【文章內(nèi)容簡介】 、溝槽、倒角等）的建模和編輯方法作為實體造型的基礎(chǔ)，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計方法，并能用參數(shù)驅(qū)動。 ④ 曲線設(shè)計采用非均勻有理 B 樣線條作為基礎(chǔ)，可用多樣方法生成復(fù)雜的曲面造型，特別適合于汽車、飛機、船舶、汽輪機葉片外形設(shè)計等外形復(fù)雜的曲面造型。 ⑤ 出圖功能強，可以十分方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖。能按 ISO 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注名義尺寸、尺寸公差、形位公差漢字說明等，并能直接對實體進行局部剖、旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖和軸測圖挖切生成各種剖視圖，增強了繪圖功能 的實用性。 ⑥ 以 Parasolid 為實體建模核心，實體造型功能處于領(lǐng)先地位。目前著名的 CAD/CAE/CAM 軟件均以此作為實體造型的基礎(chǔ)。 ⑦提供了界面良好的二次開發(fā)工具 GRIP(GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING)和 UFUNC(USER FUNCTION)，并能通過高級語言接口，使 UG的圖形功能與高級語言的計算機功能緊密結(jié)合起來。 ⑧ 具有良好的用戶界面，絕大多數(shù)功能都可以通過圖標(biāo)實現(xiàn)，進行對象操作時，具有自動推理功能，同時在每個步驟中，都有相應(yīng)的信息提示，便于用戶作出正確 的選擇。 讀圖和審圖 在數(shù)控銑削加工中，對零件圖進行工藝分析的主要內(nèi)容包括零件結(jié)構(gòu)工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 共 37 頁 圖 11 零件三視圖及局部剖視圖 圖 12 零件 在數(shù)控銑削加工中，對零件圖進行工藝分析的主要內(nèi)容包括零件結(jié)構(gòu)工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。 首先要認真分析與研究整臺產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，了解零件在產(chǎn)品中的位置、裝配關(guān)系及其作用，弄清各項技術(shù)要求對裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出主要的和關(guān) 鍵的技術(shù)要求，然后對零件圖樣進行分析。 ① 該零件視圖表達完整、清晰，尺寸及有關(guān)技術(shù)要求齊全、明確。 ② 該組合件突 起部位側(cè)面 的表面粗糙度為 ，其余 加工表面粗糙度為，參數(shù)合理，便于加工。 ③ 該組合件的定位基準(zhǔn)為底面 ，尺寸偏差在 177。 。 ④ 該組合件選用的材料為 45 鍛件，價格低廉，加工難度不大，能夠保證零件的各方面要求。 選擇毛坯形狀和尺寸總的要求是：減少“肥頭大耳”，實現(xiàn)少屑或無屑加工。因婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 37 頁 此，毛坯形狀要力求接近成品形狀，以減少機 械加工的勞動量。但也有以下四種情況。 ① 采用鍛件，鑄造毛坯時，因鍛模時的欠壓量與允許的錯模量不等，鑄造時也會因砂型誤差、收縮量及金屬液體的流動性差不能充滿型腔等造成余量的不等，此外，鍛造、鑄造后，毛坯的撓曲與扭曲變形量的不同也會造成加工余量不充分、不穩(wěn)定，所以，除板料外，不論是鍛件、鑄件還是型材，只要準(zhǔn)備采用數(shù)控加工，其加工表面均應(yīng)有較充分的余量。 ② 尺寸小或薄的零件，為便于裝夾并減少夾頭，可將多個工件連在一起，由一個毛坯制出。 ③ 裝配后形成同一工作表面的兩個相關(guān)零件，為保證加工質(zhì)量并使加 工方便，常把兩件合為一個整體毛坯，加工到一定階段后再切開。 ④ 對于不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺、工藝凸耳等輔助基準(zhǔn)。 由于該零件力學(xué)性能要求較高，故材料選用 45 鍛件。 45 鍛件即既具有較高的強度、硬度，又具有較好的塑性、韌性，所以該零件的毛坯尺寸可定為 286 286 40（長寬高）。 加工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度，加工余量有工序余量和加工總余量（毛坯余量）之分。 （ 1） 工序余量 工序余 量是指某一表面在一道工序中切除的金屬層厚度。 ①工 序余量的計算 工序余量等于相鄰兩工序的工序尺寸之差。 對于外表面（見圖 33a） z=ab 對于內(nèi)表面（見圖 33b） z=ba 式中 z—— 本工序的工序余量 （ mm ）； a—— 前工序的工序尺寸 （ mm ）； b—— 本工序的工序尺寸 （ mm ）。