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密級(jí):學(xué)號(hào):111202020021本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))QQ企鵝造型設(shè)計(jì)與數(shù)控加工學(xué)院:__________________________專(zhuān)業(yè):__________________________班級(jí):__________________________學(xué)生姓名:__________________________指導(dǎo)老師:__________________________完成日期:__________________________PAGEIV 摘要在計(jì)算機(jī)逐步發(fā)展的時(shí)代,UG造型設(shè)計(jì)已經(jīng)越來(lái)越多的被應(yīng)用到諸多領(lǐng)域。尤其是在數(shù)控加工方面顯得尤為突出。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)產(chǎn)品外觀(guān)造型越來(lái)越看重。人們更是期待看到一些形狀復(fù)雜,樣子精美的產(chǎn)品。如果將UG與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)合起來(lái),它就剛好能夠完成對(duì)這些類(lèi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和數(shù)控加工。目前。玩具制造業(yè)正蓬勃發(fā)展,而此次畢業(yè)論文將要設(shè)計(jì)的更是一個(gè)非常漂亮和精致的QQ企鵝掛件,相信會(huì)非常迎合社會(huì)潮流。本次畢業(yè)設(shè)計(jì),介紹了QQ企鵝產(chǎn)品從毛坯到成品的大致過(guò)程。通過(guò)對(duì)零件圖的分析,選擇毛坯材料和相關(guān)加工設(shè)備,確定定位基準(zhǔn)和裝夾方案,分析了刀具的選擇原則、切削用量的選擇原則和加工工藝方案。然后編制了工序卡片、工藝卡片和刀具卡片。在設(shè)計(jì)中先運(yùn)用UGNX6.0繪圖軟件繪制出QQ企鵝,然后運(yùn)用后置處理功能自動(dòng)生成數(shù)控程序,然后設(shè)置數(shù)控仿真的相關(guān)參數(shù),并模擬QQ企鵝的虛擬加工過(guò)程。最后用數(shù)控機(jī)床做出QQ企鵝。關(guān)鍵詞:造型設(shè)計(jì);數(shù)控加工;加工工藝;數(shù)控程序
AbstractIntheprogressivedevelopmentofcomputerage,andUGdesignisincreasinglybeingappliedtomanyotherareas.EspeciallyintheCNCmachiningisparticularlyprominent.Alongwiththesocio-economicdevelopment,peopleonproductappearanceandvalue.Peoplearelookingforwardtoseeingsomecomplexshapes,attractiveproducts.IfUGjoinforceswithCNCmachines,itwilljustbeabletocompletethedesignandCNCmachiningoftheseproducts.Atpresent.Toyindustryisbooming,andthegraduationthesiswillbedesigningisaverybeautifulandrefinedtheQQPenguinpendants,Ibelieveitwillcatertosocialtrends.Thegraduationdesign,introducingtheQQPenguinfromroughtofinishedproducts.Byanalyzingthepartsdiagram,selectblankmaterialsandrelatedprocessingequipmenttodeterminepositioningandclamping,analyzesthetoolselectionprinciples,selectioncuttingandmachiningprocess.Cards,cardsandthendevelopedaprocesstoolcard.DesigndrawingUGNX6.0drawingsoftwareQQPenguinfirstandthenapplyingpostprocessingfeaturesautomaticgenerationofNCprograms,andthensettheparametersofNCsimulation,QQPenguinandsimulationofvirtualmachiningprocess.Finally,numericallycontrolledmachinetoolsusedtomakeQQPenguin.Keywords:shapedesign;NCmachining;Theprocessingtechnology;NCprogram.
