UG的旋钮凸模的数控仿真加工
UG的旋钮凸模的数控仿真加工[20200123185119]
【摘要】
随着CAD/CAM软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命。在这场技术革命中，逐步掌握CAD/CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计与制造是其中的关键。
本课题主要是根据我们模具专业学生所需掌握的UGCAM与数控加工工艺等方面的知识，具体就是对零件的工艺分析和数控加工仿真，综合所学的专业知识，全面考虑可能影响铣削的因素，设计其加工工艺和编辑程序来完成要求，巩固自己所学的知识，提高自己的能力。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】旋钮凸模；UG；工艺分析；仿真
引言 1
一、零件图分析 2
（一）结构特点 2
（二）材料与毛坯 2
（三）主要技术要求 3
二、零件特性分析 3
（一）加工面的分析 3
（二）刀具特性分析 3
三、制定加工工艺 6
（一）设备选择 6
（二）装夹定位的选择 7
（三）加工方案的制定 9
四、仿真分析 10
（一）初始参数设定 10
（二）创建刀具 10
（三）创建平面铣上表面精加工 11
（四）创建型腔铣粗加工 12
（五）创建等高轮廓铣半精加工 13
（六）创建等高轮廓铣精加工 14
（七）创建清根加工操作 14
（八）创建平面铣岛屿面精加工 15
（九）创建平面铣底平面精加工 16
（十）加工仿真 16
总结 17
谢辞 18
参考文献 19
附录 20
引言
随着计算机技术的不断发展，真正意义上的且具有广泛用途的数字程序控制机床有了迅速发展。在综合应用电子器件、通用传输、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型材料机械结构等方面新技术成果的基础上，国内外的科研机构、厂家企业都不断研制出灵活、通用、万能、适应性好的数控机床，几乎所有品种的机床都实现了数控化。并且随着CAD/CAM软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命。在这场技术革命中，逐步掌握CAD/CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计与制造是其中的关键。
在学习了《机械制造基础》、《数控编程与加工》、《数控加工工艺》、《UG数控编程》等课程后，为了将所学的知识应用于实际中，加深对知识的掌握程度，提升自身的实际工作能力，故选取《基于UG的旋钮凸模的数控仿真加工》的课题，综合所学知识，解决出现的问题，完成设计。将计算机技术和工程实际结合起来，缩短工程周期，节约大量建设投资，达到通过现代的技术手段提高工程效益的目的。并且这对于我今后的工作和学习都打下了夯实的基础。
本论文主要解决的问题有：分析加工旋钮凸模时的加工工艺、刀具和机床夹具的选择、切削用量的选择、制定出合理的加工工序、按照之前做好的准备进行仿真，检查有无错误，如有错误，解决问题，如果没有错误就进行后处理得到程序。
一、零件图分析
图 1-1旋钮凸模零件图
（一）结构特点
如图1-1所示，需要加工的凸模尺寸较小，工序相对容易，所以综合考虑，工序安排比较关键。由于零件存在5度拔模角，所以在三轴加工中心上一次装夹完成，斜面利用刀具侧刃进行加工。零件加工最小半径为3.5mm，所以精加工后必须进行清根处理。而且由于该零件存在5度拔模角，侧壁较陡，所以型腔铣削时要注意切削层的设置，防止某一部分加工不到。为了保证加工精度和表面质量，根据毛胚质量（主要是指形状和尺寸），分析采用一次定位装夹加工完成，按照先粗加工后精加工的原则依次划分工序加工。
（二）材料与毛坯
根据零件的设计和运用领域等方面，零件材料、性能以及现有的设备要求，选择零件的材料，板料钢件为未经淬硬处理的45钢锻件。
45号钢为优质碳素结构钢，是中碳钢，未热处理时：HB≤229，热处理：正火。硬度不高，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的可加工性。经适当的热处理后，可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。且价格低，来源广，所以应用广泛。模具中常用来做模板、销子、导柱、塑料模具的凸模等。适用于形状简单，尺寸较小，中等韧性的零件。
根据情况尽量使各个表面上的余量均匀。由于零件尺寸为95mm×95mm×42mm，所以选择毛坯尺寸为100mm×100mm×45mm。
（三）主要技术要求
零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置要求、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。
