zc1型蜗轮的五轴加工与仿真(附件)
本课题是利用三维CAD/CAM技术对ZC1型蜗轮进行五轴编程与仿真，作用于米克朗UCP800 Duro五轴加工中心上，要求加工出实物。首先根据蜗轮三维模型，规划好从粗加工到精加工的所有工艺（包括刀具、切削用量等）；在UG中生成从粗加工到精加工的所有刀轨；生成的刀具路径后处理生成NC代码文件并导入Vericut。利用现有机床仿真模型进行加工仿真验证，确保程序的正确性；NC程序通过经仿真验证后，输入机床加工出实物零件。关键词 UG，CAD/CAM，VERICUT仿真，五轴定轴加工
目 录
1 引言 1
1.1 数控技术 1
1.2 数控机床的发展过程及特点 1
1.3 CAD/CAM概述 2
1.4 UG NX数控加工介绍 3
1.5 多轴铣加工的介绍 3
2 ZC1型蜗轮的UG建模 4
2.1 ZC1型蜗轮齿面点云计算 4
2.2 蜗轮建模 6
3 蜗轮五轴编程与仿真 10
3.1 规划刀具路径 10
3.2 VERICUT仿真 20
3.3 VERICUT概述 20
3.4 VERICUT机床加工仿真过程 20
4 五轴机床加工过程 23
4.1 Mikron UCP 800 Duro机床结构 23
4.2 加工过程中的实物 24
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
1.1 数控技术
数控，意思即数字控制(Numerical Control NC)。数字控制技术是指利用由数字信号（数字量及字符）形成的控制程序来控制单个或多个机械设备的自动控制技术。数控加工是一种现代化的加工方法，它使用数控技术来加工零件，目前它已成为一个国家制造业发展的象征。
现代工业机械加工一直采用数控加工，而传统工业机械加工都是工人用手工操作机床，那么，数控加工是什么呢？数控加工是指使用了数控机床加工零件的方法，即预先在计算机上准备程序，在处理工件材料之前，并且将这些程序输入到计算机 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
控制的处理机器中进行处理，或者直接在利用计算机控制的数控机床的面板上输入指令来操作机床加工。加工过程（包括走刀、换刀、变速、变向、停车等）由数控机床自动完成的。
对于相对简单的形状，如简单的数控车床的内部和外部轮廓，数控铣床的铣床等)可以手动编程。该方法操作简单、易于掌握、适应性强。自动编程比较复杂，一般用于复杂几何形状的零件，计算量大，无法完成。它适用于具有中等复杂度和低计算复杂度的编程部件，并且必须由机器操作员掌握。常用的自动编程软件包括:UG、Master CAM等。
数控技术的应用不仅给传统制造业带来革命性的变化，而且制造业是工业化的象征，国民生活的一些重要国防汽车等行业在数字化发展中发挥着越来越重要的作用，随着数字控制技术的发展和应用领域的扩大，是现代工业设备发展的一种趋势，如：桥式三坐标数控龙门镗铣床，高速移动通讯五角坐标数控龙门铣机床，数控便携式三坐标数控铣刨床等。
分析零件图到控制介质制造的整个过程被我们称为NC程序的编程。他们之间的区别在与数控机床和普通机床加工零件数控机床是按照程序自动加工零件,我们实现的不同部分处理的目的只需要改变控制机床动作的程序。因此，数控机床特别适合于复杂形状和高精度的小体积零件的加工。
1.2 数控机床的发展过程及特点
1949年，美国帕森斯公司接受美国空军的委托，开发了一种计算装置，用于使自动加工的飞机部件日益复杂化，然后由帕森斯公司首先提出了数控机床的概念。通过采用1952年Parsons的想法，美国麻省理工学院开发出基于管和继电器的数字控制机床，用于控制铣床的加工，它标志着第一代数控系统——管数控系统的诞生。大约在1965年，完全由固定布线的晶体管元器件电路所组成的第二代数控系统——晶体管数控系统被研制成功。
1965年，随着集成电路技术的稳定发展，世界上出现了第三代数控系统集成电路数控系统。
