UGCADUGCAM加工复杂曲面零部件
UGCADUGCAM加工复杂曲面零部件[20200123181801]
【摘要】
以一个充电器零件模型为例,论述了UGCAD/CAM系统在数控加工中的应用过程:通过对零件图进行工艺分析选择合理的工艺装备，拟定合理的加工流程并制定出规定的工艺卡片，在利用UG的建模模块对零件进行曲面造型设计，并且根据该零件结构特点进行工艺分析，使用UG的CAM加工模块设置加工参数来实现自动编程，然后由程序后处理自动生成NC代码，应用了基于MATLAB软件的遗传算法工具箱对铣削加工中的切削参数进行优化。最后将NC代码导入数控铣床，加工出实体零件，从而达到缩短编程时间，提高工作效率及编程质量的目的，这样有效地保证了零件的加工精度。
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关键字:】UG曲面造型；自动编程；数控加工
引言 1
一、 UGCAD/UGCAM的概述 2
（一） UGCAD/UGCAM应用软件的概述 2
（二） UDCAD/UGCAM加工操作过程 2
二、 充电器外壳的加工工艺分析 3
（一） 零件图的工艺分析 3
（二） 加工内容 4
（三） 加工顺序 4
（四） 确定装夹方案 4
（五） 刀具的选择 7
（六） 加工工序卡片 8
三、 利用UGCAD/UGCAM做出零件图 8
四、 零件的刀路分析和加工程序 13
（一） 外壳加工图片 13
（二） 清根程序中的一段 14
五、 UG加工的预期问题和解决方案 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
随着全球经济的发展壮大，市场竞争日趋激烈，新的技术革命不断取得进展及突破，技术上的飞跃发展成为推动世界经济增长的重要因素之一。为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期也越来越短，促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，同时具有复杂曲面的产品越来越多，广泛应用于模具、工具、能源、交通、航空航天和航海等领域中。
数控技术和数控设备是制造工业现代化的重要基础，是自动控制在生产中的具体应用，是一个国家工业现代化水平和综合国力强弱的标志。近年来，由于计算机技术的迅速发展，数控技术的发展也相当的迅速传统的制造技术和制造模式正在被虚拟制造，柔性制造等先进制造技术取代。
虚拟制造技术主要包括产品设计过程仿真和加工过程仿真。由于CAD/CAM软件的不断推出和更新，许多软件都具备了虚拟制造技术的功能。使用UGCAD/UGCAM进行开发设计比使用其他软件要快得多，利用该软件的模型设计和加工制造一体化的功能，合理的对零件设计中的各个数据进行有效的修改，从而保证整个制造过程中各个环节数据的统一。
利用UGCAD/UGCAM进行虚拟仿真加工时，首先根据现实中的加工模型相应地在三维模式下建立实体模型，然后再制造模式下规划加工NC序列，进行自动编程，最终在计算机上进行加工过程仿真。
新形势下，我国机械制造业面临着巨大的挑战和机遇。机械制造中综合应用的CAD/CAM技术，为机械制造业提供了强有力的技术支持，他的应用现状及发展趋势必将对我国的机械制造业产生深远的影响。
一、 UGCAD/UGCAM的概述
（一） UGCAD/UGCAM应用软件的概述
1.UG软件的简介
UG全称Unigraphics软件是美国UGS公司开发的CAD/CAMCAE计算机辅助设计分析和制造应用的软件，是世界三大CAD/CAM顶级软件之一。主要应用于汽车、航空航天、机械、造船、电子等工业领域。
UG自1983年入市发展到最新版本为UG NX6。随着版本的不断更新和功能的不断扩充，UG更扩展了软件的应用范围，面向专一化、智能化 发展。
2.UG软件的特点
（1）集成化：UG软件是一个集成化的CAD/CAM系统软件，它为工程技术人员提供非常强大的应用工具，可完成产品的设计、分析、绘制工程图以及数控编程加工等操作。
（2）主模型的思维：所谓的主模型是指唯一以“电子介质”存在的CAD零件的三维模型数据文件，其他应用文件（如加工、装配、二维绘图和分析等）则通过虚拟装配调用住模型，而不是直接在主模型上进行加工、装配、二维绘图和分析。
（3）单一数据库：各模块数据存储在同一个数据库中，保证设计制造和分析模块中的数据关联。真正实现了CAD/CAM等各模块之间的数据交换的自动切换，可实施进行工程。可保证设计资料的正确性，同时避免反复修改所造成的时间的浪费，提高工作效率。
（4）采用复合建模技术：可将实体建模、曲面建模和参数化建模融为一体，具有较大的灵活性。无需草图，直接通过成型特征和特征操作功能完成几何模型的创建。同时可直接利用实体边缘进行特征操作，不需要定义和参数化新区线。
