UGCAM的摩擦圆盘数控加工工艺仿真
UGCAM的摩擦圆盘数控加工工艺仿真[20200123190127]
日期： 2012年3月20日 【摘要】
摩擦圆盘在机械设备上应用十分广泛。本文主要对摩擦圆盘的加工工艺进行了分析，包括对摩擦圆盘的材料、毛坯进行选择；工件的装夹；以及工序、走刀、走刀路线的确定及数控加工的各种走刀步骤。重点讨论使用UGCAM对摩擦圆盘进行三维模型、加工仿真。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】摩擦圆盘；工艺分析；UGCAM仿真
引言 4
一、UGCAM简介 5
二、零件的工艺分析 6
（一）零件图的工艺分析 6
（二）加工工艺分析 7
（三）确定进给路线 8
（四）加工余量和刀具的选择 9
（五）毛坯的选择 9
三、加工步骤 9
（一）初始化加工环境 9
（二）创建程序节点 10
（三）创建刀具节点 10
（四）建立加工坐标系 12
四、创建加工操作 12
（一）创建粗加工操作 12
（二）创建半精加工操作 15
（三）创建精加工圆周面操作 16
（四）创建精加工上凹面 17
（五）创建精加工上平面操作 18
（六）创建精加工倒圆弧 20
五、NC程序输出 20
（一）后置处理 20
（二）程序检查和添加注释 22
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
摩擦圆盘在机械中常常会用到，摩擦盘是化纤厂生产涤纶长丝所使用的加弹机上必不可少的关键零件,是高速纺丝机的“心脏”,其作用是摩擦、捻制涤纶长丝,使之卷曲变形。它的工作原理很简单，摩擦传动是机械传动方式中的一种，其原理是一个物体和另外一个物体接触在一起相对运动时会产生摩擦力，主动物体通过摩擦力带动另外一个物体产生相应运动。
摩擦盘总成包括一组单式摩擦片，每个摩擦片都有一对相对摩擦平面。每个摩擦片适于支承在离合器从动摩擦盘的开口中，其中一对底板在它们的一对对准的开口内放置并支承每个摩擦盘。摩擦圆盘就是传动该摩擦力的载体，通过一个摩擦圆盘的旋转带动另一个摩擦圆盘旋转。除此之外，其他很多设备上都有它的身影。
本文主要研究摩擦圆盘的加工工艺，安排加工工序。以及用UGCAM进行三维造型和加工仿真。
一、UGCAM简介
UG（Unigraphics NX）一个交互式CAD/CAM系统，广泛用于工业设计和风格造型、产品设计、仿真、NC加工、模具设计、开发解决方案上面。该软件能适应多种复杂的曲面造型和参数化实体造型，可以直观、准确地反映零、组件之间的装配关系，使产品开发完全实现设计、分析、制造的无图纸生产，并可使产品设计、工装设计和制造等工作并行开展，适用于各种产品的设计与开发，因此而广泛应用于汽车、航空、船舶、通用机械、电器和玩具等行业，以及模具等的设计、分析及制造工程。
1．UG CAM简介
UG CAM即加工制造模块，是UG的重要模块之一，具有举足轻重的地位。其主要功能是承担交互式图形数控编程的任务，即针对已有的CAD三维模型所包含的产品表面几何信息，进行数控加工刀位轨迹的自动计算，完成产品的加工制造，从而实现产品设计者的设计构想。
2．UG CAM的一般操作步骤
图1-1 CAM操作步骤
3．UGCAM和数控加工结合的优点
数控加工是指用记录在在媒体上的数字信息对数控机床进行控制，使它自动地执行规定的加工任务。数控加工是一种现代化的加工手段，同时，数控加工技术也成为一个国家制造业发展的标志。利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。
UGCAM数控加工仿真设计和编程在同一软件内完成，不用图档(资料)转换，省略了很多工序，避免出错拆电极不但方便快捷，而且十分直观。要加工哪里，加工多少，电极是什么样子，一目了然。 单独取出加工，非常方便。刀路实体模拟，让你对刀路看得清楚，看得明白，了如指掌。能够比较CAM加工结果与设计结果，模拟实际加工的粗加工刀路、精加工（加工余量去除）刀路、并能实现刀夹撞击监测，自动生成装夹和刀具清单。
二、零件的工艺分析
（一）零件图的工艺分析
摩擦圆盘包括一组单式摩擦片，每个摩擦片都有一对相对摩擦平面。每个摩擦片适于支承在离合器从动摩擦盘的开口中，其中一对底板在它们的一对对准的开口内放置并支承每个摩擦盘。在一推荐实施例中，底板与摩擦表面轴向对准的周边干涉配合，把底板紧固在从动摩擦盘上的铆钉与摩擦片隔开，因而脱离接触，每个摩擦片有径向延伸的舌片，其厚度等于从动摩擦盘的厚度。
摩擦圆盘的压铸模型零件图如图2-1所示，三维模型图如2-2所示。该零件的毛坯是个圆柱体铸件，材料为H13,尺寸160mm*48mm，其侧面和底面已经加工好了，可以作为本次加工的安装面，这样可以对工件上需要加工的几何进行分解和统计，其中加工型面包括顶盖与侧面。
零件图具体分析：
（1）零件图表达完整清晰，尺寸和技术要求都很明确。
（2）该零件的凹面部分表面粗糙度的要求较高为Ra1.6um，其余部分为Ra3.2um，参数比较合理，易于加工。
（3）该零件的材料为好H13，价格低廉，加工难度不大，容易保证零件的加工质量要求。
（4）本零件的定位基准都为底面，尺寸偏差为＋－0.1mm.
