640 配合件的數(shù)控加工工藝分析與仿真【CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+PPT+說明書】
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本科畢業(yè)設(shè)計論文
題 目 配合件的數(shù)控加工工藝分析與仿真
設(shè)計
論文
畢業(yè) 任務(wù)書
一、題目
配合件的數(shù)控加工工藝分析與仿真
二、指導(dǎo)思想和目的要求
本論文是對一對配合件進(jìn)行建模、工藝分析、數(shù)控編程及加工仿真，主要運(yùn)用所學(xué)到的只是對零件圖做出工藝分析，制定出工藝流程，確定加工方案。運(yùn)用pro-e、UG軟件建模以及編程，最終加工出零件。目的：通過對配合件的工藝方案的分析、編程與加工，更加深入的了解加工工藝分析和機(jī)床編程的一般步驟，數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)。同時提高我對CAD/CAM軟件的使用與認(rèn)識，提高我的讀圖繪圖能力。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
1.配合件CAD二維圖紙一份；
2.pro-E建造三維模型；
3.UG軟件出程序；
4.制作出工藝卡片；
5.撰寫一份畢業(yè)論文。
四、進(jìn)度和要求
第一階段：熟悉課題，收集借閱有關(guān)資料、粗?jǐn)M開題報告；(第1-2周)
第二階段：對要加工的零件進(jìn)行工藝分析；(第3-6周)
第三階段：數(shù)控加工工藝的確定；(第7-10周)
第四階段：對零件進(jìn)行實體建模；(第10-11周)
第五階段：對零件進(jìn)行UG編程及加工仿真；(第11-12周)
第六階段：完成論文。(第12-15周)
第七階段：答辯準(zhǔn)備(第16周)
五、主要參考書及參考資料
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摘 要
數(shù)控技術(shù)，是采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。而數(shù)控銑床是在普通銑床上集成了數(shù)字控制系統(tǒng)，可以在程序代碼的控制下較精確地進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。
本文為配合零件的編程與加工，通過數(shù)控銑床的加工，針對具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，加工方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。本文主要從三維模型的建造、加工工藝分析和機(jī)床編程的一般步驟著手，提高我對CAD/CAM軟件的使用與認(rèn)識、提高我的讀圖繪圖能力。最后通過自動編程與加工，希望能在過程中發(fā)現(xiàn)更好的編程方法和加工方法，提高效率，而且運(yùn)用于實際工作中能夠更深入的了解數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床，配合零件，三維模型，加工工藝，自動編程
IV
ABSTRACT
Numerical control technology, is the method that USES digital control of one of the working process of automatic control technology. It is usually controlled by the position, Angle, speed and other mechanical quantity and amount related to the mechanical energy flow switch. Numerical control depends on the data carrier and the binary form data operation. And CNC milling machine is in the common milling machine used digital control system, can be under the control of the program code accurately for milling machine.
This article for programming and machining of the parts, through the processing of CNC milling machine, for specific parts of the process of analysis, the scheme of machining tool and cutting parameter selection, determine the processing order and processing route, the nc machining programming. This article mainly from the construction of the 3 d model, processing technology analysis and the general steps of machine tool programming, improve my understanding of the use of CAD/CAM software and figure drawing, improve my reading ability. Finally, automatic programming and processing, the hope can find better ways of programming and processing in the process method, improve efficiency, and applied to real work can further understand the machining characteristic of nc machine tools.