目錄HYPERLINK摘要 IHYPERLINKAbstract II第一章HYPERLINK論緒 1HYPERLINK1.1UG的發(fā)展 1HYPERLINK1.2數(shù)控的發(fā)展 1HYPERLINK1.3玩具市場(chǎng) 1HYPERLINK第二章UG軟件的功能簡(jiǎn)介 2HYPERLINK2.1UG含義 2HYPERLINK2.2UG/Modeling模塊 2HYPERLINK2.2.1UG實(shí)體建模 2HYPERLINK2.2.2UG特征建模 2HYPERLINK2.2.3UG自由曲面建模 2HYPERLINK2.3UG/Manufacturing模塊 2HYPERLINK2.3.1UG加工基礎(chǔ) 2HYPERLINK2.3.2后處理及加工后置處理 2HYPERLINK2.3.3UG型芯、型腔銑削 3HYPERLINK2.3.4UG平面銑削 3HYPERLINK2.3.5UG切削仿真 3HYPERLINK2.4UG其它模塊 3HYPERLINK第三章基于UG的三維造型設(shè)計(jì) 4HYPERLINK3.1QQ企鵝零件結(jié)構(gòu)形狀 4HYPERLINK3.2三維實(shí)體造型 5HYPERLINK3.2.1新建文件名 5HYPERLINK3.2.2繪制QQ企鵝步驟 5HYPERLINK第四章基于UG的數(shù)控模擬加工 18HYPERLINK4.1CAM編程的一般步驟 18HYPERLINK4.2裝夾方案分析 18HYPERLINK4.3加工工藝方案分析 19HYPERLINK4.4刀具的選擇 19HYPERLINK4.5切削用量的確定原則 20HYPERLINK4.6建立幾何毛坯和加工坐標(biāo)系 21HYPERLINK4.7創(chuàng)建刀具和幾何體父節(jié)點(diǎn)組 22HYPERLINK4.8創(chuàng)建刀具軌跡 22HYPERLINK4.9后處理 26HYPERLINK4.10部分NC程序的輸出 27HYPERLINK總結(jié) 29HYPERLINK參考文獻(xiàn) 30HYPERLINK致謝 31PAGE31第一章論緒1.1UG的發(fā)展UG是Unigraphics的縮寫(xiě),它是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng),它的功能很強(qiáng)大,可以輕松構(gòu)造各種復(fù)雜實(shí)體及三維造型。通用電氣、汽車(chē),福特,波音麥道,日本產(chǎn)品,洛克希德,普惠發(fā)動(dòng)機(jī),和美國(guó)軍隊(duì)方面等等全是UG的重要要客戶(hù)。飛機(jī)和汽車(chē)上的發(fā)動(dòng)機(jī)基本都是由UG造型設(shè)計(jì)出來(lái)的。這說(shuō)明UG在高端工程方面和軍工方面保持著相當(dāng)重要的實(shí)力。它在高端領(lǐng)域可以與CATIA并駕齊驅(qū)。UG是由美國(guó)UGS公司推出的一款功能強(qiáng)大的三維軟件系統(tǒng),其內(nèi)容包括產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維造型設(shè)計(jì)、分析預(yù)算、動(dòng)態(tài)模擬和仿真、工程圖輸出,到生產(chǎn)加工成品的全過(guò)程,在通用機(jī)械、航空航天、造船、汽車(chē)、機(jī)械、數(shù)控(NC)加工、電子和醫(yī)療器械等很多方面都有很重要的應(yīng)用。UG軟件的編程技術(shù)被廣泛應(yīng)用在制造業(yè)領(lǐng)域,有利于提高制造、適應(yīng)市場(chǎng)和競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)態(tài)能力。一些以數(shù)控技術(shù)為主要的的先進(jìn)工業(yè)制造技術(shù),必定會(huì)推動(dòng)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和綜合國(guó)家實(shí)力的迅速提高。必須盡快培養(yǎng)一大批應(yīng)用型人才和掌握數(shù)控加工技術(shù)的人才。1.2數(shù)控的發(fā)展從目前我國(guó)的數(shù)控市場(chǎng)來(lái)看,我國(guó)數(shù)控加工產(chǎn)品在性能、外觀(guān)、可靠性等某些方面與國(guó)外存在著一定差距。比較嚴(yán)重的一點(diǎn)是我國(guó)相比于國(guó)外企業(yè)沒(méi)有那么多的資金,他們會(huì)用低的價(jià)格來(lái)賣(mài)出中國(guó)已經(jīng)生產(chǎn)出的數(shù)控系統(tǒng),而對(duì)中國(guó)不能生產(chǎn)出來(lái)的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行提價(jià)銷(xiāo)售而且還附加很多限制來(lái)達(dá)到占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)的目的。因?yàn)閲?guó)外對(duì)數(shù)控技術(shù)的封鎖和低價(jià)銷(xiāo)售數(shù)控技術(shù),中國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)在黑暗中摸索了多年,經(jīng)歷了艱辛的歷程。為了開(kāi)發(fā)我國(guó)自己的數(shù)控技術(shù),我國(guó)曾經(jīng)花巨資買(mǎi)了FANUC和西門(mén)子的數(shù)控加工技術(shù)。例如北京密云曾經(jīng)買(mǎi)了FANUC的數(shù)控系統(tǒng),但都是快要過(guò)時(shí)的落后技術(shù)。為此,中國(guó)不得不研究開(kāi)發(fā)出屬于自己的先進(jìn)數(shù)控技術(shù)。盡管如此,不得不說(shuō)數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。因?yàn)閿?shù)控加工技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)發(fā)生了革命性的變化,制造業(yè)已經(jīng)代表了工業(yè)化。隨著數(shù)控加工技術(shù)逐步發(fā)展并且擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域時(shí),它將會(huì)在很多至關(guān)重要的領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。目前數(shù)控加工技術(shù)在模具領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。因?yàn)閿?shù)控技術(shù)是一門(mén)技術(shù)性比較強(qiáng)的技術(shù),所以這要求從業(yè)人員熟練掌握機(jī)械加工工藝知識(shí)并且提高數(shù)控編程能力和數(shù)控機(jī)床操作能力。