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 37 頁 圖 13 加工余量 上述加工余量均為非對稱的單邊余量，旋轉(zhuǎn)表面的加 工余量為雙邊對稱余量。 對于軸（圖 33c） Z= ad bd 對于孔（圖 33d） Z= bd ad 式中 Z—— 直徑上的加工余量（ mm ）； ad —— 前工序的加工直徑（ mm ）； bd —— 本工序 的加工直徑（ mm ）。 當(dāng)加工某個表面的工序是分幾個工步時，則相鄰兩工步尺寸之差就是工步余量。它是某工步在加工表面上切除的金屬層厚度。 ②工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差 由于毛坯制造和各個工序尺寸都存在著誤差，加工余量也是個變動值。當(dāng)工序尺寸用基本尺寸計算時，所得到的加工余量稱為基本余量或公稱余量。 最小余量 min? 是保證該工序加工表面的精度和質(zhì)量所需切除的金屬層最小厚度。最大余量 max? 是該工序余量的最 大值。下面以圖 34所示的外圓為例來計算，其它各類表面的情況與此相類似。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 共 37 頁 圖 14 加工余量及其公差 當(dāng)尺寸 a、 b均為工序基本尺寸時，基本余量為 Z=ab 則最小余量 min? = mina maxb 而最大余量 max? = maxb minb 圖 33表示了工序尺寸公差與加工余量間的關(guān)系。余量公差是加工余量間的變動范圍，其值為 z? = max? min? =( maxa mina )+( maxb minb )= a? + b? 式中 z? —— 本工序余量公差（ mm ）； a? — — 前工序的工序尺寸公差（ mm ）； b? —— 本工序的工序尺寸公差（ mm ）。 所以，余量公差為前工序與本工序尺寸公差之和。 工序尺寸公差帶的分布，一般采用“單向入體原則”。即對于被包面（軸類），基本尺寸取公差帶上限，下偏差取負值，工序基本尺寸即為最大尺寸；對于包容面（孔類），基本尺寸為公差帶下限，上偏差取正值，工序尺寸即為最小尺寸但孔中心距及毛坯尺寸公差采用雙向?qū)ΨQ布置。 （ 2） 加工總余量 毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計尺寸之差稱為加工總余量。它是從毛坯到 成品時從某一表面切除的金屬層總厚度，也等于該表面各工序余量之和，即 式中 i? —— 第 i道工序的工序余量（ mm ）； n—— 該表面總加工的工序數(shù)。 加工總余量也是個變動值，其值及公差一般可從有關(guān)手冊中查得或憑經(jīng)驗確定。如圖 35 表示了內(nèi)孔和外圓表面經(jīng)多次加工時，加工總余量、工序余量與加工尺寸的分布圖。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 37 頁 圖 15 加工余量和加工尺寸分布 （ 3） 影響加工余量的因素 影響加工余量的因素如下： a）前工序的表面質(zhì)量（包括表面粗糙度 a? 和表面破壞層深度 aS ）； b）前工序的工序尺寸公差 a? ； c）前工序的位置誤差 a? ，如工件表面在空間的彎曲、偏斜以及空間誤差等； d）本工序的安裝誤差 a? 。 所以本工序的加工余量必須滿足下式 ： 用于對稱余量時 用于單邊余量時 （ 4） 確定加工余量 加工余量大小，直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。加工余量過大，不僅增加機械加工勞動量，降低生產(chǎn)率，而且增加材料、工具和電力的消耗，增加成本。但若加工余量過小，又不能消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此，必須合理地確定加工余量。其確定的方法有 ：經(jīng)驗估算法、查表修正法、分析計算法。首先 根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗來確定加工余量。為避免產(chǎn)生廢品，所確 定的加工余量一般偏大。 要準(zhǔn)確余量則需要 根據(jù)有關(guān)手冊，查得加工余量的數(shù)值，然后根據(jù)實際情況進行適當(dāng)修正。 因此 該零件的加工余量如下： 粗加工外表面的加工余量選擇 ，半精加工的加工余量 ，接著做完精加工。 粗加工凹槽余量 ，精加工 。銑直徑 26孔的粗加工余量 ，接著做精加工。 UG 造型 首先我們要建立新文件，文件名只能是英文和數(shù)字組成。建好新文件后，分別對件一和件二進行線架造型。 進入 UG 首先點擊 UG 進入 UG 界面。如圖 31所示 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 37 頁 圖 31 UG 界面 新 建 模型 點擊新建右上角 先創(chuàng)建一個模型，并輸入文件名 liuiusheji，記 住，文件名不允許出現(xiàn)中文件了。我們暫且先命名為文，因為建成中文名以后 UG 就打不開這。 在應(yīng)用欄中點擊模型按鈕。如圖 32所示。 圖 32 新建模型 草圖的繪制 點擊草繪按鈕 ，創(chuàng)建草圖。如圖 33所示。 