KEY WORDS: CNC milling machine, cooperate with parts, 3 d model, processing technology, automatic programming
II
目 錄
第一章 緒 論 5
1.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀 5
1.1.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 5
1.1.2數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)的現(xiàn)狀 5
1.2本課題研究的目的及意義 6
1.3課題的主要內(nèi)容 7
第二章 零件的工藝分析 8
2.1零件圖工藝分析 8
2.1.1零件圖分析 8
2.1.2零件毛坯選擇 9
2.2零件定位基準(zhǔn)選擇 9
2.2.1精、粗基準(zhǔn)選擇 9
2.2.2基準(zhǔn)的確定 10
2.3 零件加工工藝規(guī)程分析 11
2.3.1配合件01工件工藝規(guī)程分析 11
2.3.2配合件02工件工藝規(guī)程分析 12
第三章 運(yùn)用pro-E建造三維模型 13
3.1 pro-E簡單介紹 13
3.2創(chuàng)建零件模型 14
3.2.1配合件01工件建模 14
3.2.2配合件02工件建模 20
第四章 配合件的編程及加工仿真 24
4.1 UG編程的簡單介紹 24
4.2以配合件02工件為例進(jìn)行UG編程 25
4.2.1對02工件進(jìn)行模型分析 25
4.2.2加工坐標(biāo)系、幾何體設(shè)定 25
4.2.3創(chuàng)建加工刀具 26
4.2.4加工程序順序管理 26
4.2.5對02工件加工編程 27
4.3刀路仿真及加工代碼輸出 30
4.3.1刀路仿真及加工代碼的輸出 30
4.3.2配合件02工件輸出部分加工代碼 32
第五章 配合件工藝表、程序單 38
5.1配合件01工件工藝表、程序單 38
5.2配合件02工件工藝表、程序單 40
第五章 全文總結(jié) 42
致 謝 43
參考文獻(xiàn) 44
畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 45
附 錄 46
第一章 緒 論
1.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
1.1.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
數(shù)控加工技術(shù)先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計算機(jī)（1970年）和微處理機(jī)或微型計算機(jī)（1974年）等第五代數(shù)控系統(tǒng)。
前三代屬于采用專用控制計算機(jī)的硬接線（硬件）數(shù)控裝置，一般簡稱NC裝置。第四代數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)了采用小型計算機(jī)代替專用硬件控制計算機(jī)，這種稱之為計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（computerized numerical control）也就是CNC。自1979年開始以微處理機(jī)為核心的數(shù)控裝置（microcomuperized numerical control）也就是MNC,得到迅速發(fā)展。
我國數(shù)控系統(tǒng)研究起步于1958年，60、70年代研制了晶體管數(shù)控系統(tǒng)和集成電路數(shù)控系統(tǒng)，在這一段時間里，由于國外技術(shù)封鎖和我國的基本條件限制，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展較慢。到70年代開始，數(shù)控技術(shù)在車、銑、鉆、磨、齒輪加工、電加工等領(lǐng)域全面展開，數(shù)控加一工一中心研制成功。我國在二十世紀(jì)八十年代初期通過引進(jìn)、消化、吸收國外的先進(jìn)技術(shù)，從美國、德國等國家引進(jìn)了一些新技術(shù)，又在“七五”、“八五”、“九五”期間對伺服驅(qū)動技術(shù)進(jìn)行重大科技項目攻關(guān)，取得了重大成果。代表我國當(dāng)前數(shù)控機(jī)床水平的中華1型、航天1型數(shù)控系統(tǒng)已能夠向國內(nèi)各機(jī)床制造廠配套自身的數(shù)控系統(tǒng)所需的伺服系統(tǒng)，還應(yīng)用于一些老設(shè)備的技術(shù)改造。
1.1.2數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)的現(xiàn)狀
目前，我國的機(jī)床工業(yè)正從生產(chǎn)大國逐漸變?yōu)闄C(jī)床強(qiáng)國，主要體現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量不斷發(fā)展和提高。其中，特別是數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床的可靠性不斷提高，由于科學(xué)技術(shù)人員的不懈努力，新的數(shù)控產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)。具體體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：