1970年，位于芝加哥举办的国际机床展览会上，第四代数控系统作为数控系统核心首次亮相。
1974年，随着微机在各行各业的渗透，第五代数控系统也出现了微电脑数控系统。
现如今，使用一个或多个计算机作为核心组件的数控系统被统称为计算机数控(CNC)系统。
作为先进的加工技术，数控加工具有以下特点：（1）生产效率的提高，减短生产准备时间;（2）零件加工精度得到提高，稳定了零件质量;（3）具有很大的灵活性和普遍适应性。通过改变程序的方法，可以加工新零件，并且可以完成许多普通机床难以完成的复杂曲面零件的加工;（4）可以提前计算和安排生产计划，加快资金周转速度，提高经济效益;（5）不需要特殊的夹具，普通的夹紧装置可以满足数控加工的要求，节约了成本，大大降低了工人的劳动强度;（6）然而，有一重要点不能被忽视。操作和管理人员的素质要求较高，数控加工的技术维护成本和初期投资较高。
1.3 CAD/CAM概述
CAM(Computer Aided Manufacturing)意思即计算机辅助制造。广义而言，是指从生产到产品制造全过程的计算机辅助的使用，包括工艺设计，工艺设计，自动数控编程，生产操作计划，生产控制和质量控制等。在狭义上它是指计算机对数控程序的编程，包括刀具路径规划，刀具路径模拟和校准，刀具路径生成，以及刀位文件的后处理。
同时CAM 也是指使用计算机和图形设备协助设计人员进行设计工作。在设计中，我们应该使用电脑做大量的计算，分析和比较来确定最佳方案。各种设计信息，无论是文本，数字还是图形，都可以存储在计算机的存储器或外部存储器中且可以快速检索，对于现代社会的需求相应。设计人员通常从草图开始，将其转换为工作表的繁重工作可以通过计算机完成。计算机生成设计的结果可以快速生成图形，以便设计人员能够及时判断和修改设计。计算机可用于编辑，翻译，放大，旋转和复制图形数据处理。
计算机技术的发展为CAD/CAM技术的发展提供了有利条件，并向集成化，智能化，标准化和发展方向发展。近年来，CAD/CAM技术在我国得到了迅速发展，渗透到几乎所有制造工程领域，应用领域越来越成熟，应用范围更广，尤其是机械，电子，建筑，造船，轻工等行业 对CAD/CAM技术的开发和应用具有一定的规模，取得了显着的成绩。
目 录
1 引言 1
1.1 数控技术 1
1.2 数控机床的发展过程及特点 1
1.3 CAD/CAM概述 2
1.4 UG NX数控加工介绍 3
1.5 多轴铣加工的介绍 3
2 ZC1型蜗轮的UG建模 4
2.1 ZC1型蜗轮齿面点云计算 4
2.2 蜗轮建模 6
3 蜗轮五轴编程与仿真 10
3.1 规划刀具路径 10
3.2 VERICUT仿真 20
3.3 VERICUT概述 20
3.4 VERICUT机床加工仿真过程 20
4 五轴机床加工过程 23
4.1 Mikron UCP 800 Duro机床结构 23
4.2 加工过程中的实物 24
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
1.1 数控技术
数控，意思即数字控制(Numerical Control NC)。数字控制技术是指利用由数字信号（数字量及字符）形成的控制程序来控制单个或多个机械设备的自动控制技术。数控加工是一种现代化的加工方法，它使用数控技术来加工零件，目前它已成为一个国家制造业发展的象征。
现代工业机械加工一直采用数控加工，而传统工业机械加工都是工人用手工操作机床，那么，数控加工是什么呢？数控加工是指使用了数控机床加工零件的方法，即预先在计算机上准备程序，在处理工件材料之前，并且将这些程序输入到计算机 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
控制的处理机器中进行处理，或者直接在利用计算机控制的数控机床的面板上输入指令来操作机床加工。加工过程（包括走刀、换刀、变速、变向、停车等）由数控机床自动完成的。
