UGNX的盒盖数控加工工艺分析及数控加工仿真
UGNX的盒盖数控加工工艺分析及数控加工仿真[20200123183156]
【摘要】
本设计通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以盒盖零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，自动编写加工零件的程序，及软件模拟仿真加工。
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关键字:】UG软件,数控技术,加工工艺,模拟仿真
引言 1
一、数控加工工艺 2
（一）数控加工工艺特点 2
（二）数控加工工艺内容 2
二、盒盖零件的加工工艺分析 2
（一）材料的选择 2
（二）工艺分析 2
（三）机床的选用 3
（四）夹具介绍 3
三、盒盖零件的UG CAD件设计 3
四、盒盖零件的工艺设计 8
（一）选择加工方案 8
（二）确定加工顺序 8
（三）确定装夹方案和选择夹具 8
（四）选择刀具 8
（五）确定进给路线 9
（六）选择切屑用量 9
五、UG CAM加工 9
（一）加工步骤 9
（一）创建加工方法 12
六、NC程序输出 16
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引 言
近年来，随着经济的发展，科技的进步，高精度机械制造已经成为科技水平的重要标志，而数控机床的诞生与发展成就了这一切。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术。
数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术的总和，应用于整个数控加工过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的总结。数控加工工艺是数控编程的前提和依据。
因此，数控加工工艺是一门专业技术课，其特点是涉及面广、实践性强、灵活性大。它不仅包括金属切屑原理、刀具、夹具和机械加工工艺等内容，还要运用到机械制图、 金属材料与热处理、公差配合、机械设计和数控机床等有关知识，而且需要综合掌握、综合运用这些知识。
盒盖零件主要包括铣面、钻孔、镗孔、倒角等多种加工方式，本文介绍了盒盖零件的加工工艺分析，及基于UG软件的建模与数控加工仿真，着重介绍了工艺分析和仿真加工过程。
本文通过对盒盖零件的综合仿真加工实例，从零件图纸样张的分析、工艺路线的制定，来详细说明整个数控加工工艺的重要性。
一、数控加工工艺
（一）数控加工工艺特点
数控加工中心可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种工序的加工功能。
1．数控加工的工艺内容十分明确而且具体。
2．数控加工的工艺要求相当准确而且严密。
3．数控加工的工序相当集中。
（二）数控加工工艺内容
1．选择并确定适合在数控加工中心加工的零件并确定工序内容。
2．分析被加工零件图纸的数控加工工艺，明确加工内容与技术要求。
3．确定零件加工步骤，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序等。
4．设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，选择刀具，确定切削用量，计算工序尺寸及公差等。
5．数控加工专用技术文件的编写。
二、盒盖零件的加工工艺分析
图2-1 盒盖零件的零件图
（一）材料的选择
该零件的材料为铸铁，毛坯为150×150×55的铸件。
（二）工艺分析
工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件加工精度都有重要影响。由图2-1可知，该盒盖零件的四个侧面为不加工面外，其余平面、型腔、孔都要加工。从定位和加工两个方面综合考虑，以底面为主要定位基准，可先手动铣加工好定位底面，其余主要面和孔为加工中心自动加工内容。
（三）机床的选用
由于上表面及面上的所有孔只需要单工位即可完成，故选用立式加工中心。该零件加工内容只有面和孔，根据其精度和表面粗糙度要求，经粗铣、精铣、钻孔及镗削即可达到全部尺寸要求。故选用国产XH714型立式加工中心。该机床工作台尺寸为400×800mm,X轴行程为600mm,Y轴行程为400mm.Z轴行程为400mm，主轴端面至工作台台面距离125～525mm，定位精度和重复定位精度分别为0.02mm和0.01mm，刀库容量为18把，工件一次装夹后可自动完成铣、钻、镗、铰及攻螺纹等工步的加工。
（四）夹具介绍
在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件定位、夹紧。夹具通常由定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置、连接元件以及夹具体等组成。
夹具种类按使用特点可分为：①万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。②专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。③可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。④组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。
根据上述介绍及结合零件毛坯的自身特点，本次加工选择通用夹具台虎钳即可完成全部的加工。
三、盒盖零件的UG CAD设计
1．绘制长方体，如图3-1所示。
图3-1绘制长方体
2．在工具栏单击[草绘]按钮，绘制草图，如图3-2所示。
图3-2 草图
3．在工具栏单击[拉伸]按钮，选择[求和]，如图3-3所示。
图3-3 拉伸
4．绘制孔特征，如图3-4所示。
图3-4 绘制沉头孔
5．矩形阵列绘制4个孔特征，如图3-5所示。
图3-5 阵列孔特征
6．在工具栏单击[草绘]按钮，绘制草图，如图3-6所示。
图3-6 草图
7．单击[拉伸]按钮，选择[差集]，拔模30度，如图3-7所示。
图3-7 拉伸
8．拉伸切除结果如下，如图3-8所示。
图3-8 实体
四、盒盖零件的工艺设计
（一）选择加工方案
根据零件的形状特点，工件装夹好后，首先选用型腔铣粗加工去除毛坯主要的加工余量。然后再用平面铣精铣需要配合的两个上平面；中间的型腔用Φ10的球头刀精铣方案；由于孔的加工精度要求不高，故沉头孔加工先用Φ14钻头直接钻，再用Φ8平底刀精镗孔Φ22。