1.3玩具市場(chǎng)目前,玩具掛件市場(chǎng)迅速成為社會(huì)市場(chǎng)主流。它深受人們喜愛(ài),特別是小孩子。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展,玩具類(lèi)消費(fèi)支出越來(lái)越大。中國(guó)有3.6億左右的16歲以下兒童,占人口比重的百分之20。如果中國(guó)人們對(duì)玩具類(lèi)的消費(fèi)支出能夠達(dá)到全亞洲人們對(duì)玩具類(lèi)的消費(fèi)支出的平均水平,估計(jì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)將會(huì)超過(guò)300億元人民幣。中國(guó)是玩具掛件產(chǎn)品制造國(guó)。在世界上玩具掛件絕大多數(shù)都是在中國(guó)生產(chǎn)的,中國(guó)制造的玩具產(chǎn)品掛件在90%以上直接出口,其中70%是來(lái)料加工。造成中國(guó)玩具行業(yè)發(fā)展的主要原因是長(zhǎng)期適應(yīng)這種模式和生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單。此外,消費(fèi)者對(duì)玩具消費(fèi)的意識(shí)和能力逐漸加強(qiáng)也必將促進(jìn)玩具市場(chǎng)的發(fā)展。第二章UG軟件的功能簡(jiǎn)介2.1UG含義UG的基本模塊包含以下一些:界面中文件的打開(kāi)、建立、存儲(chǔ)等一些操作;圖形染色、隱藏、縮小放大等視圖操作;視圖布局;圖層管理;繪圖及繪圖機(jī)隊(duì)列管理;三維空間漫游,定義漫游軌跡,制成電影文件;表達(dá)式查詢(xún);特征查詢(xún);模型資料信息、坐標(biāo)查找、距離的測(cè)量;曲線(xiàn)曲率分析;曲面光順?lè)治?;?shí)體物理特性自動(dòng)計(jì)算;用作定義標(biāo)準(zhǔn)化零件類(lèi)型的電子表格功能;按照網(wǎng)絡(luò)主頁(yè)的圖像文件格式可以生成裝配模型或UG零件的圖像文件,其中格式有:CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF和JPEG;輸入、輸出CGM、UG/Parasolid等幾何數(shù)據(jù);Macro宏命令的倒放和主動(dòng)記錄功能、;UserTools,讓使用者可以迅速訪(fǎng)問(wèn)其常用或再次開(kāi)發(fā)的用戶(hù)自定義菜單功能。2.2UG/Modeling模塊1.2.1UG實(shí)體建模UG實(shí)體建模的工具包括:UG草圖繪制、各種造型曲線(xiàn)的生成、編輯、布爾運(yùn)算、實(shí)體模型掃掠、實(shí)體模型旋轉(zhuǎn)、沿導(dǎo)軌的掃描、尺寸的驅(qū)動(dòng)、定義、變量的編輯和表達(dá)式子、非參數(shù)化實(shí)體模型后參數(shù)化等眾多建模工具。1.2.2UG特征建模UG特征建模的模塊可以提供多種工具。包含生成和編輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征、各種鍵槽、孔、凹腔方形、異形、圓形、圓形的凸臺(tái)、方形的凸臺(tái)、形狀怪異的凸臺(tái)、方塊、圓柱、圓錐、球體、桿、管道、倒角、倒圓、模型簡(jiǎn)化、抽空后產(chǎn)生的薄壁模型實(shí)體,用于砂型設(shè)計(jì)等、拔錐、特征編輯,用于壓鑄模設(shè)計(jì)等、面提取、實(shí)體線(xiàn):壓縮、刪除、復(fù)制、粘貼、陣列、特征引用,特征樹(shù)、特征順序調(diào)整等建模工具。1.2.3UG自由曲面建模UG曲面建模的工具包括:掃描面、直紋面、通過(guò)一組曲線(xiàn)以及兩組類(lèi)正交曲線(xiàn)的自由曲面、曲線(xiàn)廣義掃掠、標(biāo)準(zhǔn)二次曲線(xiàn)方法放樣、廣義上的二次曲線(xiàn)倒圓角、兩張曲面光順橋接及多張曲面間的光順橋接、等半徑和變半徑倒圓、動(dòng)態(tài)拉動(dòng)調(diào)整曲面、曲面裁減、編輯、等距離或不等距離的偏置、編輯曲面、點(diǎn)云生成、等建模工具。2.3UG/Manufacturing模塊1.3.1UG加工基礎(chǔ)該模塊具有如下功能:在圖形模式下觀(guān)察刀軌,修改軌跡圖:延長(zhǎng),減短或修改刀軌等;規(guī)劃點(diǎn)處理功能,來(lái)攻絲,鉆孔及其鏜孔;根據(jù)使用者要求來(lái)對(duì)其修改和裁剪,定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的工藝參數(shù)模板庫(kù),刀具庫(kù)來(lái)使粗、精加工,半精加工等常用操作的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,縮短訓(xùn)練時(shí)間的使用和切削加工工藝的改進(jìn)。2.3.2后處理及加工后置處理UG/PostExecute和UG/PostBuilder共組成了UG加工模塊的后置處理。UG的后置處理模塊能夠非常方便的創(chuàng)建切削加工程序。此模塊在幾乎全部的主流數(shù)控機(jī)床和切削加工中心中都適用,在長(zhǎng)年的實(shí)踐摸索中,此后置處理模塊已經(jīng)被證明適合于電火花線(xiàn)切割加工、2~4軸的數(shù)控車(chē)削加工以及2~5軸或更多軸的數(shù)控銑削加工。2.3.3UG型芯、型腔銑削UG型腔、型芯數(shù)控銑削加工可以完成單個(gè)或多個(gè)型腔的粗加工,沿任何類(lèi)似的型心形狀去掉多余量,對(duì)及其復(fù)雜的零件形狀生成刀具路徑,確定切削模式和刀具的走刀方式,通過(guò)容差型腔銑削來(lái)設(shè)計(jì)加工出曲面之間有間距以及重疊、精度低的形狀,發(fā)現(xiàn)不同時(shí),它能自我校正,或在使用者指定的公差范圍內(nèi)完成對(duì)型腔的加工等功能2.3.4UG平面銑削UG平面銑削模塊功能如下所述:型腔銑、多次走刀輪廓銑、Z形走刀加工、安全余量的規(guī)定、凹腔底面小島加工功能、型腔分層切削加工功能、顯示未切削區(qū)域的邊界,定義邊界以及毛料幾何形狀、提供機(jī)床操作輔助動(dòng)作指令,例如刀具補(bǔ)償、夾緊和冷卻等。