圖 33 進入草圖按鈕 點擊 配置按鈕分別畫圓弧 R60， R90， R73,R93，按圖約束，得到 34圖所示。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 37 頁 圖 34 進入草圖 先點擊配置按鈕和 圓形按鈕，畫如下圖的圖形，做約束，得到如圖 35 所示。 圖 35 約束好的矩 形 點擊偏置按鈕，偏置外輪廓線。分別為 14 和 14。將原來的線轉(zhuǎn)為參照。再以坐標(biāo)原點為圓心畫直徑為 280 的圓。得到如 36 圖所示。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 共 37 頁 圖 36 偏置輪廓 零件的實體造型 拉伸外輪廓圓，由圖紙得拉伸 18，得到 37圖 圖 37 拉伸圓弧 拉伸凸臺 17。做布爾求和操作，合并兩個組件，如圖 38 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 37 頁 圖 38 布爾操作 接下來拉伸凸輪槽 14，布爾求差，去除材料，得到如圖 39 所示。 圖 39 畫出圓角長方形與外部長方形 接著開始鉆孔，在圓形凸 臺上，和草圖圓弧 圓心上分別鉆 35 和 12 的常規(guī)孔得到圖 310所示。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 13 頁 共 37 頁 圖 310 鉆孔后的樣圖 最終完成的實體圖，如 311 所示。 圖 311 完成的零件圖 在 UG 中可以在任何實體表面繪制另外一個草圖，如果要修改此圖可以在零件的表面草繪進行操作。 創(chuàng)建毛坯，畫出 零件的毛坯，尺寸為 160 120 40（長寬高），如圖 312所示。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 37 頁 圖 312 創(chuàng)建毛坯 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 37 頁 第 3 章 加工準(zhǔn)備及工藝路線選擇 在對零件進行加工前要對零件進 行許多分析，如裝夾方式、基準(zhǔn)選擇、確定坐標(biāo)零點、刀具選擇及機床選擇等。 基準(zhǔn) 于工藝裝備 的選擇 基準(zhǔn)就是確定生產(chǎn)對象上的某些點、線、面的位置所依據(jù)的那些點、線、面。 正確選擇定位基準(zhǔn)是制訂機械加工工藝規(guī)程和進行夾具設(shè)計的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。 此零件上平面為基準(zhǔn)加工下平面，工件重新裝夾后，已加工的下平面為基準(zhǔn)加工上平面。 機床夾具的種類很多，按使用的機床類型分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具等。而按專門化程度劃 分來說，該零件使用的是立式加工中心。零件又屬于平面類零件，應(yīng)使用通用夾具，通用夾具是已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。 選擇合適的刀具和參數(shù)，對于金屬切削加工，能起到事半功倍的效果。刀具材料選用硬質(zhì)合金，鉆頭和鉸刀選用高速鋼。且切削速度比高速鋼高 4~10 倍，但其沖擊韌性與抗拉強度遠比高速鋼差。而銑刀種類繁多，在使用時要根據(jù)加工部位、表面粗糙度、精度等來選用，根據(jù)圖形的精度和加工部位來看，所選刀具卡見附錄。 φ 12 整體合金刀具為精加工用刀具，一般情況下不做粗加工，如果加工中出現(xiàn)尖叫 ，或者是連續(xù)沖擊聲，這種現(xiàn)象表明切削參數(shù)選用不合理，充分冷卻在整個過程中是必不可少的。 φ 32 的 立 銑刀應(yīng)采用側(cè)固刀柄，φ 25 內(nèi)螺紋孔單刃鏜刀應(yīng)采用側(cè)固刀柄或強力彈簧夾套刀柄；φ 20 的立銑刀應(yīng)采用強力彈簧夾套刀柄；φ 16H的鉸刀應(yīng)采用彈簧夾套刀柄；φ 8 整體硬質(zhì)合金立銑刀和φ 8 球頭刀可采用熱裝刀柄。 對于刀具使用，要兼顧粗、精加工分開原則，防止精加工刀具盡早磨損。機夾立銑刀，由于有螺旋升角，銑刀側(cè)刃直線性不好，不適合精加工。整體硬質(zhì)合金刀側(cè)刃直線性好，精度高，適合精加工使用，粗加工階段，應(yīng)盡可能不用φ 12 的整體 硬質(zhì)合金銑刀，以備精加工使用。 φ 32 立 銑刀，用于平面粗、精加工，外輪廓粗加工。 φ 20 立銑刀，用于內(nèi)外輪廓、腔槽半精加工。 Φ 20 整體硬質(zhì)合金立銑刀，用于內(nèi)外輪廓精加工，φ 26 的孔。 φ 12 鉆頭用來鉆φ 12 的孔。 確定進給路線（加工方法） 在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為進給路線。進給路線不僅包括切削加工時的進給路線，還包括刀具到位、對刀、退刀和換刀等一系列過程的刀具運動路線。進給路線不僅反映了幾個內(nèi)容，也說明了加工順序。 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 16 頁 共 37