由于该零件是塑料件的凸模，对零件的表面粗糙度要求较高，所以加工仿真时应尽量加工到尺寸和表面要求的精度，为之后的研磨工作做好准备。
二、零件特性分析
（一）加工面的分析
该“旋钮凸模”零件结构中含有曲面，根本无法采用手工编程的方法来实现，所以采用计算机编程软件（UG NX6.0）来实现数控程序的编制。
曲面加工一般需要进行粗、精加工，粗加工的目的是为了尽可能快地将曲面零件从毛胚中分离出来，而在大多数情况下，需要在粗加工后留下一定的余量进行精加工，以达到零件的形状和尺寸精度要求。
曲面粗加工中一般采用平底端铣刀；精加工中一般采用球头铣刀。
（二）刀具特性分析
1．刀具的选择
数控机床刀具的选择和确定是数控加工中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。它与普通机床相比较，对刀具提出了更高的要求，这体现在要求精度高、刚性好、装夹调整方便、切削性能强、耐用度高等方面。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。加工中心上所使用的刀具主要为铣刀，包括立铣刀、球头铣刀、牛鼻刀（又称R角立铣刀或环形铣刀）等，如图2-1所示。
平底刀 球刀 牛鼻刀
图2-1常用铣刀结构
平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺点是刀尖容易磨损，影响加工精度。
牛鼻刀：主要用于毛胚的粗加工、平面精加工和侧面精加工，特别适用于材料硬度高的模具加工，开粗时优先选择圆鼻刀。
球刀：端面是带切削刃的球面，加工时球头与工件为点接触且在刀具上同时存在高速切削区（外径处）、低速切削区（刀头中心处）。加工时应注意尽量缩短伸出量（应保证有效加工长度），减小背吃刀量，增大进给量，有利于提高刀具使用寿命。主要用于非平面的半精加工和精加工。
结合零件图与实际情况，刀具选用硬质合金刀具。分别是D50、 D20、D10，D8和D1平底铣刀，D20R2牛鼻刀，D6R3球头铣刀。具体数据如表2-1。
表2-1刀具卡片
产品名 零件名称 旋钮凸模 零件图号 1 程序序号 0001
工步号 刀具号 刀具名称 刀柄型号 刀具直径 刀具长度 补偿值 备注
1 T01 面铣刀Ф50mm BT40 Ф50 50 0
2 T02 牛鼻刀Ф20mm BT40 Ф20 75 0 底圆角半径2
3 T03 立铣刀Ф8mm BT40 Ф8 75 0
【摘要】
随着CAD/CAM软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命。在这场技术革命中，逐步掌握CAD/CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计与制造是其中的关键。
本课题主要是根据我们模具专业学生所需掌握的UGCAM与数控加工工艺等方面的知识，具体就是对零件的工艺分析和数控加工仿真，综合所学的专业知识，全面考虑可能影响铣削的因素，设计其加工工艺和编辑程序来完成要求，巩固自己所学的知识，提高自己的能力。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】旋钮凸模；UG；工艺分析；仿真
引言 1
一、零件图分析 2
（一）结构特点 2
（二）材料与毛坯 2
（三）主要技术要求 3
二、零件特性分析 3
（一）加工面的分析 3
（二）刀具特性分析 3
三、制定加工工艺 6
（一）设备选择 6
（二）装夹定位的选择 7
（三）加工方案的制定 9
四、仿真分析 10
（一）初始参数设定 10
（二）创建刀具 10
（三）创建平面铣上表面精加工 11
（四）创建型腔铣粗加工 12
（五）创建等高轮廓铣半精加工 13
（六）创建等高轮廓铣精加工 14
（七）创建清根加工操作 14
（八）创建平面铣岛屿面精加工 15
（九）创建平面铣底平面精加工 16
（十）加工仿真 16
总结 17
谢辞 18
参考文献 19
附录 20
引言
随着计算机技术的不断发展，真正意义上的且具有广泛用途的数字程序控制机床有了迅速发展。在综合应用电子器件、通用传输、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型材料机械结构等方面新技术成果的基础上，国内外的科研机构、厂家企业都不断研制出灵活、通用、万能、适应性好的数控机床，几乎所有品种的机床都实现了数控化。并且随着CAD/CAM软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命。在这场技术革命中，逐步掌握CAD/CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计与制造是其中的关键。
