【文章內容簡介】 、溝槽、倒角等）的建模和編輯方法作為實體造型的基礎，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設計方法，并能用參數(shù)驅動。 ④ 曲線設計采用非均勻有理 B 樣線條作為基礎，可用多樣方法生成復雜的曲面造型，特別適合于汽車、飛機、船舶、汽輪機葉片外形設計等外形復雜的曲面造型。 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 標準標注名義尺寸、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。 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容包括零件結構工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。 婁底職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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容包括零件結構工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內容、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、裝配關系及其作用，弄清各項技術要求對裝配質量和使用性能的影響，找出主要的和關 鍵的技術要求，然后對零件圖樣進行分析。 ① 該零件視圖表達完整、清晰，尺寸及有關技術要求齊全、明確。 ② 該組合件突 起部位側面 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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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，只要準備采用數(shù)控加工，其加工表面均應有較充分的余量。 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零件，為保證加工質量并使加 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。 由于該零件力學性能要求較高，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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 共 37 頁 圖 14 加工余量及其公差 當尺寸 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對稱布置。 （ 2） 加工總余量 毛坯尺寸與零件圖樣的設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手冊中查得或憑經(jīng)驗確定。如圖 35 表示了內孔和外圓表面經(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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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。 要準確余量則需要 根據(jù)有關手冊，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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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。將原來的線轉為參照。再以坐標原點為圓心畫直徑為 280 的圓。得到如 36 圖所示。 婁底職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 共 37 頁 圖 312 創(chuàng)建毛坯 婁底職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 共 37 頁 第 3 章 加工準備及工藝路線選擇 在對零件進行加工前要對零件進 行許多分析，如裝夾方式、基準選擇、確定坐標零點、刀具選擇及機床選擇等。 基準 于工藝裝備 的選擇 基準就是確定生產(chǎn)對象上的某些點、線、面的位置所依據(jù)的那些點、線、面。 正確選擇定位基準是制訂機械加工工藝規(guī)程和進行夾具設計的關鍵。定位基準分為精基準和粗基準。 此零件上平面為基準加工下平面，工件重新裝夾后，已加工的下平面為基準加工上平面。 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，應使用通用夾具，通用夾具是已經(jīng)標準化、無需調整或稍加調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 銑刀應采用側固刀柄，φ 25 內螺紋孔單刃鏜刀應采用側固刀柄或強力彈簧夾套刀柄；φ 20 的立銑刀應采用強力彈簧夾套刀柄；φ 16H的鉸刀應采用彈簧夾套刀柄；φ 8 整體硬質合金立銑刀和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，銑刀側刃直線性不好，不適合精加工。整體硬質合金刀側刃直線性好，精度高，適合精加工使用，粗加工階段，應盡可能不用φ 12 的整體 硬質合金銑刀，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，用于內外輪廓、腔槽半精加工。 Φ 20 整體硬質合金立銑刀，用于內外輪廓精加工，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容，也說明了加工順序。 婁底職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁 共 37