1) 現(xiàn)已能生產(chǎn)小型儀表機(jī)床、重型機(jī)床，各種精密的、高度自動化的、高效率的機(jī)床。
2) 目前生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)（以數(shù)控機(jī)床為主）大部分都是以PC機(jī)作為控制核心，使得我國生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)在硬件、軟件方面都有不同程度的提升，增強(qiáng)了市場競爭力。
3) 目前已能生產(chǎn)100多種數(shù)控機(jī)床，并研制出六軸五聯(lián)動的數(shù)控系統(tǒng)，可以應(yīng)用于更加復(fù)雜的曲面加工。國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床精度已經(jīng)提高到0.001mm，系統(tǒng)的可靠性也大大提高，這些都源于我國生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)均采用模塊化設(shè)計，并且運(yùn)用超大規(guī)模集成電路，保證了系統(tǒng)的整體可靠性。
1.2 本課題研究的目的及意義
制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，機(jī)械制造業(yè)又是制造業(yè)中的支柱與核心。在現(xiàn)代社會生產(chǎn)領(lǐng)域中，計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造、計算機(jī)輔助管理以及將它們有機(jī)地集成起來的計算機(jī)集成制造(CIM)已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)科技進(jìn)步和實現(xiàn)現(xiàn)代化的標(biāo)志。用計算機(jī)輔助制造工程技術(shù)對我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，是我國制造業(yè)走向世界、走向現(xiàn)代化的必由之路。在國際競爭日益激烈的今天，作為計算機(jī)輔助制造工程技術(shù)基礎(chǔ)的數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的地位顯得愈來愈重要?，F(xiàn)在很多工業(yè)發(fā)達(dá)國家的數(shù)控化率可達(dá)30%以上，數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)械制造業(yè)的主要設(shè)備。我國從1958年開始研制和使用數(shù)控機(jī)床，至今在數(shù)控機(jī)床的品種、數(shù)量和質(zhì)量等方面得到了長足的發(fā)展。特別是在改革開放以來，我國數(shù)控機(jī)床的總擁有量有了顯著的增加。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用和普通機(jī)床的數(shù)控化改造已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造企業(yè)提高競爭力、擺脫困境的有效途徑。
數(shù)控機(jī)床是根據(jù)加工程序?qū)ぜM(jìn)行自動加工的先進(jìn)設(shè)備，工件的加工質(zhì)量主要由機(jī)床的加工精度、工藝和加工程序的質(zhì)量決定，基本上排除了機(jī)床操作人員手工操作技能的影響，但對操作者的綜合素質(zhì)提出了較高的要求。數(shù)控機(jī)床要按照數(shù)控加工程序自動進(jìn)行零件的加工，必須由機(jī)床操作人員具體實施?？梢哉f，數(shù)控加工工藝方案是通過機(jī)床操作人員在數(shù)控機(jī)床上實現(xiàn)的，數(shù)控加工現(xiàn)場經(jīng)驗的積累又是提高數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工程序質(zhì)量的基礎(chǔ)。因此，數(shù)控機(jī)床的操作是企業(yè)生產(chǎn)過程中一個重要的環(huán)節(jié)，數(shù)控機(jī)床操作人員的素質(zhì)和水平將直接影響企業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)成本，高素質(zhì)的數(shù)控機(jī)床操作人員是保證數(shù)控加工工藝得以正確和順利實施的重要條件之一。
從以上可以看出，本課題研究的目的在于設(shè)計比較經(jīng)濟(jì)的工藝規(guī)程，出出合理的G代碼程序，實現(xiàn)理論與實踐的相結(jié)合，提高自己的素質(zhì)和水平能夠更加充分的利用數(shù)控機(jī)床加工。
1.3 課題的主要內(nèi)容
分析課題——配合件，編制出簡單合理的加工程序以及制定出合理有效的工藝規(guī)程，充分利用數(shù)控加工的優(yōu)勢。
在編程、加工仿真過程中主要有一下問題：
1) 分析圖樣容易出現(xiàn)編程繁瑣的問題；
2) 對于薄壁零件的加工處理；
3) 進(jìn)行仿真時，加工執(zhí)行時間長。
設(shè)計的主要內(nèi)容：
1) 對零件圖進(jìn)行工藝分析；
2) 分析工藝規(guī)程；
3) 制定出工藝規(guī)程；
4) 造出三維模型；
5) UG編程出G代碼；
6) 制作出工藝表、程序單。
第二章 零件的工藝分析
2.1 零件圖工藝分析
2.1.1零件圖分析
圖2-1 01工件圖
圖2-1 02工件圖
?? 零件的尺寸公差在0.02—0.1mm之間，表面粗糙度Ra6.3um，其余達(dá)到Ra3.2um。而且01工件有厚度為2mm薄壁，區(qū)域面積較大相對難加工，加工時容易產(chǎn)生變形處理不好可能會導(dǎo)致其壁厚難以保證。