对于相对简单的形状，如简单的数控车床的内部和外部轮廓，数控铣床的铣床等)可以手动编程。该方法操作简单、易于掌握、适应性强。自动编程比较复杂，一般用于复杂几何形状的零件，计算量大，无法完成。它适用于具有中等复杂度和低计算复杂度的编程部件，并且必须由机器操作员掌握。常用的自动编程软件包括:UG、Master CAM等。
数控技术的应用不仅给传统制造业带来革命性的变化，而且制造业是工业化的象征，国民生活的一些重要国防汽车等行业在数字化发展中发挥着越来越重要的作用，随着数字控制技术的发展和应用领域的扩大，是现代工业设备发展的一种趋势，如：桥式三坐标数控龙门镗铣床，高速移动通讯五角坐标数控龙门铣机床，数控便携式三坐标数控铣刨床等。
分析零件图到控制介质制造的整个过程被我们称为NC程序的编程。他们之间的区别在与数控机床和普通机床加工零件数控机床是按照程序自动加工零件,我们实现的不同部分处理的目的只需要改变控制机床动作的程序。因此，数控机床特别适合于复杂形状和高精度的小体积零件的加工。
1.2 数控机床的发展过程及特点
1949年，美国帕森斯公司接受美国空军的委托，开发了一种计算装置，用于使自动加工的飞机部件日益复杂化，然后由帕森斯公司首先提出了数控机床的概念。通过采用1952年Parsons的想法，美国麻省理工学院开发出基于管和继电器的数字控制机床，用于控制铣床的加工，它标志着第一代数控系统——管数控系统的诞生。大约在1965年，完全由固定布线的晶体管元器件电路所组成的第二代数控系统——晶体管数控系统被研制成功。
1965年，随着集成电路技术的稳定发展，世界上出现了第三代数控系统集成电路数控系统。
1970年，位于芝加哥举办的国际机床展览会上，第四代数控系统作为数控系统核心首次亮相。
1974年，随着微机在各行各业的渗透，第五代数控系统也出现了微电脑数控系统。
现如今，使用一个或多个计算机作为核心组件的数控系统被统称为计算机数控(CNC)系统。
作为先进的加工技术，数控加工具有以下特点：（1）生产效率的提高，减短生产准备时间;（2）零件加工精度得到提高，稳定了零件质量;（3）具有很大的灵活性和普遍适应性。通过改变程序的方法，可以加工新零件，并且可以完成许多普通机床难以完成的复杂曲面零件的加工;（4）可以提前计算和安排生产计划，加快资金周转速度，提高经济效益;（5）不需要特殊的夹具，普通的夹紧装置可以满足数控加工的要求，节约了成本，大大降低了工人的劳动强度;（6）然而，有一重要点不能被忽视。操作和管理人员的素质要求较高，数控加工的技术维护成本和初期投资较高。
1.3 CAD/CAM概述
CAM(Computer Aided Manufacturing)意思即计算机辅助制造。广义而言，是指从生产到产品制造全过程的计算机辅助的使用，包括工艺设计，工艺设计，自动数控编程，生产操作计划，生产控制和质量控制等。在狭义上它是指计算机对数控程序的编程，包括刀具路径规划，刀具路径模拟和校准，刀具路径生成，以及刀位文件的后处理。
同时CAM 也是指使用计算机和图形设备协助设计人员进行设计工作。在设计中，我们应该使用电脑做大量的计算，分析和比较来确定最佳方案。各种设计信息，无论是文本，数字还是图形，都可以存储在计算机的存储器或外部存储器中且可以快速检索，对于现代社会的需求相应。设计人员通常从草图开始，将其转换为工作表的繁重工作可以通过计算机完成。计算机生成设计的结果可以快速生成图形，以便设计人员能够及时判断和修改设计。计算机可用于编辑，翻译，放大，旋转和复制图形数据处理。
计算机技术的发展为CAD/CAM技术的发展提供了有利条件，并向集成化，智能化，标准化和发展方向发展。近年来，CAD/CAM技术在我国得到了迅速发展，渗透到几乎所有制造工程领域，应用领域越来越成熟，应用范围更广，尤其是机械，电子，建筑，造船，轻工等行业 对CAD/CAM技术的开发和应用具有一定的规模，取得了显着的成绩。
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