2.3.5UG切削仿真UG/Vericut加工仿真模塊是集合應(yīng)用在UG軟件中的第三方模塊,是一種方便驗(yàn)證數(shù)控程序的方法。它運(yùn)用人機(jī)交互方式來(lái)進(jìn)行模擬、驗(yàn)證以及自動(dòng)顯示出數(shù)控加工程序。因?yàn)椴挥迷嚽袠蛹阅軌蚪档偷毒吣p,機(jī)床調(diào)試時(shí)間以及機(jī)床打掃工作。當(dāng)定義完加工零件的毛坯材料形狀和調(diào)用NC數(shù)控刀具位置文件數(shù)據(jù)后,就可以驗(yàn)正生成的刀軌的正確與否。加工后并且著色的零件模型能夠由UG/Vericut顯示出來(lái),用戶(hù)非常容易并且方便的知道加工正確與否的情況。另外,UG切削仿真模塊還可以計(jì)算出加工后零件的一些參數(shù),例如毛坯的切除量和零件剩余的體積,所以可以很容易的知道材料損失了多少。UG切削仿真模塊提供了許多功能,能夠模擬2~5軸聯(lián)動(dòng)的鉆削以及銑削加工,對(duì)毛坯尺寸、方位和位置的圖形顯示等諸多功能。2.4UG其它模塊UG除了以上特征之外還有其他一些特征如:UG制圖、裝配和高級(jí)裝配,UG用戶(hù)的自定義特征,UG工業(yè)工程設(shè)計(jì),UG曲面逆向工程和UG二次開(kāi)發(fā)等等。這些模塊也在一些領(lǐng)域產(chǎn)生著至關(guān)重要的作用。
第三章基于UG的三維造型設(shè)計(jì)3.1QQ企鵝零件結(jié)構(gòu)形狀下圖所示為QQ企鵝的三維圖下圖所示為QQ企鵝的CAM加工三維圖QQ企鵝的CAM加工三維圖3.2三維實(shí)體造型3.2.1新建文件名打開(kāi)軟件UnigraphicsNX,如圖所示。在界面中點(diǎn)擊圖標(biāo),在新文件名稱(chēng)空白欄中輸入U(xiǎn)G.prt,點(diǎn)擊確定建立以UG.prt為名的新文件,如下圖所示。點(diǎn)擊圖標(biāo),進(jìn)行三維建模。3.2.2繪制QQ企鵝步驟點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)入草圖繪制環(huán)境中,在界面出現(xiàn)的工具條中選擇X-Z平面圖標(biāo),然后選擇圖標(biāo).根據(jù)圖紙畫(huà)出如下草圖,如圖所示。點(diǎn)擊回轉(zhuǎn)指令,對(duì)剛才繪制的圖形進(jìn)行360度回轉(zhuǎn),如圖所示點(diǎn)擊邊倒圓指令,倒出所需尺寸大小的圓角,如圖所示回到上面的草圖,在里面畫(huà)出QQ企鵝嘴巴,如圖所示鏡像剛才繪制的草圖運(yùn)用網(wǎng)格曲線(xiàn)指令對(duì)企鵝嘴巴來(lái)造型,如下圖所示修剪掉里面多余的曲面在界面中創(chuàng)建一個(gè)基準(zhǔn)平面,為下步繪制草圖做準(zhǔn)備繪制企鵝的手臂選擇掃略指令,完成大部分企鵝手臂,如下圖所示選擇網(wǎng)格曲線(xiàn)指令繪制企鵝手臂尖尖縫合鏡像手臂體特征再次縫合手臂根部邊倒圓繪制QQ企鵝的兩只眼睛,投影之后再修剪將修剪出來(lái)的部位進(jìn)行偏置0.2mm直紋面將其補(bǔ)上鏤空部位,之后再縫合鏡像其眼睛部位再繪制其眼珠部位,之后鏡像對(duì)其嘴巴進(jìn)行邊倒圓指令
繪制企鵝腳步草圖點(diǎn)擊網(wǎng)格曲線(xiàn)指令,進(jìn)行曲面的構(gòu)造選擇修剪體指令,對(duì)其進(jìn)行調(diào)整選擇鏡像指令對(duì)腳步進(jìn)行完善求和之后進(jìn)行邊倒圓命令在企鵝頸部繪制橢圓圈圈對(duì)剛剛繪制的橢圓圈圈進(jìn)行掃略繪制企鵝的圍巾創(chuàng)造點(diǎn)和輔助線(xiàn),對(duì)其進(jìn)行曲面的構(gòu)造繪制輔助線(xiàn),并構(gòu)造出面,為下步切割著色做好準(zhǔn)備最終對(duì)QQ企鵝著色創(chuàng)建基準(zhǔn)平面利用修剪體對(duì)其修剪繪制草圖,接著對(duì)其進(jìn)行拉伸插入文本指令,輸入QQ繪制如下草圖草圖對(duì)其拉伸最終得到CAM加工零件圖
第四章基于UG的數(shù)控模擬加工4.1CAM編程的一般步驟第一步:獲得CAD模型;第二步:加工工藝分析和規(guī)劃;第三步:CAD模型的完善;第四步:設(shè)定加工參數(shù),包含加工對(duì)象,切削方式,刀具和數(shù)控程序參數(shù),機(jī)械參數(shù)的設(shè)置;第五步:刀軌的計(jì)算;第六步:檢查檢驗(yàn);第七步:后處理。4.2裝夾方案分析在選取裝夾方案時(shí),只需要按照已經(jīng)選好的加工面和定位基準(zhǔn)來(lái)確定工件的定位和夾緊方式,并且選取適合的夾具來(lái)完成對(duì)加工工件的裝夾。(1)專(zhuān)用夾具:專(zhuān)用夾具常用在產(chǎn)品相對(duì)比較穩(wěn)定、批量相對(duì)比較大的生產(chǎn)加工中,以此來(lái)獲得比較高的生產(chǎn)效率以及表面加工精度。此外,在一些中小批量生產(chǎn)加工中也會(huì)應(yīng)用到一些專(zhuān)用夾具,但在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要具體詳細(xì)的分析經(jīng)濟(jì)技術(shù)。(2)組合夾具:夾具是一種模塊化的夾具。采用高精度研磨模塊的標(biāo)準(zhǔn)組件,可以組合成各種組合夾具。用完以后的夾具能夠進(jìn)行拆卸、清洗,并且保留下來(lái)組裝新的夾具。因?yàn)橛媒M合夾具來(lái)進(jìn)行裝夾能夠減少生產(chǎn)周期,所以元件可以反復(fù)使用并且具有降低專(zhuān)用夾具使用數(shù)量等多種好處;(3)通用夾具:能夠裝夾一定范圍內(nèi)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的不同工件的夾具。