零件形狀如圖2-1、2-2工件圖所示，有輪廓加工、凸面、凸曲面、凹面、凹曲面加工及打孔等。由于典型零件需要配合零件且有薄壁，形狀雖然不是很復(fù)雜，但是工序復(fù)雜，表面質(zhì)量和精度要求高，所以從精度要求上考慮，定位和工序安排比較關(guān)鍵。
2.1.2 零件毛坯選擇
兩配合件01、02從圖上可以看出大輪廓為Φ125mm大圓，切掉兩端兩平端距離為110mm。01工件厚24,02工件厚30。考慮到現(xiàn)有機(jī)床工作臺面是一個平面所以裝夾方式是用壓板壓，所以先下料219*114*26mm和219*114*34mm各留2mm余量。下料長219mm是留有兩端壓壓板45mm余量。
材料：鋁料。
2.2 零件定位基準(zhǔn)選擇
在制定零件的加工工藝流程時，基準(zhǔn)選擇的好壞不僅影響零件的加工位置精度，而且對零件個表面的加工順序也有很大的影響?；鶞?zhǔn)有粗、精基準(zhǔn)之分。選擇定位基準(zhǔn)時要從保證工件的精度要求出發(fā)，所以定位基準(zhǔn)的選擇順序應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。
2.2.1 精、粗基準(zhǔn)選擇
精基準(zhǔn)原則：
1) 基準(zhǔn)重合原則:應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)；
2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則:應(yīng)盡可能選擇同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的加工表面，以保證各加工表面之間的相對位置關(guān)系；
3) 互為基準(zhǔn)原則:當(dāng)工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法；
4) 自為基準(zhǔn)原則:一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為精基準(zhǔn)。
粗基準(zhǔn):最初工序中，只能選擇以未加工的毛坯面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn):用已加工過的表面為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。
粗基準(zhǔn)原則:
1) 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)；
2) 如果工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)；
3) 零件上有較多加工面時，為使各加工表面都得到足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯上加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)；
4) 選擇粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔、不能有飛邊、堯口、冒口及其它缺陷，以便定位準(zhǔn)確、可靠；
5) 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向通常只允許使用一次，否則會造成較大的定位誤差。
2.2.2 基準(zhǔn)的確定
根據(jù)以上基準(zhǔn)選擇原則，結(jié)合實際零件以及按照基準(zhǔn)面先主后次、先近后遠(yuǎn)、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原則依次劃分工序加工原則。在對毛坯219*114*26mm和219*114*34mm料粗開時：
1) 先銑大面以一面為粗基準(zhǔn)，多次翻面加工銑厚度24mm和30mm到位；
2) 以一側(cè)面為拉直粗基準(zhǔn)銑另一側(cè)面見光，再倒壓板以銑光側(cè)面為精基準(zhǔn)銑另一側(cè)面，銑寬度110mm到位;
3) 以同樣的方法銑長度215mm到位。
2.3 零件加工工藝規(guī)程分析
2.3.1 配合件01工件工藝規(guī)程分析
圖2-3 圖2-4
配合件01工件如圖圖2-3帶有凹槽周邊有薄壁，如圖圖2-4是凸出曲面和中間部分下凹曲面。如果以圖2-4作為A面先加工，翻面以其為基準(zhǔn)面加工作為B面的圖2-3就不好裝夾，因為圖2-4面不是一個平面。所以選擇圖2-3面為A面，做完A面以其為基準(zhǔn)面翻面加工作為B面的圖2-4面。但是圖2-3面做A面存在問題是有薄壁如果翻面做基準(zhǔn)面很有可能損壞其薄壁，可是又不能把圖2-4作為A面，只能將圖2-3作為A面。所以，最終解決辦法是以圖2-3作為A面，圖2-4作為B面。先將毛料銑到215*110*2 4mm到位，然后以B面做基準(zhǔn)加工A面，A面加工完后用水泥填充凹槽及凹槽以外，將A面填平，防止薄壁變形或損壞，再以A面作為基準(zhǔn)加工B面。根據(jù)實際情況結(jié)合理論知識將加工基準(zhǔn)坐標(biāo)設(shè)在工件中心位置是合理的，沿著長邊215mm作為X方向，短邊110mm作為Y方向。
A面加工，定好坐標(biāo)后先做整體開粗銑出形狀，再銑下凹曲面，完了對薄壁處做精修，清根、倒尖角。粗開時側(cè)壁可以多留點(diǎn)余量，對薄壁加工時可多次反復(fù)加工，編程選擇層優(yōu)先，吃刀量給少點(diǎn)，防止變形。最后銑Φ20mm兩個窩,窩深10mm；再將兩Φ10mm的孔，初孔做到Φ8mm，作為工藝孔。
翻面進(jìn)行B面加工，以兩Φ8mm的孔拉直找正，定坐標(biāo)，開粗銑形，再銑下凹曲面跟凸出曲面，清根、倒尖角；做兩Φ10mm的孔到位。最后再走兩個切斷程序去除壓板余量。
2.3.2 配合件02工件工藝規(guī)程分析
圖2-5 圖2-6
