【正文】 科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 IV 頁(yè) 授人以漁 能力為本 四川科技職業(yè) 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 論文題目 題目來(lái)源 實(shí)習(xí)實(shí)踐（ ）理論研究（ ） 一、基本任務(wù)與要求 基本任務(wù)： 要求： 二、工作內(nèi)容及時(shí)間安排 1．選題： 20 年 月 日前 2．開(kāi)題報(bào)告： 20 年 月 日前 3．收集資料及實(shí)施研究： 20 年 月 日前 4．完成初稿： 20 年 月 日前 5．完成修改稿： 20 年 月 日前 6．完成定稿： 20 年 月 日前 7．答辯： 20 年 月 日前 工作量及 工作態(tài)度 按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)，工作量飽滿，難度較大；工作努力，遵守紀(jì)律；工 作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)。 指導(dǎo)教師 (簽名 )： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) UG 軟件在球身螺紋軸 零件加工中的應(yīng)用 學(xué) 院 工業(yè)制造與管理 學(xué)院 年 級(jí) 專 業(yè) 數(shù) 控 技 術(shù) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20 年 月 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 III 頁(yè) 授人以漁 能力為本 四川科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表（指導(dǎo)教師用） 姓名 學(xué)號(hào) 題目 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 具體要 求 權(quán)重 A B C D E 調(diào)查論證 能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和從事其他調(diào)研；能正確翻譯外文資料；能提出并較好地論述課題的實(shí)施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識(shí)的能力。 質(zhì)量 綜述簡(jiǎn)練完整，有見(jiàn)解；立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理；試驗(yàn)正確，分析處理科學(xué)；文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，書(shū)寫(xiě)工整規(guī)范，圖表完備、整潔、正確；論文結(jié)果有應(yīng)用價(jià)值。四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 V 頁(yè) 授人以漁 能力為本 摘 要 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，它是集傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和光機(jī)電技術(shù)等于一體的現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化和智能化起著舉足輕重的作用。 其后處理程序支持多種類(lèi)型數(shù)控機(jī)床。編制數(shù)控程序在 UG NX 里面進(jìn)行模擬加工，完善加工工藝，刀具路徑，完成球頭軸的加工工藝分析和曲面軸零件的加工。它是一種高效能自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床，與普通機(jī)床相比，具有加工精度高、加工穩(wěn)定可靠、高柔性、高生產(chǎn)率等特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代化制造技術(shù)的核心設(shè)備，其先進(jìn)程度和擁有數(shù)量代表了一個(gè)國(guó)家制造工業(yè)的現(xiàn)代化水平。對(duì)于計(jì)算機(jī)數(shù)字控制而言，不論是運(yùn)算速度、精度，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，都比以前的數(shù)控系統(tǒng)有很大的提高，為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的生命力。 5． 數(shù)控加工 數(shù)控加工是把根據(jù)工件圖樣和工藝要求等 原始條件 編好的加工程序輸入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置再將 輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)，最后由伺服機(jī)構(gòu)控制機(jī)床 刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)加工。 根據(jù)零件的加工工藝性與結(jié)構(gòu)工藝性，選擇 合適的刀具材料與刀具種類(lèi)，完成刀具在機(jī)床中的安裝與對(duì)刀，并將對(duì)刀所得參數(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行正確設(shè)定。 對(duì)所輸入的程序進(jìn)行試運(yùn)行，并進(jìn)行首件 的試切削。 （ 7） 工件驗(yàn)收和質(zhì)量誤差分析 。 1. 數(shù)控銑床及加工中心組 成 數(shù)控 銑床及加工中心 的種類(lèi)繁多，但從組成 一 臺(tái)完整的數(shù)控 銑床及加工中心的角度講，主要由 輸入輸出設(shè)備 、數(shù)控 裝置 、伺服系統(tǒng) 、 反饋系統(tǒng) 和機(jī)床本體 5 大部分以及輔助裝置組成 ， 如 圖 13 所示 。 (3) 伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床本體之間的電傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié)，主要由伺服電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)及位置檢測(cè)系統(tǒng)組成。 (4) 反饋系統(tǒng) 反饋系統(tǒng)主要是對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度、方向、位移以及加工 狀態(tài)加以檢測(cè)并將其結(jié)果轉(zhuǎn) 化為電信號(hào)反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)反饋回來(lái)的信息調(diào)整機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)誤差 補(bǔ)償。 2. 數(shù)控銑床及加工中心的特點(diǎn) 在批量生產(chǎn)條件下，利用數(shù)控 銑床或加工中心自動(dòng)化加工，可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 (4) 加工重復(fù)性好 數(shù)控加工中編制好的程序可以在加工中重復(fù)使用，還可以對(duì)已有的程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮屯晟?，以適應(yīng)相似的加工對(duì)象，特別是隨著 CAD/CAM 技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，復(fù)雜數(shù)控程序的編制變得越來(lái)越簡(jiǎn)單，這為高效地加工出高精度的復(fù)雜零件創(chuàng)造出良好的條件。主要包括加工區(qū)域的劃分和規(guī)劃，刀軌形式與走刀方式的選擇，刀具及機(jī)械參數(shù)、加工工藝參數(shù)的設(shè)置。相對(duì)而言，手工編程的數(shù)控程序較短，對(duì)于復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線曲面的加工表面，或者零件的幾何形狀 并不復(fù)雜，但是程序編制的工作量很大，或者是需要進(jìn)行復(fù)雜的工藝及工序處理的零件，由于這些零件在編制程序和加工過(guò)程中，數(shù)值計(jì)算非常繁瑣，程序量很大。 數(shù)控程序的特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床是一種用計(jì)算機(jī)實(shí)施控制的機(jī)床，用來(lái)控制機(jī)床的系統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。 數(shù)控程序是從零件設(shè)計(jì)圖紙或零件三維模型直到獲得數(shù)控加工程序的全過(guò)程，在輸出數(shù)控程序前，往往要進(jìn)行多次驗(yàn)證檢查和相應(yīng)的程序調(diào)整，通過(guò)仿真加工或試切加工，以觀察零件的全加工過(guò)程，校驗(yàn)刀位計(jì)算是否正確，加工過(guò)程是否存在過(guò)切現(xiàn)象，所選刀具、走刀路線、進(jìn)退刀方式是否合理，刀具、刀柄、夾具之間是否存在干涉與碰撞現(xiàn)象等，以 及根據(jù)仿真加工和試切的結(jié)果所需的反復(fù)修改或調(diào)整程序的時(shí)間，從而降低所 在計(jì)算機(jī)上通過(guò) UG/CAM 所實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程的全過(guò)程，生成并保存為一個(gè)文本文件，然后輸入到數(shù)控機(jī)床的整個(gè)過(guò)程稱為離線編程。 數(shù)控工藝方案是加工的靈魂，對(duì)于一般的工件，工藝方案的重點(diǎn)在于提高效率，降低成本。 1) 零件數(shù)控加工工藝性分析 根據(jù)加工零件的設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)技術(shù)文件，對(duì)零件的材料、毛坯種類(lèi)、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量以及熱處理要求等進(jìn)行綜合分析。 在利用以上所有原始信息的基礎(chǔ)上，綜合考慮其他的相關(guān)因素，以確定合理的數(shù)控加工方案和數(shù)控加工方法。 首先考慮的是數(shù)控機(jī)床的工作區(qū)域或工作空間 能否滿足零件的數(shù)控加工要求，零件必須安裝在夾具里，所以數(shù)控機(jī)床應(yīng)該足夠大，零件及其工裝夾具總的重量也不應(yīng)超過(guò)機(jī)床的規(guī)定值。 控制系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的核心部分，在進(jìn)行數(shù)控程序規(guī)劃時(shí)，編程人員必須對(duì)控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)指令有一個(gè)清晰的了解，只有這樣，才能使用數(shù)控系統(tǒng)的特有功能和科學(xué)的編程方法，比如加工循環(huán)、子程序、宏指令和其他功能。這反映在以下方面。 處理零件加工圖形主要考慮零件的數(shù)控加工工藝性，對(duì)零件圖形進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理和數(shù)值計(jì)算。增加一些加工輔助線或輔助面，構(gòu)建刀具軌跡限制邊界。 5) 數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì) 數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)是指程序員結(jié)合機(jī)床具體情況，考慮工件的定位，設(shè)計(jì)夾具或選用夾具和輔助工裝及數(shù)控加工方案設(shè)計(jì)的整個(gè)構(gòu)思過(guò)程。 數(shù)控編程的過(guò)程是逐步完善數(shù)控工藝方案的過(guò)程，由于工藝方案是預(yù)先設(shè)想的，不一定全面，因此在數(shù)控編程 中要不斷調(diào)整和改進(jìn)。