此類(lèi)夾具適應(yīng)性強(qiáng),其尺寸、結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,而且能夠通用,可加工一定形狀以及尺寸范圍內(nèi)的各種工件,并且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。選擇裝夾方法的要點(diǎn):(1)盡可能的把箱體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn);粗基準(zhǔn)的選取是為了確保重要表面的加工余量均勻,使不加工面的位置、尺寸符合圖紙要求,便于裝夾。所以必須選取好粗、精基準(zhǔn);(2)銑床加工速度較快和力較大時(shí),其定位基準(zhǔn)要有充分的分布面積和接觸面積,來(lái)保證能夠承受大的切削力且可靠地定位移動(dòng);(3)夾具安裝到機(jī)床上要以銑床工作臺(tái)上的基準(zhǔn)孔或基準(zhǔn)槽來(lái)定位作為參考,這可以保證零件的工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系之間固定的尺寸關(guān)系,這與普通機(jī)床有很大不同。經(jīng)綜合分析:該工件形狀較規(guī)則,上下兩個(gè)面是光滑平整的,沒(méi)有過(guò)高的位置精度要求在加工面與加工面之間。所以在平口虎鉗上夾持毛坯為48mm×68mm的兩側(cè)面,讓毛坯上平面高出平口虎鉗18mm.即可。根據(jù)前面的分析決定采用工藝夾具。其特點(diǎn)是,方便分中打表和校準(zhǔn)和一次性裝夾可以得到高的加工精度。臺(tái)虎鉗(夾具)如圖所示4.3加工工藝方案分析從圖樣中能夠看到對(duì)此工件輪廓四周的曲線(xiàn)圓弧和粗糙值是有要求的,要使用平口鉗來(lái)裝夾工件。在安裝工件的時(shí)候,應(yīng)該將被加工工件放在鉗口中間位置。為了避免切削刀具與夾具鉗口發(fā)生干擾,在安裝臺(tái)虎鉗的時(shí)候,須對(duì)準(zhǔn)它的固定鉗口,工件被加工地方應(yīng)該比鉗口高并且安裝工件時(shí),不要讓工件上浮,須壓緊。如圖在零件表面、零件的對(duì)稱(chēng)中心處建立工件坐標(biāo)系G54。分析零件圖樣的要求得出加工工序?yàn)椋汗ば?:制造毛坯工序2:銑上表面、企鵝表面、刻字、鉆通孔工步1:整體開(kāi)粗,底部和側(cè)部留0.5毫米的切削余量【Φ6毫米立銑刀】工步2:進(jìn)行二次開(kāi)粗,底部和側(cè)部留0.2毫米的余量【Φ3毫米立銑刀】工步3:精加工QQ企鵝表面外部的平面【Φ6毫米立銑刀】工步4:半精加工QQ企鵝表面【Φ4R2毫米球頭刀】工步5:半精加工QQ企鵝表面【Φ2R1毫米球頭刀】工步6:刻字QQ企鵝【Φ1R0.5毫米球頭刀】工步7:鉆孔【Φ3毫米麻花鉆】工序3:檢驗(yàn)。工序4:去毛刺。工序5:入庫(kù)。4.4刀具的選擇刀具的合理化選取在數(shù)控加工工藝中非常重要,不僅僅是對(duì)機(jī)床的工作效率有影響,并且對(duì)零件的加工質(zhì)量也有直接的影響。與常規(guī)加工方法相比,因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和范圍要比一般機(jī)床高很多,并且主軸的輸出功率相對(duì)比較大,因此,對(duì)數(shù)控機(jī)床切削加工的刀具提出了更加高的要求,包括強(qiáng)度要大、精度要高、耐用度要高、剛性要比較好,并且還有幾何尺寸穩(wěn)定,利于安裝和調(diào)整。這就需要有標(biāo)準(zhǔn)、系列的幾何尺寸參數(shù)、合理結(jié)構(gòu)的數(shù)控加工刀具。提高切削加工效率的重要條件之一是數(shù)控加工刀具,被加工工件的材料狀態(tài)、幾何尺寸形狀、使用的夾具和機(jī)床選用刀具的剛性是選擇刀具的關(guān)鍵因素。為此,刀具的選擇應(yīng)該考慮如下幾個(gè)方面。(1)按照被加工零件材料的切削性能選取數(shù)控刀具。如當(dāng)車(chē)削或銑削高強(qiáng)度鋼、不銹鋼、鈦合金零件的時(shí)候,耐磨性較好的可進(jìn)行轉(zhuǎn)位的硬質(zhì)合金刀具是更好的選擇。(2)按照被加工工件所處的加工階段選取數(shù)控刀具。在粗加工的時(shí)候因?yàn)橐匀コ嘤嗖牧蠟橹饕瓌t,建議選用VCGT0080304,精鋼飛刀,VBCT160404,鎢鋼圓車(chē)刀,它們都是剛性比較好而精度又比較低的刀具;在半精加工、精加工的時(shí)候因?yàn)橐粤慵募庸ぞ群彤a(chǎn)品質(zhì)量為主要原則,建議選用PCD刀片、VCGT160402和鎢鋼圓車(chē)刀,它們的耐用度和加工精度都比較高。粗加工和精加工時(shí)選用的刀具精度不一樣,前者最低,后者最高,如當(dāng)粗、精加工階段使用一樣的切削刀具時(shí),建議在粗加工階段使用精加工淘汰下來(lái)的刀具,原因在于在精加工階段淘汰下來(lái)的刀具發(fā)生了一定程度的磨損會(huì)對(duì)精加工的加工質(zhì)量有影響,但對(duì)粗加工的影響非常小,并且這樣也能節(jié)約成本,經(jīng)濟(jì)劃算。(3)按照被加工零件所處的加工區(qū)域的特征選用數(shù)控切削刀具和幾何尺寸參數(shù)。當(dāng)被加工工件的結(jié)構(gòu)允許時(shí),應(yīng)該選擇直徑大、長(zhǎng)徑比值小的切削刀具;加工壁比較薄、壁超級(jí)薄的零件的數(shù)控銑刀的端刃應(yīng)保證充分的向心角,來(lái)降低刀具和零件加工接觸部位的切削力;切削銅、鋁等比較軟一些材料零件時(shí)建議選用稍微大一點(diǎn)的前角。綜上分析,此零件使用刀具如下:1、T01Φ6mm立銑刀2、T02Φ3mm立銑刀3、T04Φ4R2mm球頭刀4、T05Φ2R1mm球頭刀5、T06Φ1R0.5mm球頭刀6、T07Φ3mm麻花鉆4.5切削用量的確定原則選擇合適的切削用量,可以提高生產(chǎn)效率,節(jié)省成本,確保刀具耐用度以及使用壽命,并且能夠改善加工質(zhì)量等等。粗加工階段切削用量的選用原則粗加工時(shí)毛坯余量比較大,零件的表面光潔度和生產(chǎn)加工精度要求并不高。