【正文】 ....................29 加工過程 .........................................................................................................47 第 六 章 結(jié)論 ..........................................................................................................50 總結(jié) .................................................................................................................50 感想 ..................................................................................................................50 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） III 致謝 ..............................................................................................................................51 參考文獻 ......................................................................................................................52 附錄： 程序 ..................................................................................................................53 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 緒 論 引言 CAD/CAM 是計算機輔助設(shè)計 /計算機輔助制造 (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing)的簡稱。 ③ 改變系統(tǒng)的順序排列作業(yè)，能夠進行并行化作業(yè)。對于已經(jīng)加入世貿(mào)組織的我國，積極推廣 CAD/CAM 技術(shù)，有利于我國企業(yè)加速融入全球的競爭機制。 Unigraphics(簡稱 UG)是目前功能最為強大的 CAD/CAM 軟件，在汽車、航天、機械制造等行業(yè)應(yīng)用十分普遍，特別是在模具行業(yè)應(yīng)用更為廣泛。 UG NX 操作系統(tǒng)所支持的CAD/CAM 軟件具有強大的建模和加工功能， 大大地提高了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計效率。 另外， UG 軟件在航空領(lǐng)域也有很好的的表現(xiàn)：在美國的航空業(yè)，安裝了超過 10,000 套 UG 軟件；在俄羅斯航空業(yè)， UG 軟件具有 90%以上的市場；在北美汽輪機市場， UG 軟件占 80%。 1964 年， MIT 的 發(fā)明了能夠處理自由曲面的單片曲面，稱為昆式曲面。至此，出現(xiàn)了面向三維自由曲面的實用性強的模具設(shè)計、制造CAD/CAM 系統(tǒng)。制造業(yè)要有能力對其外部環(huán)境的瞬間變化作出反應(yīng)，必須采用先進的制造技術(shù)、戰(zhàn)略理念，以求得長期的生存與發(fā)展。這種工作形式潛在的利益在于減少了市場導(dǎo)入時間，在合適的地點可生產(chǎn)恰當?shù)漠a(chǎn)品，并縮短了產(chǎn)品的裝運 時間，提高了競爭力。大大減少了設(shè)計修改中的失誤，思路更清晰，更符合機械產(chǎn)品的設(shè)計方法、習(xí)慣。 (4) MasterCAM 是由美國 CNC Software 公司開發(fā)的，是國內(nèi)引進最早，使用最多的 CAD/CAM 軟件。 UG軟件自從 1990年進入中國以來，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在諸多領(lǐng)域大展身手，現(xiàn)已成為我國工業(yè)界主要使用的大型CAD/CAM/CAE軟件。轉(zhuǎn)換后的模型沒有特征就難以再修改。 (2) 基于裝配的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù) 從整體的產(chǎn)品概念出發(fā)開始產(chǎn)品的設(shè)計過程。在各自的設(shè)計任務(wù)與訪問權(quán)限下，統(tǒng)一產(chǎn)品的不同設(shè)計階段甚至加工階段可以同時進行，系統(tǒng)完成產(chǎn)品的自動更新。利用 Open UIStyle 可以定義用戶自己的對話框；利用 Open GRIP 腳本設(shè)計語言，不需太多的學(xué)習(xí)，用戶就可以進行二次開發(fā)；利用 Open API 和 Open++工具，用戶可以通過 C++和 Jave 語言進行二次開發(fā)，而且支持 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的全部技術(shù)。提供了草圖設(shè)計、各種曲線生成、編輯、布爾運算、掃掠實體、旋轉(zhuǎn)實體、沿導(dǎo)軌掃掠、尺寸驅(qū)動、定義、編輯變量及表達式、非參數(shù)化模型后參數(shù)化等工具。平面銑削模塊包括多次走刀輪廓銑、仿行內(nèi)腔銑和 Z 字形走刀銑削，規(guī)定避開夾具和進行內(nèi)部移動的安全余量，提供型腔分層切削和凹腔低面小島加工功能，對邊界和毛料幾何形狀的定義，顯示未切削區(qū)域的邊界，提供一些操作機床輔助運動的指令，如冷卻、刀具補償和夾 緊等。國內(nèi)外已經(jīng)有許多科研院所和廠家選擇了 UG 作為企業(yè)的 CAD/CAM 系統(tǒng)，在現(xiàn)代制造業(yè)中有著廣闊的發(fā)展前景。 ⑤ 后視圖孔的位置，圖 。 圖 第一層 輪廓曲線尺寸 3. 關(guān)閉第一層，第二組曲線各點尺寸為： 6(22， ) 7(， ) 8(，) 9(， )，保存在第二層，圖 所示。選擇 進行布爾并運算，圖 ，把被拉伸的兩個幾何體合成一個整體。 圖 對 P5進行 拉伸 圖 拉伸 結(jié)果 圖 對 P5進行 布爾差運算 結(jié)果 前視圖造型設(shè)計 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 1. 創(chuàng)建凸面。完成草圖，選擇 ，以兩個圓為弧，各創(chuàng)建一個球體，和曲面相交，圖 。再選擇實體邊 P26～ P28，在彈出的實體圓角參數(shù)設(shè)定對話框中，輸入倒圓角半徑為 。 圖 設(shè)計結(jié)果 1 圖 設(shè)計結(jié)果 2 圖 設(shè)計結(jié)果 3 2. 在 3D 圖中繪制如 下 圖所示的兩個矩形。對曲面進行了反射分析，即分析曲面的反射特性，可以知道曲面是否光滑過渡，如果沒有達到要求，曲面上的線條則會高低不平，沒有連續(xù)性，有時還會出現(xiàn)起皺現(xiàn)象。 (2) 選擇工具欄中的 “添加基本視圖 ”按鈕，出現(xiàn)圖出現(xiàn)的工具 條，由于實體尺寸較小，所以圖的比例要選擇 2： 1。 加工過程又分為粗加工、精加工。本課題采用的就是與 X 軸成 300方向走刀，這樣充電器凹槽內(nèi)壁就銑的比較好。粗加工 V =180m/min70%=126m/min； Φ8平頭 刀每齒切削量取Sz =。本課題在充電器底部建立一個平面，作為毛坯的底面。 在右邊的 “操作導(dǎo)航器 程序次序 ”中右擊 “PROGRAM”，選擇 [插入 ]/[刀具 ]選項，如圖 所示。 (4) 創(chuàng)建方法 創(chuàng)建方法為粗加工和精加工指定統(tǒng)一的加工公差、加工余量及進給量 等參數(shù)。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 圖 刀路軌跡圖 (7) 驗證刀路軌跡 通過模擬、動態(tài)顯示切削過程，驗證刀具運動軌跡的合理性。可用格式選標準 ,部分程序如下： TOOL PATH/CAVITY_MILL,TOOL,MILL TLDATA/MILL, MSYS/,0, 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 $$ centerline data PAINT/PATH PAINT/SPEED,10 PAINT/COLOR,186 RAPID GOTO/, …… PAINT/COLOR,31 GOTO/, PAINT/SPEED,10 PAINT/TOOL,NOMORE ENDOFPATH 2) 點 “后處理 ”按鈕 ,如圖 ，可用機床選擇 3軸銑削 ,輸出單位選公制 /部件 ,按確定 ,生成部分粗加工程序如下： %_N_12_MPF 。確定后，會出現(xiàn)一個設(shè)置刀具參數(shù)的對話框。