图2-1 摩擦圆盘零件图
图2-2 摩擦圆盘模型三维图
（二）加工工艺分析
加工工艺分析包括工艺路线的制定、加工方法的选择和加工顺序的安排、（结合UC CAM功能）加工模板的选用和相应加工操作中切削工艺参数的选用。
根据先粗后精、先面后孔等工艺划分原则，确定好工件的装夹方式后，针对加工型面的特点来选用合理的加工模板操作。具体分析如下：
（1）从毛坯到成品，显然加工余量很大，结合UG CAM 功能，可以采用型腔铣来去除大部分余量，本零件为H13钢，结合机床的刚性情况，合理选用好开粗刀具和切削用量（每次切深量）。一般情况下，采用平底立铣刀开粗后，再选用圆角铣刀来进行二次开粗，来保证后面余量均匀。选用粗加工加工模板类型时，考虑加工型面的特征，可以选用“跟随型芯型腔铣”操作。
（2）由于顶面的的凹形是球面，一般选用小直径的球头刀具来精加工，主轴转速必须高，刀具进给速度必须大，否则对加工效率有很大影响。为了提高曲面加工质量，除了设置较小的步距宽度或者较小的波峰高度值进行控制外，还必须保证精加工之前加工余量的均匀性，所以可以在精加工顶盖之前安排一道半精加工曲面工序。
在刀路分布形式的选择上，可以根据本零件的型面特点，选用平行切削方法，这种方法加工后的表面形貌较为美观。切削角设置为45度，可使机床工作台相对平稳，减少了切削振动。
日期： 2012年3月20日 【摘要】
摩擦圆盘在机械设备上应用十分广泛。本文主要对摩擦圆盘的加工工艺进行了分析，包括对摩擦圆盘的材料、毛坯进行选择；工件的装夹；以及工序、走刀、走刀路线的确定及数控加工的各种走刀步骤。重点讨论使用UGCAM对摩擦圆盘进行三维模型、加工仿真。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】摩擦圆盘；工艺分析；UGCAM仿真
引言 4
一、UGCAM简介 5
二、零件的工艺分析 6
（一）零件图的工艺分析 6
（二）加工工艺分析 7
（三）确定进给路线 8
（四）加工余量和刀具的选择 9
（五）毛坯的选择 9
三、加工步骤 9
（一）初始化加工环境 9
（二）创建程序节点 10
（三）创建刀具节点 10
（四）建立加工坐标系 12
四、创建加工操作 12
（一）创建粗加工操作 12
（二）创建半精加工操作 15
（三）创建精加工圆周面操作 16
（四）创建精加工上凹面 17
（五）创建精加工上平面操作 18
（六）创建精加工倒圆弧 20
五、NC程序输出 20
（一）后置处理 20
（二）程序检查和添加注释 22
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
摩擦圆盘在机械中常常会用到，摩擦盘是化纤厂生产涤纶长丝所使用的加弹机上必不可少的关键零件,是高速纺丝机的“心脏”,其作用是摩擦、捻制涤纶长丝,使之卷曲变形。它的工作原理很简单，摩擦传动是机械传动方式中的一种，其原理是一个物体和另外一个物体接触在一起相对运动时会产生摩擦力，主动物体通过摩擦力带动另外一个物体产生相应运动。
摩擦盘总成包括一组单式摩擦片，每个摩擦片都有一对相对摩擦平面。每个摩擦片适于支承在离合器从动摩擦盘的开口中，其中一对底板在它们的一对对准的开口内放置并支承每个摩擦盘。摩擦圆盘就是传动该摩擦力的载体，通过一个摩擦圆盘的旋转带动另一个摩擦圆盘旋转。除此之外，其他很多设备上都有它的身影。
本文主要研究摩擦圆盘的加工工艺，安排加工工序。以及用UGCAM进行三维造型和加工仿真。
一、UGCAM简介
UG（Unigraphics NX）一个交互式CAD/CAM系统，广泛用于工业设计和风格造型、产品设计、仿真、NC加工、模具设计、开发解决方案上面。该软件能适应多种复杂的曲面造型和参数化实体造型，可以直观、准确地反映零、组件之间的装配关系，使产品开发完全实现设计、分析、制造的无图纸生产，并可使产品设计、工装设计和制造等工作并行开展，适用于各种产品的设计与开发，因此而广泛应用于汽车、航空、船舶、通用机械、电器和玩具等行业，以及模具等的设计、分析及制造工程。