所以,在粗加工的時(shí)候要最大可能的在單位時(shí)間內(nèi)去除更多的材料,和保障必要的刀具耐用度,來(lái)提高生產(chǎn)效率和減少加工成本。提高切削速度V、增大進(jìn)給量f和背吃刀量,都能使得刀具在單位時(shí)間內(nèi)切除較多的材料。但是,它們對(duì)切削刀具耐用度影響程度是不同的,從大到小依次是切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量。因此粗加工時(shí)選用切削用量的原則是:首先選用一個(gè)盡可能大的背吃刀量,然后選用一個(gè)比較大的進(jìn)給量,最后選用一個(gè)合理的切削速度V。當(dāng)選用比較大的背吃刀量和進(jìn)給量以后,顯然會(huì)降低刀具耐用度t,但比起切削速度V對(duì)刀具耐用度t的影響要小得多,因此,當(dāng)使V、、的乘積較大時(shí),會(huì)使刀具在單位時(shí)間內(nèi)去除更多的毛坯材料。另外,增大進(jìn)給量方便斷屑,增大背吃刀量又能夠降低走刀次數(shù)。所以,按照上面的粗加工時(shí)切削用量的選用原則可以降低刀具耗損,提高生產(chǎn)加工效率,節(jié)約加工成本。所以,它是有利于加工并且又比較合適的選用原則。(1)背吃刀量的選擇:粗加工時(shí)應(yīng)按照被加工零件的加工余量和由機(jī)床、刀具、夾具及零件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)選擇背吃刀量。在留有半精加工和精加工一定余量的前提下,最好一次切掉粗加工余量。特殊時(shí)候,如當(dāng)材料總加工余量比較大并且一次去不凈的時(shí)候才會(huì)選擇分幾次來(lái)切削。(2)進(jìn)給量的選擇:在進(jìn)行粗加工時(shí),增大進(jìn)給量,能夠提高加工效率,但過(guò)大的進(jìn)給量會(huì)使得切削力劇增而對(duì)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、工件和刀具的強(qiáng)度和剛性造成影響。所以,進(jìn)給量應(yīng)該依據(jù)加工工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛性來(lái)選擇。當(dāng)工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛性較好的時(shí)候,建議選擇大一點(diǎn)的進(jìn)給量;反之,應(yīng)當(dāng)選用小一點(diǎn)的進(jìn)給量。(3)切削速度的選擇:在粗加工階段,很大程度上是機(jī)床功率和刀具耐用度決定了切削速度的選擇。合理的切削速度往往是依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料選擇確定的,不必經(jīng)過(guò)計(jì)算得出。切削功率由背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度三者共同決定,選擇切削速度的時(shí)候要充分考慮機(jī)床的許用切削功率。當(dāng)超過(guò)了的時(shí)候須要合理地降低切削速度。精加工階段切削用量的選擇原則在精加工的時(shí)候,被加工零件的加工余量要小且較均勻,零件的加工精度和表面質(zhì)量要求比較高,。所以,選用精加工的切削用量時(shí)要在確保加工效率的前提下著重考慮加工質(zhì)量的問(wèn)題。(1)背吃刀量的選擇:粗加工留下的余量決定了精加工階段的背吃刀量。一般希望留給精加工的切削加工余量不要太大,不然的話(huà),會(huì)影響被加工零件的加工質(zhì)量。(2)進(jìn)給量的選擇:精加工時(shí)表面粗糙度決定了進(jìn)給量的選擇。進(jìn)給量增大時(shí),方便斷屑,但是殘留材料面積將會(huì)增大,切削力將會(huì)上升,從而會(huì)降低表面加工質(zhì)量。(3)切削速度的選擇:適當(dāng)?shù)脑龃笄邢魉俣葧r(shí),可以降低切削變形,降低切削力,并且不會(huì)產(chǎn)生鱗刺和積屑瘤。通常都會(huì)選擇具有較高的切削性能的刀具材料和合理的幾何尺寸參數(shù),來(lái)提高加工速度。只有被工藝條件限制時(shí)才選用低的切削速度,以免在切削加工過(guò)程中產(chǎn)生積屑瘤。由此可見(jiàn),精加工時(shí)選用切削加工用量的原則是:應(yīng)該選擇小一點(diǎn)的背吃刀量和切削進(jìn)給量,并在確保刀具耐用度的條件下,選擇盡適當(dāng)高一點(diǎn)的切削速度V,這樣就會(huì)確保被加工零件的精度和表面質(zhì)量,同時(shí)生產(chǎn)效率也不會(huì)低。4.6建立幾何毛坯和加工坐標(biāo)系在建模階段對(duì)已經(jīng)畫(huà)好的毛坯草圖進(jìn)行拉伸,拉伸為26毫米,以保證拉伸高度大于零件的最大高度,如圖所示點(diǎn)擊編輯命令下的隱藏命令,把毛坯隱藏,然后進(jìn)入加工狀態(tài)。調(diào)出零件模型,編輯MCS_MILL,設(shè)置加工的坐標(biāo)系和安全平面,選擇間隙,指定安全平面,設(shè)為10毫米,以保證安全平面的高度大于它的高度。4.7創(chuàng)建刀具和幾何體父節(jié)點(diǎn)組(1)幾何體父節(jié)點(diǎn)組打開(kāi)界面中的下拉菜單并且點(diǎn)擊圖標(biāo),然后在出現(xiàn)的加工環(huán)境對(duì)話(huà)框中設(shè)置好加工環(huán)境。在其對(duì)話(huà)框的上方列表欄目中選取,在其下方列表欄目中選取模塊零件,點(diǎn)擊圖標(biāo),進(jìn)入所需的界面加工環(huán)境。WORKPIECE的編輯:在顯示的對(duì)話(huà)框里會(huì)有部件,然后在部件名下點(diǎn)選擇并且選擇須做成的零件模型,然后點(diǎn)確定完成;再找到在編輯欄目下的隱藏,點(diǎn)反向隱藏全部,則會(huì)出現(xiàn)材料毛坯,最后回到隱藏下點(diǎn)選擇,選擇材料毛坯。這樣就把WORKPIECE編輯好了。如圖3-2.