四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 10 頁(yè) 授人以漁 能力為本 (1) 數(shù)控程序是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，輸入數(shù)據(jù)是否有效，即數(shù)控系統(tǒng)能否識(shí)別。 根據(jù)實(shí)際驗(yàn)證的內(nèi)容 如干涉、過(guò)切區(qū)域，刀具、工件和夾具的剛度與彈性變形情況，以及刀具的磨損情況等因素進(jìn)行必要的處理和調(diào)整。 UG CAM 模塊的加工類(lèi)型有銑削加工、車(chē)削加工、點(diǎn)位加工和線切割加工四大類(lèi)型。固定軸銑又可分為平面銑、型腔銑和固定輪廓銑；可變軸銑又可分為可變輪廓銑和順序銑。該模塊包括多次走刀輪廓銑、仿型內(nèi)腔銑和 Z 字型走刀銑削，用戶可規(guī)定避開(kāi)夾具和進(jìn)行內(nèi)部移動(dòng)的安全余量。 （ 2）型腔銑（ MillCavity） 型腔銑根據(jù)型腔的形狀，將要切除的部位在深度方向上分成多個(gè)切削層進(jìn)行切削。 型腔銑模塊對(duì)加工汽車(chē)和消費(fèi)品工業(yè)中普遍使用的注塑模具和沖壓模特別有用。當(dāng)該模塊發(fā)現(xiàn)型面異常時(shí)，它可以自行更正，或者在用戶規(guī)定的公差范圍內(nèi)加工出型腔。固定軸銑主要用于曲面的半精加工和精加工，也可以進(jìn)行多層銑削。此外，它還提供逆銑、順序銑控制以及螺旋進(jìn)刀方式 ；還可以容易地識(shí)別前道工序未能切除的加工區(qū)域和陡峭區(qū)域，以便用戶進(jìn)一步清理這些地方。 （ 5）順序銑（ SequentialMill） 順序銑模塊適用于需要完全控制刀具路徑生成過(guò)程的每一步驟的情況，支持 2～ 5 2. 車(chē)削加工 車(chē)削加工也是較為常見(jiàn)的加工方式，主要應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)零件的加工，可以完成復(fù)雜形狀的軸類(lèi)和盤(pán)類(lèi)零件的加工。車(chē)削粗加工依賴于系統(tǒng)的剩余材料自動(dòng)去除功能。 （ 4）車(chē)螺紋 車(chē)螺紋加工用于加工直螺紋、錐 螺紋、單頭或多頭螺紋、內(nèi)外螺紋的切削。 4. 線切割加工 線切割加工是 用線狀電極 （ 鉬絲或銅絲 ） 靠火花放電對(duì)工件進(jìn)行切割 ，所以應(yīng)該稱為電火花線切割，也可以簡(jiǎn)稱為線切割。 UG NX5 的工作環(huán)境 在 Windows 系統(tǒng)平臺(tái)的桌面上雙擊【 NX 】圖標(biāo)或依次選擇【開(kāi)始】 /【所有程序】 /【 UGS NX 】 /【 NX 】命令，進(jìn)入 UG NX 5 歡迎界面，等待軟件初始化，然后進(jìn)入 UG NX 5 的界面，如 圖 1 4 所示。 用戶可以根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、加工表面形狀和加工精度要求選擇合適的加工類(lèi)型。完成操作創(chuàng)建后，可以應(yīng)用后置處理功能生成指定機(jī)床可以識(shí)別的 NC 程序。軸上細(xì)微結(jié)構(gòu)如圓角、倒角、槽、螺紋等都可以運(yùn)用相應(yīng)的特征工具創(chuàng)建。啟動(dòng) UG NX ，并設(shè)置角色為“具有完整菜單高級(jí)功能”。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 18 頁(yè) 授人以漁 能力為本 圖 2 4 在 UG NX 窗口中選擇【首選項(xiàng)】→【用戶界面】→【常規(guī)】，取消追蹤在追蹤條中的光標(biāo)位置→【確定】，完成用戶界面的設(shè)置。如 圖 2 6 所示。 圖 2 7 1 繪制草圖 選擇繪圖按鈕 ，繪制出零件的基本輪廓。如 圖 2 9 所示。四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 22 頁(yè) 授人以漁 能力為本 選擇零件的外輪廓曲線，再選擇回轉(zhuǎn)軸 X 軸，指定旋轉(zhuǎn)角度為 360176。 圖 2 11 2 繪制螺紋 再用建立好的外輪廓模型攻出零件的螺紋，選擇【插入】→【特征設(shè)計(jì)】→【螺紋 】→【選擇放置面】→【設(shè)置螺紋類(lèi)型】→“詳細(xì)” → 【輸入?yún)?shù)】→【選擇起始面 】→【確定】→完成螺紋的繪制。四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 23 頁(yè) 授人以漁 能力為本 圖 2 12 3 完成零件實(shí)體建模，并保存。 機(jī)床和夾具的選擇 該零件屬于典型的軸類(lèi)零件，適合采用數(shù)控車(chē)床進(jìn)行加工。如下表所示。 表 32 車(chē)削左端輪 廓數(shù)控加工工序卡 單位 名稱 實(shí)習(xí)工廠 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件圖號(hào) 數(shù)控車(chē)床綜合訓(xùn)練 生產(chǎn)零件綜合加工 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 數(shù)控系統(tǒng) 車(chē)間 001 三爪自定心卡盤(pán) 廣州數(shù)控 實(shí)習(xí)車(chē)間 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 /mm mm 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 進(jìn)給量f/(mm/r) 背吃刀量ap/mm 備注 1 車(chē)端面 T03 20 20 500 手動(dòng) 2 粗車(chē)外輪廓留余量 T03 20 20 500 自動(dòng) 3 精車(chē)外輪廓至 尺寸 T04 20 20 700 自動(dòng) 審核 批準(zhǔn) 共 頁(yè) 第 頁(yè) （ 2）車(chē)削零件左端輪廓，數(shù)控加工工序卡見(jiàn)表 33。 圖 3 1