲线，指定矢量为+Z方向，距离为1.702，布尔为求和，选择体为半椭圆，最后点击确定，完成圆柱拉伸，得到如图1-13所示。
图1-13 创建圆柱拉伸
13.创建倒斜角
模型如图1-15所示。
图1-15 模型
二、髌骨植入件产品及其产品的技术要求和工艺分析
（一）髌骨植入件产品
引言 1
一、利用UG软件进行髌骨植入件的建模 2
（一）建模思路 2
（二）髌骨植入件的建模 2
二、髌骨植入件产品及其产品的技术要求和工艺分析 9
（一）髌骨植入件产品 9
（二）髌骨植入件的技术要求 9
（三）髌骨植入件的工艺分析和制定工艺路线 10
三、髌骨植入件加工的数控设备 11
（一）数控加工内容 11
（二）数控机床的选择和特点 11
（三）数控车床注意事项 12
四、髌骨植入件的装夹 12
（一）产品装夹的概念 12
（二）基准面的选择 13
（三）夹具的选用 13
五、刀具的选择和切削用量的选择 13
（一）刀具的材料及性能 13
（二）刀具的选用 13
六、髌骨植入件的加工工序卡和工艺卡 16
（一）髌骨的加工工序步骤 16
（二）髌骨加工工艺流程 16
（三）零件加工的部分程序 17
（四）加工好的产品图 21
（五）产品检验过程 21
致谢 27
参考文献 28
引言
随着社会的高速发展，如今我们已经进入21世纪，科技的进步，使得人类以前好多未能实现的想法成为了现实，数控技术的应用高速发展就是其中之一。当然数控技术的高速发展也得益于计算机的普遍使用，计算机使得人类可以用数字程序控制机床。数控技术的发展解决了制造业许多刀路设计和加工工艺所出现的问题，使得现有的高端设备充分满足了生产中的需求。随着最近几年的发展变化，为适应制造业的需求，人类又开 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
发了许多款绘图软件来满足生产加工要求，例如：AutoCAD、UG、PRO/E、CAD/CAM等。
髌骨植入件的数控加工使得我熟悉了数控加工的操作流程和工艺流程以及它的加工程序，这所以选择髌骨植入件作为我的毕业设计是因为它涉及到了我在学校学习的数控知识，例如：型腔铣、平面铣、加工外圆等加工知识。它也让我以前在学校学的知识得到了回顾，让我明白学校加工零件的要求与企业生产加工产品要求的区别所在。
在学校学习期间学的就是数控技术，因此自己选择符合自己专业的髌骨植入件作为自己的毕业论文课题。零件材料为塑料，技术要求和尺寸精度要求特别高，因此加工生产一定要合理安排工艺。本课题来源于强生（苏州）医疗器材有限公司。
一、利用UG软件进行髌骨植入件的建模
（一）建模思路
髌骨植入件是由椭圆，三叶形槽，柱上槽，圆柱，边倒圆，倒斜角等特征操作图标组成，通过应用UG软件来创建髌骨植入件的三维模型。现有髌骨植入件的产品如图1-1所示。
图1-1 产品图
（二）髌骨植入件的建模
1.创建一个新文件
点击打开6．0NX软件，点击“文件”选择“新建”选项，弹出“文件新建”对话框。点击“模型”，单位设置为毫米，在“模板”中单击“模型”选项，在“新建文件名”-“名称”中输入文件名“髌骨植入件”的汉字拼音，然后在“新文件名”-“文件夹”中选择文件放置位置，完成后单击“确定”按钮进入建模模式。选择基准坐标系“x-z”面，单击创建草图。以原点坐标为（0，0）点，画出髌骨植入件的半椭圆草图，输入相对应的参数并且进行约束，如图1-2所示。
图1-2 创建半椭圆草图
2.回转半椭圆
在工具栏中选择，选择要回转的曲线，指定矢量选择Z轴正方向，回转角度为0到360，布尔为无，最后点击确定，完成半椭圆回转。得到如图1-3所示。
图1-3 创建半椭圆回转
3.创建三叶形槽草图
在工具栏中点击，画出几个圆，输入相对应的参数并且进行约束，以此画出三叶形槽的三分之一，接下来画出两条中心线，最后进行镜像并且约束，隐藏无关的线段，点击完成草图，得到如图1-4所示。
图1-4 创建三叶形槽草图
4.创建三叶形槽拉伸
在工具栏中点击，选择要拉伸的曲线，指定矢量为-Z方向，距离为1.295，布尔为求差，选择体为整个半椭圆，拔模为从起始限制，角度为23.5，最后点击确定，完成拉伸，得到如图1-5所示。
图1-5 创建三叶形槽拉伸
5.创建圆柱体草图
在工具栏中选择草图图标，画出一个圆，输入参数并约束，接下来画两条线并约束，最后以刚才画的两条线镜像，点击完成草图，得到如图1-6所示。
图1-6 创建圆柱体草图
6.创建圆柱体拉伸
在工具栏中点击拉伸图标，点击所要选择的曲线，指定矢量为+Z方向，距离为2.87，布尔为求和，选择体为半椭圆，最后点击确定，完成拉伸，得到如图1-7所示。
图1-7 创建圆柱体拉伸
7.创建边倒圆
在工具栏中点击图标，选择要倒的边，添加新集，再点击要倒的边，再添加新集，再点要倒的边，最后输入边倒圆参数1.143，最后点击确定，完成边倒圆创建，得到如图1-8所示。
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图1-8 创建边倒圆
8.创建小圆柱体草图
在工具栏中点击草图图标，选择之前圆柱体的平面，点击确定。画出三个圆的草图，圆的直径为1.8，并且进行约束，最后点击完成草图。得到如图1-9所示。
图1-9 创建小圆柱体草图
9.创建拉伸
在工具栏中点击拉伸图标，选择要拉伸的曲线，指定矢量为+Z方向，距离为.508,布尔为求和，最后点击确定，完成拉伸，得到如图1-10所示。
图1-10 创建小圆柱体拉伸
10.创建小圆柱体边倒圆
在工具栏中点击边倒圆图标，点击要倒圆的边，添加新集，选择要倒圆的边，再添加新集，再选择要倒圆的边，输入参数.508，最后点击确定，完成边倒圆，得到如图1-11所示。
图1-11 创建小圆柱边倒圆
11.创建圆柱草图
在工具栏中点击草图图标，选择小圆柱体的上顶面，点击确定。画三个圆，输入参数2.8，并且进行约束，最后点击完成草图，得到如图1-12所示。
图1-12 创建圆柱草图
12.创建圆柱拉伸
在工具栏中点击拉伸图标，选择要拉伸的曲线，指定矢量为+Z方向，距离为1.702，布尔为求和，选择体为半椭圆，最后点击确定，完成圆柱拉伸，得到如图1-13所示。
图1-13 创建圆柱拉伸
13.创建倒斜角
模型如图1-15所示。
图1-15 模型
二、髌骨植入件产品及其产品的技术要求和工艺分析
（一）髌骨植入件产品
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