(2)創(chuàng)建刀具接下來(lái)是創(chuàng)建刀具,選擇界面中工具欄上圖標(biāo),進(jìn)入對(duì)話(huà)框,在其包含的子類(lèi)型中選擇圖標(biāo),再在出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框的名稱(chēng)欄里輸入ED6,單擊確定進(jìn)入對(duì)話(huà)框,在一欄里輸入數(shù)控銑刀直徑值6,半徑補(bǔ)償寄存器,補(bǔ)償寄存器,和刀具號(hào)設(shè)置成11,點(diǎn)擊確定完成;重復(fù)上面的操作,在界面中選擇工具欄上圖標(biāo),進(jìn)入對(duì)話(huà)框,在其包含的子類(lèi)型中選擇,再在出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框的名稱(chēng)欄里輸入D3,單擊確定鍵進(jìn)入對(duì)話(huà)框,在一欄里輸入直徑為3的數(shù)控銑刀刀具值,設(shè)定半徑補(bǔ)償寄存器,補(bǔ)償寄存器,和刀具號(hào)為12,點(diǎn)擊確定鍵完成對(duì)數(shù)控銑刀刀具父節(jié)點(diǎn)組的建立。依此創(chuàng)建1、T01Φ6mm立銑刀;2、T02Φ3mm立銑刀;3、T04Φ4R2mm球頭刀;4、T05Φ2R1mm球頭刀;5、T06Φ1R0.5mm球頭刀;6、T07Φ3mm麻花鉆4.8創(chuàng)建刀具軌跡(1)整體開(kāi)粗,創(chuàng)建型腔銑在界面里點(diǎn)擊工具欄中的創(chuàng)建操作圖標(biāo),出現(xiàn)對(duì)話(huà)框,在其包含的子類(lèi)型中選取操作,在項(xiàng)中選擇ED6,在項(xiàng)中選擇NC-PROGRAM,在項(xiàng)中選擇MILL-FINISH,在欄中選取WORKWOPIECE,點(diǎn)擊確定進(jìn)入對(duì)話(huà)框。在后選擇跟隨工件圖標(biāo),點(diǎn)擊,填寫(xiě)最大的切削深度0.5mm,按確定鍵,選擇生成圖標(biāo),然后就可以看到生成的刀具軌跡,點(diǎn)擊確定完成創(chuàng)建操作,再對(duì)其進(jìn)行2D模擬,如圖所示(2)二次開(kāi)粗在界面里點(diǎn)擊工具欄中的創(chuàng)建操作圖標(biāo),出現(xiàn)對(duì)話(huà)框,在其包含的子項(xiàng)目中選取操作,在項(xiàng)中選擇MILL-ROUGH,在項(xiàng)中選擇WORKWOPIECE,在項(xiàng)中選擇ED3,在欄中選取NC-PROGRAM,點(diǎn)擊確定進(jìn)入對(duì)話(huà)框。在后選取跟隨工件圖標(biāo),點(diǎn),出現(xiàn)對(duì)話(huà)框,并在其最大值一空白欄里輸入0.1mm,點(diǎn)確定鍵完成。選擇生成圖標(biāo),然后就可以看到在界面中生成的刀具軌跡,點(diǎn)擊確定完成創(chuàng)建操作,再對(duì)其進(jìn)行2D模擬,如圖所示圖3-6(3)精銑平面在精加工階段使用的是輪廓銑,點(diǎn)擊界面中工具欄上的創(chuàng)建操作圖標(biāo),出現(xiàn)對(duì)話(huà)框,在其中選取輪廓銑圖標(biāo),將項(xiàng)中改成WORKPIECE,在項(xiàng)中選取精加工,在項(xiàng)中選取ED6的刀進(jìn)行數(shù)控輪廓銑加工,點(diǎn)確定進(jìn)入平面數(shù)控銑削精加工的對(duì)話(huà)框。在其中選取圖標(biāo),然后在該圖標(biāo)下點(diǎn)選項(xiàng),打開(kāi)下對(duì)話(huà)框,點(diǎn)選曲線(xiàn)邊完成邊界選擇,點(diǎn)擊選擇位于加工工件中心的凸臺(tái)的外輪廓線(xiàn)框,點(diǎn)確定鍵完成的選取,再選取圖標(biāo),點(diǎn)其中的選項(xiàng),點(diǎn)擊選擇底面,點(diǎn)擊選擇確定鍵就完成了對(duì)工件底面的選取。在后選取跟隨工件圖標(biāo),點(diǎn),將對(duì)話(huà)框中的僅底面點(diǎn)用用戶(hù)自定義代替并且單擊確定。選擇生成圖標(biāo),然后就可以看到生成的刀具軌跡,點(diǎn)擊確定完成創(chuàng)建操作,再對(duì)其進(jìn)行2D模擬,如圖所示圖3-7(4)半精加工QQ企鵝表面點(diǎn)擊界面中工具欄上的創(chuàng)建操作圖標(biāo),出現(xiàn)對(duì)話(huà)框,在其包含的子項(xiàng)目中選取操作,在項(xiàng)中選擇MILL-ROUGH,在項(xiàng)中選擇WORKWOPIECE,在項(xiàng)中選擇ED4R2,在項(xiàng)目中選取NC-PROGRAM,點(diǎn)確定鍵進(jìn)入對(duì)話(huà)框。設(shè)置好參數(shù),點(diǎn)擊生成圖標(biāo),然后就可以看到生成的刀具軌跡,點(diǎn)擊確定完成創(chuàng)建操作,接著進(jìn)行2D模擬,如圖所示(5)ED2R1刀具對(duì)其進(jìn)行精加工(6)刻字(7)鉆孔4.9后處理數(shù)控編程后置處理包含加工刀具軌跡文件以及NC數(shù)控代碼指令集的生成。通過(guò)數(shù)控編程后置處理器讀取生成的刀具軌跡文件,從中得到有關(guān)的信息,并且依據(jù)相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床的特征以及相關(guān)的NC數(shù)控程序格式要求進(jìn)行分析思考、判別和處理,最終生成能被直接識(shí)別的數(shù)控程序,這就是數(shù)控加工的后置處理,它會(huì)對(duì)零件的加工質(zhì)量和CAD/CAM軟件的使用效果有非常直接并且重要的影響。選用五坐標(biāo)加工,并導(dǎo)出NC數(shù)控程序,如圖所示。4.10部分NC程序的輸出%G17G90G54G40G49G80(Tool_Name=ED6)(DIA.