1．UG CAM简介
UG CAM即加工制造模块，是UG的重要模块之一，具有举足轻重的地位。其主要功能是承担交互式图形数控编程的任务，即针对已有的CAD三维模型所包含的产品表面几何信息，进行数控加工刀位轨迹的自动计算，完成产品的加工制造，从而实现产品设计者的设计构想。
2．UG CAM的一般操作步骤
图1-1 CAM操作步骤
3．UGCAM和数控加工结合的优点
数控加工是指用记录在在媒体上的数字信息对数控机床进行控制，使它自动地执行规定的加工任务。数控加工是一种现代化的加工手段，同时，数控加工技术也成为一个国家制造业发展的标志。利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。
UGCAM数控加工仿真设计和编程在同一软件内完成，不用图档(资料)转换，省略了很多工序，避免出错拆电极不但方便快捷，而且十分直观。要加工哪里，加工多少，电极是什么样子，一目了然。 单独取出加工，非常方便。刀路实体模拟，让你对刀路看得清楚，看得明白，了如指掌。能够比较CAM加工结果与设计结果，模拟实际加工的粗加工刀路、精加工（加工余量去除）刀路、并能实现刀夹撞击监测，自动生成装夹和刀具清单。
二、零件的工艺分析
（一）零件图的工艺分析
摩擦圆盘包括一组单式摩擦片，每个摩擦片都有一对相对摩擦平面。每个摩擦片适于支承在离合器从动摩擦盘的开口中，其中一对底板在它们的一对对准的开口内放置并支承每个摩擦盘。在一推荐实施例中，底板与摩擦表面轴向对准的周边干涉配合，把底板紧固在从动摩擦盘上的铆钉与摩擦片隔开，因而脱离接触，每个摩擦片有径向延伸的舌片，其厚度等于从动摩擦盘的厚度。
摩擦圆盘的压铸模型零件图如图2-1所示，三维模型图如2-2所示。该零件的毛坯是个圆柱体铸件，材料为H13,尺寸160mm*48mm，其侧面和底面已经加工好了，可以作为本次加工的安装面，这样可以对工件上需要加工的几何进行分解和统计，其中加工型面包括顶盖与侧面。
零件图具体分析：
（1）零件图表达完整清晰，尺寸和技术要求都很明确。
（2）该零件的凹面部分表面粗糙度的要求较高为Ra1.6um，其余部分为Ra3.2um，参数比较合理，易于加工。
（3）该零件的材料为好H13，价格低廉，加工难度不大，容易保证零件的加工质量要求。
（4）本零件的定位基准都为底面，尺寸偏差为＋－0.1mm.
图2-1 摩擦圆盘零件图
图2-2 摩擦圆盘模型三维图
（二）加工工艺分析
加工工艺分析包括工艺路线的制定、加工方法的选择和加工顺序的安排、（结合UC CAM功能）加工模板的选用和相应加工操作中切削工艺参数的选用。
根据先粗后精、先面后孔等工艺划分原则，确定好工件的装夹方式后，针对加工型面的特点来选用合理的加工模板操作。具体分析如下：
（1）从毛坯到成品，显然加工余量很大，结合UG CAM 功能，可以采用型腔铣来去除大部分余量，本零件为H13钢，结合机床的刚性情况，合理选用好开粗刀具和切削用量（每次切深量）。一般情况下，采用平底立铣刀开粗后，再选用圆角铣刀来进行二次开粗，来保证后面余量均匀。选用粗加工加工模板类型时，考虑加工型面的特征，可以选用“跟随型芯型腔铣”操作。
（2）由于顶面的的凹形是球面，一般选用小直径的球头刀具来精加工，主轴转速必须高，刀具进给速度必须大，否则对加工效率有很大影响。为了提高曲面加工质量，除了设置较小的步距宽度或者较小的波峰高度值进行控制外，还必须保证精加工之前加工余量的均匀性，所以可以在精加工顶盖之前安排一道半精加工曲面工序。
在刀路分布形式的选择上，可以根据本零件的型面特点，选用平行切削方法，这种方法加工后的表面形貌较为美观。切削角设置为45度，可使机床工作台相对平稳，减少了切削振动。
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