配合件02工件如圖圖2-5中間部分凸臺比周圍高，如圖圖2-6中間是凹槽，凹槽里有一凸出曲面但是卻低于周圍部分，而且圖2-6壁還是挺厚的。所以，可以選擇圖2-6這面作為A面，圖2-5這面作為B面加工?；鶞?zhǔn)坐標(biāo)系的選擇與01工件一樣。為了保險，在A面做基準(zhǔn)面加工B面時也可以采用01工件的方法用水泥把凹槽填平。
A面加工，定好坐標(biāo)后先做整體開粗銑出形狀，再銑凸曲面及凹槽，清根、倒尖角；再將兩Φ10mm的孔，初孔做到Φ8mm，作為工藝孔。
翻面進(jìn)行B面加工，以兩Φ8mm的孔拉直找正，定坐標(biāo)，開粗銑形，再銑下凸臺，清根、倒尖角；做兩Φ10mm的孔到位。最后再走兩個切斷程序去除壓板余量。
第三章 運(yùn)用pro-E建造三維模型
3.1 pro-E簡單介紹
pro-E是Pro/Engineer的簡稱，更常用的簡稱是ProE或Pro/E，Pro/E是美國參數(shù)技術(shù)公司 （Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。pro-e作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的模具和產(chǎn)品設(shè)計三維CAD/CAM軟件之一。 Pro/E第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。
Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。
1) 參數(shù)化設(shè)計
相對于產(chǎn)品而言，可以把它看成幾何模型，而無論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念；
2) 基于特征建模
Pro/E是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如 系列化快餐托盤設(shè)計[1]腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活，特別是在設(shè)計系列化產(chǎn)品上更是有得天獨(dú)到的優(yōu)勢；
3) 單一數(shù)據(jù)庫
Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)合起來。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。 大型捕鯨船裝配設(shè)計；
4) 直觀裝配管理
Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“貼合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)計意圖。高級的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制；
5) 易于使用
菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項和預(yù)先選取的最普通選項，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。
3.2創(chuàng)建零件模型
零件圖
3.2.1 配合件01工件建模
1. 打開pro-E中新建一個窗口，文件名輸入“01gongjian”，注意：選擇使用缺省‘mmns_part_solid’。
2. 首先做出厚11mm圖輪廓外形的拉伸實體，拉伸位置定義，選擇FRONT面繪制輪廓外形，拉伸選擇拉伸厚度11mm,確認(rèn)拉伸，如圖3-1、3-2、3-3所示。
圖3-1 草繪界面 圖3-2拉伸
圖3-3拉伸實體
上圖如圖3-1草圖那樣放置是為了下一步兩橢圓畫起來方便。
3. 拉伸位置定義，選擇圖3-3實體上表面作為草繪平面，繪制草圖，拉伸選擇厚度為6mm,確認(rèn)拉伸，做出突出臺如圖3-4、3-5所示。
圖3-4草繪界面 圖3-5拉伸凸臺實體
4. 拉伸位置定義，使用先前平面作為草圖平面，繪制兩端頭草圖，拉伸選擇厚度6mm,確認(rèn)拉伸做出兩端頭，再拉伸位置定義，選擇圖3-6實體上表面為草圖平面，繪制草圖，拉伸去除材料，注意箭頭方向，向下去除深度8mm,確認(rèn)做出薄壁，如圖3-6、3-7、3-8、3-9所示。注意做薄壁時，薄壁內(nèi)部深度。
圖3-6兩端頭拉伸草圖 圖3-7兩端頭拉伸
圖3-8拉伸去除材料草繪 圖3-9拉伸去除材料
5. 用倒圓角、打孔命令，倒圓角圓角6度，做兩窩孔與兩Φ10的孔如圖3-10、3-11、3-12、3-13所示。01工件A面完。
圖3-10倒圓角界面 圖3-11倒圓角
圖3-12打孔界面 圖3-13打孔
6. 翻面拉伸位置定義，選擇下表面為草圖平面繪制草圖如圖3-14、3-15所示，拉伸厚度3.5mm，確認(rèn)拉伸出臺，用同樣的方法拉伸出第二個凸臺，如圖3-16、3-17所示。
圖3-14繪制草圖截面 圖3-15草圖界面繪制草圖
圖3-16拉伸兩凸臺1 圖3-17拉伸兩凸臺2
7. 旋轉(zhuǎn)位置定義，選擇RIGHT面為草繪平面，畫旋轉(zhuǎn)中心線繪制草圖，旋轉(zhuǎn)360度確定做出上曲面如圖3-18、3-19所示。
圖3-18旋轉(zhuǎn)上曲面草圖 圖 3-19旋轉(zhuǎn)上曲面
8. 旋轉(zhuǎn)位置定義，選擇RIGHT面為草繪平面，畫旋轉(zhuǎn)中心線繪制草圖，旋轉(zhuǎn)360度確定做出中間下凹曲面如圖3-20、3-21、3-22所示。
圖3-20旋轉(zhuǎn)草圖界面 3-21旋轉(zhuǎn)360度
圖3-22旋轉(zhuǎn)兩下凹曲面
9. 拉伸位置定義，去除材料做出四個凸曲面，如圖3-23、3-24所示。
圖3-23去除兩邊材料 圖3-24去除多余材料
到此，配合件01工件就建模完成了。
3.2.2 配合件02工件建模
1. 打開pro-E中新建一個窗口，文件名輸入“02gongjian”，注意：選擇使用缺省‘mmns_part_solid’。
2. 首先草繪位置，選擇RIGHT面為草繪面，繪制圖輪廓草圖3-25、3-36所示。
圖3-25草圖界面 圖3-26草繪輪廓