=6.00 R=0.00 Length=75.00)G91G28Z0.0M06T01G00G90X10.294Y30.S3000M03G43G00Z9.H11G00Z1.503G01X10.294Y30.Z-1.497F1500.M08G01X10.294Y24.3Z-1.497G01X-22.Y24.3Z-1.497G03X-34.3Y12.I0.0J-12.3G01X-34.3Y-12.Z-1.497G03X-22.Y-24.3I12.3J0.0G01X22.Y-24.3Z-1.497G03X34.3Y-12.I0.0J12.3G01X34.3Y12.Z-1.497G03X22.Y24.3I-12.3J0.0G01X10.294Y24.3Z-1.497。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。G02X18.969Y-18.3I-10.273J6.169G01X22.Y-18.3Z-16.4G03X28.3Y-12.001I0.0J6.3G01X28.3Y12.Z-16.4G03X22.Y18.3I-6.3J0.0G01X18.969Y18.3Z-16.4G01X18.969Y30.Z-16.4G01X18.969Y30.Z-13.4G00Z19.M05M09G91G28Z0.0G28X0.0Y0.0M30%
總結(jié)此次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)快要結(jié)束,收獲也非常之多。很確定的說(shuō),畢業(yè)論文設(shè)計(jì)在大學(xué)里面是很重要的。它是我們走出學(xué)校,給學(xué)校,給老師交的最后一份答卷。畢業(yè)設(shè)計(jì)可以檢驗(yàn)我們這四年來(lái)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握情況,同時(shí)也會(huì)讓我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)有一個(gè)較好的回顧復(fù)習(xí),并且能夠讓我們更清晰的認(rèn)識(shí)了解所學(xué)的專(zhuān)業(yè)。它也會(huì)為我們以后的發(fā)展道路指明方向。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我們必須主動(dòng)去查閱各種資料,分析問(wèn)題并解決問(wèn)題。最后很關(guān)鍵的一點(diǎn)是理論聯(lián)系實(shí)踐。我們必須把所學(xué)的知識(shí)充分運(yùn)用到實(shí)踐中去,然后從實(shí)踐中更加了解知識(shí)。它為我們以后的工作打下了基礎(chǔ),是上崗前的一次比較好的鍛煉。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì),培養(yǎng)了我們的自主意識(shí)和分析處理復(fù)雜問(wèn)題的能力。相信我們會(huì)更好的融入社會(huì),并開(kāi)創(chuàng)出一份屬于自己的美好未來(lái)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì),介紹了QQ企鵝產(chǎn)品從毛坯到成品的大致過(guò)程。通過(guò)對(duì)零件圖的分析,選擇毛坯材料和相關(guān)加工設(shè)備,確定定位基準(zhǔn)和裝夾方案,分析了刀具的選擇原則、切削用量的選擇原則和加工工藝方案。然后還編制了工序卡、工藝卡和刀具卡片。在設(shè)計(jì)中先是利用UGNX6.0繪圖軟件對(duì)QQ企鵝進(jìn)行三維造型和運(yùn)用后處理自動(dòng)生成程序,然后設(shè)置數(shù)控仿真的相關(guān)參數(shù),并模擬QQ企鵝的虛擬加工過(guò)程。最后利用數(shù)控銑床加工出QQ企鵝和對(duì)它做質(zhì)量分析。畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的范圍非常廣,內(nèi)容也比較多。第一,我們要熟練掌握并且靈活應(yīng)用UGNX繪圖軟件。第二,我們要學(xué)會(huì)設(shè)置數(shù)控仿真參數(shù)并能進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。第三,我們要知道了解切削用量、刀具、夾具、定位基準(zhǔn)等的選用原則。第四,編制數(shù)控加工工藝規(guī)程即一些卡片的編制。第五,熟練掌握數(shù)控切削加工的操作方法。第六,能夠熟練使用word對(duì)畢業(yè)論文進(jìn)行書(shū)寫(xiě)。這些在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中都有著非常重要的作用。只有當(dāng)我們掌握了這些,我們才會(huì)把畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的有質(zhì)有量。這些或多或少在近四年的大學(xué)生涯里都會(huì)接觸到,有些是作為重點(diǎn)來(lái)講的,有些可能略講了一些,但不管怎么樣,此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們近四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)檢驗(yàn),同時(shí)也讓我們重拾了以往的知識(shí),并且鞏固和提高了對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握程度。這是一個(gè)自我展示的機(jī)會(huì),運(yùn)用自己掌握的知識(shí)去展示自我。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中,不僅鞏固了以前所學(xué)的知識(shí),同時(shí)也開(kāi)拓了自己的視眼,擴(kuò)展了知識(shí)面,讓我對(duì)機(jī)械制造領(lǐng)域有了更加全面的認(rèn)識(shí)。最后不得不說(shuō),通過(guò)此次設(shè)計(jì),運(yùn)用UGNX繪圖軟件和數(shù)控仿真的能
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