（5）交互式操作环境，提高设计人员工作效率。
（二） UDCAD/UGCAM加工操作过程
利用UG的加工模块来实现产品数控加工的基本过程与实际加工过程基本上相似。首先，利用计算机辅助设计将零件的几何图形绘制到计算集中形成零件的图形文件，然后调用UG加工模块惊醒刀具路径处理，由计算机自动对零件加工轨迹进行计算和数学处理，从而生成刀位数据文件，然后经过相应的后处理自动生成数控加工代码，并在计算机上动态模拟刀具的加工轨迹。
二、 充电器外壳的加工工艺分析
零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要但又及其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。零件工艺性分析也是数控加工规划的第一步，在此基础上，方可确定零件数控加工所需的数控机床、加工刀具、工艺装备、切削用量、数控加工工艺路线，从而获得最佳的加工工艺方案，最终满足零件工程图纸和有关技术文件的要求。
（一） 零件图的工艺分析
通过零件图的分析，确定零件的加工内容，加工要求，初步确定各个加工结构的加工方法。下面的图纸由UG软件画出来的（如图2-1所示）
图2-1 零件图
（二） 加工内容
该零件的毛培为70*25的铸件。
零件加工内容包括：1、毛培上表面2、零件外轮廓加工3、倒圆角4、清根5、钻孔?6.4、 ?7的孔
（三） 加工顺序
按照先面后孔、先简单后复杂的原则，先安排平面铣削，后安排空和槽的加工。
具体加工工序安排如下先铣削外轮廓，然后粗加工凹槽，再精加工凹槽;用中心钻加工?6.4、 ?7的孔的中心孔，然后用?6.2、 ?7.8钻头钻孔，最后用?6.4、 ?7的钻头钻孔。
（四） 确定装夹方案
一般夹具的选择原则是：在单件生产中应尽可能采用通用夹具；批量生产时应优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后考虑成组夹具和专用夹具。
夹具要尽量开敞，夹紧元件的位置应尽量低，给刀具运动轨迹留有空间。
夹具在机床工作台上的安装位置应确保在主轴的行程范围内能使工件的加工内容全部完成。
自动换刀和交换工作台不能与夹具或工件发生干涉。装夹中常用的夹具有V型块、垫块、平口钳等如下图图2-2、图2-3、图2-4所示：
图2-2 垫块 图2-3 V型块
图2-4 平口钳
（五） 刀具的选择
【摘要】
以一个充电器零件模型为例,论述了UGCAD/CAM系统在数控加工中的应用过程:通过对零件图进行工艺分析选择合理的工艺装备，拟定合理的加工流程并制定出规定的工艺卡片，在利用UG的建模模块对零件进行曲面造型设计，并且根据该零件结构特点进行工艺分析，使用UG的CAM加工模块设置加工参数来实现自动编程，然后由程序后处理自动生成NC代码，应用了基于MATLAB软件的遗传算法工具箱对铣削加工中的切削参数进行优化。最后将NC代码导入数控铣床，加工出实体零件，从而达到缩短编程时间，提高工作效率及编程质量的目的，这样有效地保证了零件的加工精度。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】UG
引言 1
一、 UGCAD/UGCAM的概述 2
（一） UGCAD/UGCAM应用软件的概述 2
（二） UDCAD/UGCAM加工操作过程 2
二、 充电器外壳的加工工艺分析 3
（一） 零件图的工艺分析 3
（二） 加工内容 4
（三） 加工顺序 4
（四） 确定装夹方案 4
（五） 刀具的选择 7
（六） 加工工序卡片 8
三、 利用UGCAD/UGCAM做出零件图 8
四、 零件的刀路分析和加工程序 13
（一） 外壳加工图片 13
（二） 清根程序中的一段 14
五、 UG加工的预期问题和解决方案 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
随着全球经济的发展壮大，市场竞争日趋激烈，新的技术革命不断取得进展及突破，技术上的飞跃发展成为推动世界经济增长的重要因素之一。为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期也越来越短，促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，同时具有复杂曲面的产品越来越多，广泛应用于模具、工具、能源、交通、航空航天和航海等领域中。
数控技术和数控设备是制造工业现代化的重要基础，是自动控制在生产中的具体应用，是一个国家工业现代化水平和综合国力强弱的标志。近年来，由于计算机技术的迅速发展，数控技术的发展也相当的迅速传统的制造技术和制造模式正在被虚拟制造，柔性制造等先进制造技术取代。