3. 拉伸位置定義，使用先前平面做草繪平面，繪制草圖拉伸出厚22mm的大輪廓實體，再次以拉伸實體上表面為草繪平面，繪制草圖拉伸出高6mm和8mm的突出臺如圖3-27、3-28、3-29、3-30所示，02工件B面完。
圖3-27大輪廓實體草圖界面 圖3-28拉伸大輪廓實體
圖3-29 02拉伸周邊凸臺 圖3-30 拉伸中間凸臺
4. 翻面拉伸以翻面上表面為草繪平面，激活草圖輪廓，拉伸去除材料深度15mm，確定做出凹槽與同樣方法做出中心孔如圖3-31、3-32、3-33、3-34所示。
圖3-31凹槽草繪界面 圖3-32凹槽
圖3-33中心孔草繪界面 圖3-34中心孔
5. 旋轉(zhuǎn)位置定義，選擇FRONT面做草繪平面，繪制中心線草圖，旋轉(zhuǎn)360度命，確定做出中間下凹曲面如圖3-35、3-36、3-37所示。
圖3-35旋轉(zhuǎn)草圖界面 圖3-36旋轉(zhuǎn)角度360度
圖3-27旋轉(zhuǎn)凸曲面
到此，配合件02工件就建模完成了。
第四章 配合件的編程及加工仿真
4.1 UG編程簡單介紹
UG編程是指采用西門子公司研發(fā)的專業(yè)3D軟件NXUG，進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的數(shù)字程序的編制。是當(dāng)前世界最先進(jìn)、面向先進(jìn)制造行業(yè)、緊密集成的CAID/CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)，提供了從產(chǎn)品設(shè)計、分析、仿真、數(shù)控程序生成等一整套解決方案。UG CAM是整個UG系統(tǒng)的一部分，它以三維主模型為基礎(chǔ)，具有強(qiáng)大可靠的刀具軌跡生成方法，可以完成銑削（2.5軸～5軸）、車削、線切割等的編程。UG CAM是模具數(shù)控行業(yè)最具代表性的數(shù)控編程軟件，其最大的特點(diǎn)就是生成的刀具軌跡合理、切削負(fù)載均勻、適合高速加工。另外，在加工過程中的模型、加工工藝和刀具管理，均與主模型相關(guān)聯(lián)，主模型更改設(shè)計后，編程只需重新計算即可，所以UG編程的效率非常高。
UG CAM主要由5個模塊組成，即交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和后置處理模塊，下面對這5個模塊作簡單的介紹。
1) 交互工藝參數(shù)輸入模塊：通過人機(jī)交互的方式，用對話框和過程向?qū)У男问捷斎氲毒?、夾具、編程原點(diǎn)、毛坯和零件等工藝參數(shù)。
2) 刀具軌跡生成模塊:具有非常豐富的刀具軌跡生成方法，主要包括銑削（2.5軸～5軸）、車削、線切割等加工方法。本書主要講解2.5軸和3軸數(shù)控銑加工。
3) 刀具軌跡編輯模塊:刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運(yùn)動軌跡，并提供延伸、縮短和修改刀具軌跡的功能。同時，能夠通過控制圖形和文本的信息編輯刀軌。
4) 三維加工動態(tài)仿真模塊:是一個無須利用機(jī)床、成本低、高效率的測試NC加工的方法。可以檢驗刀具與零件和夾具是否發(fā)生碰撞、是否過切以及加工余量分布等情況，以便在編程過程中及時解決。
5) 后處理模塊:包括一個通用的后置處理器（GPM），用戶可以方便地建立用戶定制的后置處理。通過使用加工數(shù)據(jù)文件生成器（MDFG），一系列交互選項提示用戶選擇定義特定機(jī)床和控制器特性的參數(shù)，包括控制器和機(jī)床規(guī)格與類型、插補(bǔ)方式、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)等。
UG編刀路這塊相對來說比較不錯，雖然參數(shù)有點(diǎn)多，但是很多可以設(shè)置模板，甚至簡單的工件還可以自動編程。
4.2以配合件02工件為例進(jìn)行UG編程
4.2.1 對02工件進(jìn)行模型分析
模型分析目的：
1) 為了確定合適的加工工藝（這步在工藝那章已經(jīng)做過了，這里就不再做了）；
2) 為了選擇合適的刀具；
3) 為了檢查是否有加工不到的負(fù)面。
用到的工具有測量工具、圓角半徑工具、拔模分析工具、斜率分析工具。如圖4-1、4-2所示對零件進(jìn)行測量分析、圓角半徑分析。
圖4-1測量分析 圖4-2圓角半徑分析
4.2.2加工坐標(biāo)系、幾何體設(shè)定
設(shè)定加工坐標(biāo)系的目的是為了確定編程原點(diǎn)位置，便于輸出加工代碼到機(jī)床上加工時與機(jī)床上對刀的加工原點(diǎn)（G54）重合；而設(shè)置加工幾何體的目的是為了告訴機(jī)床我們加工的模型是什么樣子，毛坯是什么樣子，還有我們的夾具是什么樣子的。如圖4-3、4-4所示是加工坐標(biāo)系、加工幾何體的設(shè)定。
圖4-3坐標(biāo)設(shè)定 圖4-4幾何體設(shè)定
4.2.3創(chuàng)建加工刀具
創(chuàng)建加工刀具的目的是告訴我們的系統(tǒng)我們用什么樣的刀對零件進(jìn)行加工。
圖4-5選擇刀具 圖4-6刀具參數(shù)
1)選擇創(chuàng)建刀具命令；
2)選擇要用的刀具，刀具名最好跟你選的刀匹配，如圖4-5所示；
3)確定，在平刀 參數(shù)”對話框中，更改所需的刀具參數(shù)，如圖4-6所示。
4.2.4加工程序順序管理
在空白處單擊右鍵，選擇“程序順序視圖”出現(xiàn)如圖4-7所示的加工程序順序排列。它的目的是管理加工工序的先后順序。在程序順序視圖下看到的工序排列順序就是輸出加工代碼的順序，粗加工精加工的順序如果不正確將導(dǎo)致機(jī)床撞刀、加工仿真時也是從上到下的順序。
圖4-7程序順序視圖
4.2.5對02工件加工編程
以上加工前的準(zhǔn)備工作做好之后就可以選擇創(chuàng)建工序命令，如圖4-8所示。注意刀具與幾何體是必須要選的，如圖4-9、4-10所示，也是最容易漏掉的地方。確定后定義好切削參數(shù)對零件開粗生成刀路如圖4-11、4-12所示。接下來再對零件半精、精加工清角等，如圖4-13、4-14所示。