【摘要】
本设计通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以盒盖零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，自动编写加工零件的程序，及软件模拟仿真加工。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】UG软件,数控技术,加工工艺,模拟仿真
引言 1
一、数控加工工艺 2
（一）数控加工工艺特点 2
（二）数控加工工艺内容 2
二、盒盖零件的加工工艺分析 2
（一）材料的选择 2
（二）工艺分析 2
（三）机床的选用 3
（四）夹具介绍 3
三、盒盖零件的UG CAD件设计 3
四、盒盖零件的工艺设计 8
（一）选择加工方案 8
（二）确定加工顺序 8
（三）确定装夹方案和选择夹具 8
（四）选择刀具 8
（五）确定进给路线 9
（六）选择切屑用量 9
五、UG CAM加工 9
（一）加工步骤 9
（一）创建加工方法 12
六、NC程序输出 16
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引 言
近年来，随着经济的发展，科技的进步，高精度机械制造已经成为科技水平的重要标志，而数控机床的诞生与发展成就了这一切。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术。
数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术的总和，应用于整个数控加工过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的总结。数控加工工艺是数控编程的前提和依据。
因此，数控加工工艺是一门专业技术课，其特点是涉及面广、实践性强、灵活性大。它不仅包括金属切屑原理、刀具、夹具和机械加工工艺等内容，还要运用到机械制图、 金属材料与热处理、公差配合、机械设计和数控机床等有关知识，而且需要综合掌握、综合运用这些知识。
盒盖零件主要包括铣面、钻孔、镗孔、倒角等多种加工方式，本文介绍了盒盖零件的加工工艺分析，及基于UG软件的建模与数控加工仿真，着重介绍了工艺分析和仿真加工过程。
本文通过对盒盖零件的综合仿真加工实例，从零件图纸样张的分析、工艺路线的制定，来详细说明整个数控加工工艺的重要性。
一、数控加工工艺
（一）数控加工工艺特点
数控加工中心可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种工序的加工功能。
1．数控加工的工艺内容十分明确而且具体。
2．数控加工的工艺要求相当准确而且严密。
3．数控加工的工序相当集中。
（二）数控加工工艺内容
1．选择并确定适合在数控加工中心加工的零件并确定工序内容。
2．分析被加工零件图纸的数控加工工艺，明确加工内容与技术要求。
3．确定零件加工步骤，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序等。
4．设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，选择刀具，确定切削用量，计算工序尺寸及公差等。
5．数控加工专用技术文件的编写。
二、盒盖零件的加工工艺分析
图2-1 盒盖零件的零件图
（一）材料的选择
该零件的材料为铸铁，毛坯为150×150×55的铸件。
（二）工艺分析
工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件加工精度都有重要影响。由图2-1可知，该盒盖零件的四个侧面为不加工面外，其余平面、型腔、孔都要加工。从定位和加工两个方面综合考虑，以底面为主要定位基准，可先手动铣加工好定位底面，其余主要面和孔为加工中心自动加工内容。
（三）机床的选用
由于上表面及面上的所有孔只需要单工位即可完成，故选用立式加工中心。该零件加工内容只有面和孔，根据其精度和表面粗糙度要求，经粗铣、精铣、钻孔及镗削即可达到全部尺寸要求。故选用国产XH714型立式加工中心。该机床工作台尺寸为400×800mm,X轴行程为600mm,Y轴行程为400mm.Z轴行程为400mm，主轴端面至工作台台面距离125～525mm，定位精度和重复定位精度分别为0.02mm和0.01mm，刀库容量为18把，工件一次装夹后可自动完成铣、钻、镗、铰及攻螺纹等工步的加工。
（四）夹具介绍
在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件定位、夹紧。夹具通常由定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置、连接元件以及夹具体等组成。
夹具种类按使用特点可分为：①万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。②专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。③可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。④组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。
根据上述介绍及结合零件毛坯的自身特点，本次加工选择通用夹具台虎钳即可完成全部的加工。
三、盒盖零件的UG CAD设计
1．绘制长方体，如图3-1所示。
图3-1绘制长方体
2．在工具栏单击[草绘]按钮，绘制草图，如图3-2所示。
图3-2 草图
3．在工具栏单击[拉伸]按钮，选择[求和]，如图3-3所示。
图3-3 拉伸
4．绘制孔特征，如图3-4所示。
图3-4 绘制沉头孔
5．矩形阵列绘制4个孔特征，如图3-5所示。
图3-5 阵列孔特征
6．在工具栏单击[草绘]按钮，绘制草图，如图3-6所示。
图3-6 草图
7．单击[拉伸]按钮，选择[差集]，拔模30度，如图3-7所示。
图3-7 拉伸
8．拉伸切除结果如下，如图3-8所示。
图3-8 实体
四、盒盖零件的工艺设计
（一）选择加工方案
根据零件的形状特点，工件装夹好后，首先选用型腔铣粗加工去除毛坯主要的加工余量。然后再用平面铣精铣需要配合的两个上平面；中间的型腔用Φ10的球头刀精铣方案；由于孔的加工精度要求不高，故沉头孔加工先用Φ14钻头直接钻，再用Φ8平底刀精镗孔Φ22。
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