虚拟制造技术主要包括产品设计过程仿真和加工过程仿真。由于CAD/CAM软件的不断推出和更新，许多软件都具备了虚拟制造技术的功能。使用UGCAD/UGCAM进行开发设计比使用其他软件要快得多，利用该软件的模型设计和加工制造一体化的功能，合理的对零件设计中的各个数据进行有效的修改，从而保证整个制造过程中各个环节数据的统一。
利用UGCAD/UGCAM进行虚拟仿真加工时，首先根据现实中的加工模型相应地在三维模式下建立实体模型，然后再制造模式下规划加工NC序列，进行自动编程，最终在计算机上进行加工过程仿真。
新形势下，我国机械制造业面临着巨大的挑战和机遇。机械制造中综合应用的CAD/CAM技术，为机械制造业提供了强有力的技术支持，他的应用现状及发展趋势必将对我国的机械制造业产生深远的影响。
一、 UGCAD/UGCAM的概述
（一） UGCAD/UGCAM应用软件的概述
1.UG软件的简介
UG全称Unigraphics软件是美国UGS公司开发的CAD/CAMCAE计算机辅助设计分析和制造应用的软件，是世界三大CAD/CAM顶级软件之一。主要应用于汽车、航空航天、机械、造船、电子等工业领域。
UG自1983年入市发展到最新版本为UG NX6。随着版本的不断更新和功能的不断扩充，UG更扩展了软件的应用范围，面向专一化、智能化 发展。
2.UG软件的特点
（1）集成化：UG软件是一个集成化的CAD/CAM系统软件，它为工程技术人员提供非常强大的应用工具，可完成产品的设计、分析、绘制工程图以及数控编程加工等操作。
（2）主模型的思维：所谓的主模型是指唯一以“电子介质”存在的CAD零件的三维模型数据文件，其他应用文件（如加工、装配、二维绘图和分析等）则通过虚拟装配调用住模型，而不是直接在主模型上进行加工、装配、二维绘图和分析。
（3）单一数据库：各模块数据存储在同一个数据库中，保证设计制造和分析模块中的数据关联。真正实现了CAD/CAM等各模块之间的数据交换的自动切换，可实施进行工程。可保证设计资料的正确性，同时避免反复修改所造成的时间的浪费，提高工作效率。
（4）采用复合建模技术：可将实体建模、曲面建模和参数化建模融为一体，具有较大的灵活性。无需草图，直接通过成型特征和特征操作功能完成几何模型的创建。同时可直接利用实体边缘进行特征操作，不需要定义和参数化新区线。
（5）交互式操作环境，提高设计人员工作效率。
（二） UDCAD/UGCAM加工操作过程
利用UG的加工模块来实现产品数控加工的基本过程与实际加工过程基本上相似。首先，利用计算机辅助设计将零件的几何图形绘制到计算集中形成零件的图形文件，然后调用UG加工模块惊醒刀具路径处理，由计算机自动对零件加工轨迹进行计算和数学处理，从而生成刀位数据文件，然后经过相应的后处理自动生成数控加工代码，并在计算机上动态模拟刀具的加工轨迹。
二、 充电器外壳的加工工艺分析
零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要但又及其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。零件工艺性分析也是数控加工规划的第一步，在此基础上，方可确定零件数控加工所需的数控机床、加工刀具、工艺装备、切削用量、数控加工工艺路线，从而获得最佳的加工工艺方案，最终满足零件工程图纸和有关技术文件的要求。
（一） 零件图的工艺分析
通过零件图的分析，确定零件的加工内容，加工要求，初步确定各个加工结构的加工方法。下面的图纸由UG软件画出来的（如图2-1所示）
图2-1 零件图
（二） 加工内容
该零件的毛培为70*25的铸件。
零件加工内容包括：1、毛培上表面2、零件外轮廓加工3、倒圆角4、清根5、钻孔?6.4、 ?7的孔
（三） 加工顺序
按照先面后孔、先简单后复杂的原则，先安排平面铣削，后安排空和槽的加工。
具体加工工序安排如下先铣削外轮廓，然后粗加工凹槽，再精加工凹槽;用中心钻加工?6.4、 ?7的孔的中心孔，然后用?6.2、 ?7.8钻头钻孔，最后用?6.4、 ?7的钻头钻孔。
（四） 确定装夹方案
一般夹具的选择原则是：在单件生产中应尽可能采用通用夹具；批量生产时应优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后考虑成组夹具和专用夹具。
夹具要尽量开敞，夹紧元件的位置应尽量低，给刀具运动轨迹留有空间。
夹具在机床工作台上的安装位置应确保在主轴的行程范围内能使工件的加工内容全部完成。
自动换刀和交换工作台不能与夹具或工件发生干涉。装夹中常用的夹具有V型块、垫块、平口钳等如下图图2-2、图2-3、图2-4所示：
图2-2 垫块 图2-3 V型块
图2-4 平口钳
（五） 刀具的选择
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