圖4-8工序創(chuàng)建
. 圖4-9刀具選擇 圖4-10幾何體選擇
圖4-11粗開 圖4-12粗開刀軌
圖4-13半精刀軌 圖4-14精刀軌
翻面確定坐標(biāo)系后定義好切削參數(shù)對零件開粗生成刀路如圖4-15所示。接下來再對零件精加工等，如圖4-16所示。
圖4-15粗開刀軌 圖4-16精刀軌
4.3刀路仿真及加工代碼輸出
4.3.1刀路仿真及加工代碼的輸出
1) 刀路仿真，在選項里勾選“碰撞時暫?！保诔绦蚶餀C(jī)床控制選擇運(yùn)動輸出類型為“直線”這樣輸出的代碼就是點(diǎn)線型的如圖4-17、4-18所示。
圖4-17碰撞檢測 圖4-18運(yùn)動輸出類型選擇
2) 在2D動態(tài)下的刀路仿真，如圖4-19、4-20所示。
圖4-19加工仿真
圖4-20 2D比較
3) 后處理加工代碼輸出，如圖4-21所示。
圖4-21后處理
4.3.2配合件02工件輸出部分加工代碼
精下凹槽凸曲面，由于程序太大這里截了部分程序
%
N0020 G0 G90 G54 Z100
N0030 M03 S3000 F3000
N0040X3.8533 Y17.7507
N0050 Z50
N0070 G1 Z-3.3
N0080 X4.2235 Y16.6564
N0090 X4.7687 Y15.638
N0100 X5.474 Y14.7231
N0110 X6.3201 Y13.9367
N0120 X7.284 Y13.3001
N0130 X8.7647 Y12.3746
N0140 X10.1291 Y11.285
N0150 X11.3592 Y10.0458
N0160 X12.4387 Y8.6734
N0170 X13.3533 Y7.186
N0180 X14.0909 Y5.6033
N0190 X14.4919 Y4.4647
N0200 X14.8011 Y3.2979
N0210 X15.0938 Y1.458
N0220 X15.1587 Y-.4038
N0230 X14.9948 Y-2.2596
N0240 X14.6046 Y-4.0812
N0250 X13.9939 Y-5.8413
N0260 X13.172 Y-7.5131
N0270 X12.1513 Y-9.0716
N0280 X10.9472 Y-10.4932
N0290 X9.5544 Y-11.7755
N0300 X8.0127 Y-12.8743
N0310 X6.346 Y-13.7723
N0320 X4.5804 Y-14.4558
N0330 X2.7435 Y-14.9138
N0340 X.8637 Y-15.1395
N0350 X-1.0295 Y-15.1291
N0360 X-2.9066 Y-14.8829
N0370 X-4.7384 Y-14.4047
N0380 X-6.4964 Y-13.702
N0390 X-8.1531 Y-12.7857
N0400 X-9.6828 Y-11.6702
N0410 X-11.0615 Y-10.3727
N0420 X-12.2678 Y-8.9135
N0430 X-13.2828 Y-7.3154
N0440 X-14.0909 Y-5.6033
N0450 X-14.6379 Y-3.9601
N0460 X-14.9939 Y-2.2652
N0470 X-15.1544 Y-.5408
N0480 X-15.1173 Y1.1907
N0490 X-14.8829 Y2.9066
N0500 X-14.4544 Y4.5846
N0510 X-13.8374 Y6.2029
N0520 X-13.0399 Y7.7402
N0530 X-12.0723 Y9.1765
N0540 X-10.9472 Y10.4932
N0550 X-9.6255 Y11.7174
N0560 X-8.168 Y12.7763
N0570 X-6.5951 Y13.6548
N0580 X-4.9292 Y14.3406
N0590 X-3.1937 Y14.824
N0600 X-1.4131 Y15.0981
N0610 X.3874 Y15.1591
N0620 X2.1825 Y15.0062
N0630 X3.9467 Y14.6415
N0640 X5.6553 Y14.0701
N0650 X7.284 Y13.3001
N0660 X8.3395 Y12.8307
N0670 X9.4579 Y12.5413
N0680 X10.6086 Y12.4397
N0690 X11.7603 Y12.5288
N0700 X12.8817 Y12.8061
N0710 Z-.3
N0720 G0 Z10.
N0260 X9.7835 Y27.2537
N0270 X10.3236 Y26.1556
N0280 X11.0466 Y25.1684
N0290 X11.9306 Y24.3221
N0300 X12.9484 Y23.6428
N0310 X15.0146 Y22.3875
N0320 X16.9601 Y20.9522
N0330 X18.7692 Y19.3484
N0340 X20.4272 Y17.5889
N0350 X21.921 Y15.6879
N0360 X23.2384 Y13.6608
N0370 X24.3689 Y11.5237
N0380 X25.3034 Y9.294
N0390 X25.9394 Y7.3342
N0400 X26.4238 Y5.3316
N0410 X26.7538 Y3.2979
N0420 X26.9418 Y.8826
N0430 X26.9123 Y-1.5398
N0440 X26.6653 Y-3.9497
N0450 X26.2031 Y-6.3277
N0460 X25.5292 Y-8.6547
N0470 X24.6491 Y-10.9117
N0480 X23.5699 Y-13.0806