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 圖 創(chuàng)建操作 選項卡 子類型選擇 COUTOUR_AREA，程序選擇 PROGRAM_1，刀具選 MILL_2，使用方法選擇 MILL_FINISH，圖 。選擇 播放，觀看 3D 動態(tài)效果，如圖 所示。 圖 創(chuàng)建程序選項 圖 創(chuàng)建程序子選項 2) 在 PROGRAM2 中插入刀具，使用精加工中選用 Φ8的 平頭刀。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 圖 刀具路徑 圖 3D 效果圖 圖 后 操作導(dǎo)航器 5) 后置處理中，先選擇工具欄中 “輸出 CLSF”按鈕，部分程序如下： TOOL PATH/CLEANUP_CORNERS,TOOL,MILL TLDATA/MILL, MSYS/,0, $$ centerline data PAINT/PATH …… PAINT/SPEED,10 PAINT/TOOL,NOMORE ENDOFPATH 再選擇 “后處理 ”按鈕 ,部分加工程序如下： %_N_12_MPF 。 (4) 用 UG 軟件完成充電器模型的虛擬制造，通過反復(fù)選擇，確定了最佳刀具路徑，并生成數(shù)控加工程序。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 45 感想 參加這個項目拓寬了我的知識面，拓展了視野和思維。 我也要感 謝我的父母和親人，他們在我的學(xué)業(yè)中給了我莫大的鼓勵、關(guān)愛和支持。這既增強了我的學(xué)習(xí)能力，亦鍛煉了動手能力。 2. 存在的問題 (1) 由于時間原因，對充電器模型的造型設(shè)計還不完善，設(shè)計出的充電器比較笨拙。本設(shè)計是采用 CAD/CAM 技術(shù)，運用 UG 軟件進行充電器模型外形設(shè)計及數(shù)控加工的研究。子類型選用CLEANUP_CORNERS，使用刀具為 MILL，使用方法選用 MILL_FINISH。$PATH=/_N_MPF_DIR N0030 T1 N0040 G0 G54 G64 G90 Z10 S5500 M03 N0050 N0060 F550 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 N0070 G1 …… N9020 G1 N9030 G0 Z20 N9040 M30 % 4．平面銑削 (1) CAD 部分 在建模環(huán)境下作出充電器三維造型在底面上的投影。 圖 創(chuàng)建操作 子選項卡 圖 編輯參數(shù) 選項卡 選擇 編輯參數(shù)，圖 ，圖樣選平行線，切削類型選擇 Zig_Zag，切削角選擇用戶定義，角度設(shè)為 30，步進恒定且距離為 。精加工選用的球頭銑刀的直徑為 6mm，下半徑為 3mm，對話框中其余參數(shù)不變。在右邊的 “操作導(dǎo)航器 程序次序 ”界面中，右擊NC_PROGRAM，在 NC_PROGRAM 里插入程序組 , 選擇 [插入 ]/[程序組 ]，打開“創(chuàng)建程序組 ”對話框。觀看3D 動態(tài)效果，選擇 播放， 3D 動態(tài)效果如圖 所示。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 圖 創(chuàng)建方法 選項 圖 精加工參數(shù) 選項 (5) 創(chuàng)建操作 創(chuàng)建操作是在指定程序組下用合適的刀具對已建立的幾何對象用合適的加工方法建立操作。 確定后系統(tǒng)會彈出相應(yīng)的對話框，用于刀具參數(shù)的具體定義，如圖 所示。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 充電器幾何造型 2. 粗加工部分 (1) 創(chuàng)建程序組 程序組用于組織各加工操作和排列各操作在程序中的次序。考慮到機床剛性不是很好，乘以修正系數(shù)為 。本課題在精銑的時候選用的就是直徑為 6mm的球頭銑刀。精加工的主要目的是切削加工出符合零件圖紙要求或圖紙工序要求的輪廓形狀、尺寸精度（或留給后道工序一個合理的均勻的余量）。 (4) 選擇工具欄中的 “添加基本視圖 ”按鈕，在圖 “正等測視圖 ”，作出充電器模型的正等測視圖，在剛才的四個視圖上注尺寸。 圖 曲面分析選項卡 圖 面分析窗 圖 分析結(jié)果 由以上分析結(jié)果可以看出，曲面過渡連續(xù)光順，各點的數(shù)據(jù)可以采用。 通過選擇 P3 P33 兩個矩形，再通過拉伸、布爾差，得到方形的孔，如圖 所示。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論