在学习了《机械制造基础》、《数控编程与加工》、《数控加工工艺》、《UG数控编程》等课程后，为了将所学的知识应用于实际中，加深对知识的掌握程度，提升自身的实际工作能力，故选取《基于UG的旋钮凸模的数控仿真加工》的课题，综合所学知识，解决出现的问题，完成设计。将计算机技术和工程实际结合起来，缩短工程周期，节约大量建设投资，达到通过现代的技术手段提高工程效益的目的。并且这对于我今后的工作和学习都打下了夯实的基础。
本论文主要解决的问题有：分析加工旋钮凸模时的加工工艺、刀具和机床夹具的选择、切削用量的选择、制定出合理的加工工序、按照之前做好的准备进行仿真，检查有无错误，如有错误，解决问题，如果没有错误就进行后处理得到程序。
一、零件图分析
图 1-1旋钮凸模零件图
（一）结构特点
如图1-1所示，需要加工的凸模尺寸较小，工序相对容易，所以综合考虑，工序安排比较关键。由于零件存在5度拔模角，所以在三轴加工中心上一次装夹完成，斜面利用刀具侧刃进行加工。零件加工最小半径为3.5mm，所以精加工后必须进行清根处理。而且由于该零件存在5度拔模角，侧壁较陡，所以型腔铣削时要注意切削层的设置，防止某一部分加工不到。为了保证加工精度和表面质量，根据毛胚质量（主要是指形状和尺寸），分析采用一次定位装夹加工完成，按照先粗加工后精加工的原则依次划分工序加工。
（二）材料与毛坯
根据零件的设计和运用领域等方面，零件材料、性能以及现有的设备要求，选择零件的材料，板料钢件为未经淬硬处理的45钢锻件。
45号钢为优质碳素结构钢，是中碳钢，未热处理时：HB≤229，热处理：正火。硬度不高，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的可加工性。经适当的热处理后，可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。且价格低，来源广，所以应用广泛。模具中常用来做模板、销子、导柱、塑料模具的凸模等。适用于形状简单，尺寸较小，中等韧性的零件。
根据情况尽量使各个表面上的余量均匀。由于零件尺寸为95mm×95mm×42mm，所以选择毛坯尺寸为100mm×100mm×45mm。
（三）主要技术要求
零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置要求、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。
由于该零件是塑料件的凸模，对零件的表面粗糙度要求较高，所以加工仿真时应尽量加工到尺寸和表面要求的精度，为之后的研磨工作做好准备。
二、零件特性分析
（一）加工面的分析
该“旋钮凸模”零件结构中含有曲面，根本无法采用手工编程的方法来实现，所以采用计算机编程软件（UG NX6.0）来实现数控程序的编制。
曲面加工一般需要进行粗、精加工，粗加工的目的是为了尽可能快地将曲面零件从毛胚中分离出来，而在大多数情况下，需要在粗加工后留下一定的余量进行精加工，以达到零件的形状和尺寸精度要求。
曲面粗加工中一般采用平底端铣刀；精加工中一般采用球头铣刀。
（二）刀具特性分析
1．刀具的选择
数控机床刀具的选择和确定是数控加工中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。它与普通机床相比较，对刀具提出了更高的要求，这体现在要求精度高、刚性好、装夹调整方便、切削性能强、耐用度高等方面。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。加工中心上所使用的刀具主要为铣刀，包括立铣刀、球头铣刀、牛鼻刀（又称R角立铣刀或环形铣刀）等，如图2-1所示。
平底刀 球刀 牛鼻刀
图2-1常用铣刀结构
平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺点是刀尖容易磨损，影响加工精度。
牛鼻刀：主要用于毛胚的粗加工、平面精加工和侧面精加工，特别适用于材料硬度高的模具加工，开粗时优先选择圆鼻刀。
球刀：端面是带切削刃的球面，加工时球头与工件为点接触且在刀具上同时存在高速切削区（外径处）、低速切削区（刀头中心处）。加工时应注意尽量缩短伸出量（应保证有效加工长度），减小背吃刀量，增大进给量，有利于提高刀具使用寿命。主要用于非平面的半精加工和精加工。
结合零件图与实际情况，刀具选用硬质合金刀具。分别是D50、 D20、D10，D8和D1平底铣刀，D20R2牛鼻刀，D6R3球头铣刀。具体数据如表2-1。
表2-1刀具卡片
产品名 零件名称 旋钮凸模 零件图号 1 程序序号 0001
工步号 刀具号 刀具名称 刀柄型号 刀具直径 刀具长度 补偿值 备注
1 T01 面铣刀Ф50mm BT40 Ф50 50 0
2 T02 牛鼻刀Ф20mm BT40 Ф20 75 0 底圆角半径2
3 T03 立铣刀Ф8mm BT40 Ф8 75 0
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/2241.html