N0490 X22.3003 Y-15.1438
N0500 X20.8507 Y-17.0848
N0510 X19.2326 Y-18.8877
N0520 X17.4261 Y-20.5663
N0530 X15.4738 Y-22.0727
N0540 X13.392 Y-23.3943
N0550 X11.1981 Y-24.5203
N0560 X8.9105 Y-25.441
N0570 X6.5484 Y-26.1488
N0580 X4.1314 Y-26.6378
N0590 X1.6799 Y-26.9039
N0600 X-.7857 Y-26.9448
N0610 X-3.2447 Y-26.7603
N0620 X-5.6766 Y-26.3518
N0630 X-8.061 Y-25.7228
N0640 X-10.3779 Y-24.8785
N0650 X-12.6079 Y-23.8261
N0660 X-14.7325 Y-22.5742
N0670 X-16.7337 Y-21.1335
N0680 X-18.5949 Y-19.5159
N0690 X-20.3006 Y-17.7349
N0700 X-21.8363 Y-15.8056
N0710 X-23.1893 Y-13.744
N0720 X-24.3482 Y-11.5674
N0730 X-25.3034 Y-9.294
N0740 X-26.0643 Y-6.8771
N0750 X-26.5948 Y-4.3996
N0760 X-26.8904 Y-1.8831
N0770 X-26.9484 Y.65
N0780 X-26.7684 Y3.1773
N0790 X-26.3518 Y5.6766
N0800 X-25.7024 Y8.1257
N0810 X-24.8259 Y10.5031
N0820 X-23.7301 Y12.7876
N0830 X-22.4246 Y14.9591
N0840 X-20.9211 Y16.9985
N0850 X-19.2326 Y18.8877
N0860 X-17.405 Y20.5841
N0870 X-15.4285 Y22.1043
N0880 X-13.32 Y23.4354
N0890 X-11.0975 Y24.5659
N0900 X-8.7801 Y25.4863
N0910 X-6.3875 Y26.1886
N0920 X-3.9402 Y26.6667
N0930 X-1.4593 Y26.9167
N0940 X1.0342 Y26.9364
N0950 X3.5187 Y26.7256
N0960 X5.9732 Y26.2861
N0970 X8.3766 Y25.6217
N0980 X10.7083 Y24.7381
N0990 X12.9484 Y23.6428
N1000 X14.0689 Y23.151
N1010 X15.258 Y22.8619
N1020 X16.4793 Y22.7843
N1030 X17.6954 Y22.9206
N1040 X18.8692 Y23.2666
N1050 Z-12.
N1060 G01 Z10.
N1070 G00 Z100.
N1080 M02
%
第五章 配合件工藝表、程序單
5.1配合件01工件工藝表程序單
01工件工藝表
工藝表
名稱
配合件
組件號
01工件
工序號
工種
工序內(nèi)容
數(shù)量
備注
10
數(shù)控
1. 取毛坯料219*114*26mm多次翻面，刷面厚度為24mm到位
1件
2. 銑兩側(cè)面都見光保證寬110mm
3. 銑兩端頭都見光保證長215mm
10工序程序手編
30
數(shù)控
1. 裝夾10工序銑好的215*110*24mm料，215mm兩端壓壓板，壓板壓料不超過45mm
1件
2. 分中定坐標(biāo)，保證加工坐標(biāo)系在料的幾何中心
3. 粗開A面銑出形狀，側(cè)壁留1mm余量
4. 半精下凹面，留0.05mm余量
5. 精下凹面去余量
6. 精修側(cè)壁
7. 倒尖角
8. 按圖做2-Φ10H7孔初孔Φ8H7，作為工藝孔
50
數(shù)控
1. 翻面加工B面，以Φ8H7工藝孔拉直定位，分中定坐標(biāo)
1件
2. 粗開銑出形狀，底面留1mm余量
3. 半精銑4個凸出曲面及下凹曲面
4. 精銑4個凸出曲面及下凹曲面
5. 倒尖角
6. 做2-Φ10H7孔到位
7. 切斷
01工件程序單
程序單
名稱
配合件
組件號
01工件
程序名
坐標(biāo)系
刀具
刀具加持長度
程序描述
01A1
A
D8
>8
粗開銑形
01A2
A
D4
>15
半精下凹面
01A3
A
D4
>15
精修側(cè)壁
01A4
A
D6R3
>10
精下凹面
01A5
A
D4
>15
倒尖角
01A6
A
孔位
>24
2-Φ10H7初孔
01B1
B
D4
>10
粗開銑形
01B2
B
D4
>10
半精凸曲面及凹槽側(cè)壁
01B3
B
D63
>6
精凸曲面及凹槽側(cè)壁
01B4
B
D4
>10
倒尖角
01B5
B
孔位
>24
2-Φ10H7孔
01B6
B
D8
>24
切斷
01B7
B
D8
>24
切斷
5.2配合件02工件工藝表程序單
02工件工藝表
工藝表
名稱
配合件
組件號
02工件
工序號
工種
工序內(nèi)容
數(shù)量
備注
10
數(shù)控
1. 取毛坯料219*114*34mm多次翻面，刷面厚度為30mm到位
1件
2. 銑兩側(cè)面都見光保證寬110mm
3. 銑兩端頭都見光保證長215mm
10工序程序手編
30
數(shù)控
1. 裝夾10工序銑好的215*110*30mm料，215mm兩端壓壓板，壓板壓料不超過45mm
1件
2. 分中定坐標(biāo)，保證加工坐標(biāo)系在料的幾何中心
3. 粗開A面銑出形狀，側(cè)壁留1mm余量
4. 半精凸曲面及凹槽側(cè)壁，留0.5mm余量
5. 精凹槽側(cè)壁
6. 精銑凸曲面
7. 倒尖角
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