UG编程,零件的设计与加工,实例讲解!

jwhit

1.2本文的主要内容

1、对零件图形进行分析

2、零件图形的三维实体造型

3、加工工艺分析

4、零件加工的刀具及各参数分析

5、用UG进行自动编程模拟仿真加工

论文应用了三维建模、加工工艺分析、UG自动编程及仿真加工等内容。



第二章 型腔零件的实体造型

2.1分析零件

通过图形分析可知：

（1） 零件涉及曲面、钻孔等造型方法

（2） 零件可通过建立草图、拉伸、镜像、阵列、布尔运算等常用命令进行造型



2.2零件的实体三维造型

2.2.1建模

（1）打开UG8.5，新建建模文件“_model1.prt”



（4） 在立方体表面建立草图2，绘制图形（如图2-3）



（5）拉伸草图2，距离为6（如图2-4）               





（7）在XZ平面创建草图3，绘制图形（如图2-6）





第三章 基于UG自动编程的型腔零件加工

3.1 加工工艺分析

（1）为了保证加工精度，所以在三轴数控铣床上一次装夹完成，采用四边分中进行对刀。

（2）该零件包括曲面、孔、型腔等结构，形状比较复杂，但是工序相对容易，表面质量和精度要求不高，所以综合考虑，工序安排比较关键。

（3）为了保证加工精度和表面质量，分析采用一次装夹加工完成，按照先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工的原则依次划分工序加工                       

（4）选择105mm*105mm*20mm的方型毛坯料，材质为45#钢。

（5）在加工时先加工外轮廓和孔，最后加工曲面。

3.2 零件加工的刀具及各参数分析

合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：

切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。

切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.6～0.9)d。
切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。

主要根据允许的切削速度Vc(m/min)选取：

n=   其中Vc-切削速度，D-工件或刀具的直径（mm）

根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。

综合以上的分析，确定了零件的加工顺序、刀具规格和必要的参数，如表3.1



3.3 创建UG加工工序

3.3.1 设置加工环境



3.3.2 设置加工方法

进入加工方法视图（如图3-2），将MILL_ROUGH设置为0.5 其余都设置为0。（如图3-3）



3.3.3 定义加工坐标系和安全平面

（1）单击几何视图图标，进入几何视图（如图3-4）



（2）双击MCS_MILL然后将坐标系移动至工件表面。（如图3-5）



（3）点击自动平面，切换成平面，选择工件顶面，输入30。（如图3-6）



3.3.4 定义几何体

（1）双击WORKPIECE，弹出工件对话框（如图3-7）





3.3.5 创建刀具

单击创建刀具，弹出刀具选项框，选择刀具点击确认，之后弹出刀具参数框，设置后点击确定。（如图3-10、3-11）

重复上述步骤，分别创建D16、D8的平铣刀和D5R5的球头刀。



3.3.6 创建工序FM







3.3.7 创建工序CM

点击创建工序图标选择millc_cintour然后点第一个型腔铣图标刀具选择D8，方法选择MILL_ROUGH（如图3-19点击确定。之后设置切削模式和每刀深度（如图3-20）。









3.3.8 创建工序FC

点击创建工序图标选择固定轮廓铣图标，刀具选择R5方法选择MILL_ROUGH(如图3-24)点击确定进入对话框如图（3-25）







3.3.9 创建精加工工序CMC

点击几何视图里的工序CAVITY_MILL进行复制在他下面粘贴（如图3-29）





3.3.10 创建精加工工序FCC

点击几何视图里的工序FIXED_CONTOUR进行复制在他下面粘贴（如图3-33）



然后再点击粘贴的FIXED_CONTOUR_COPY弹出对话框(如图3-34)，刀轨设置里的方法改成MILL_FINISH





第四章 后处理生成程序

4.1 后处理

依次在工序上右键，选择后处理（如图4-1）弹出对话框，在其中选择后处理文件，（如图4-2）。这里选择已经编辑设置好的WIRE_EDM_4_ AXIS系统后处理文件，指定存放位置，确认输出，生成G代码，至此，加工完成。（如图4-2）。





第五章 模拟仿真加工

图5-1为模拟仿真加工出的工件



第六章  总结

使用UG软件进行数控编程时，首先要记住UG数控编程的操作流程；对于型腔铣削加工难点是操作参数中几何体和切削层的设定操作几何体时，要根据零件的几何形状选择必需设定的几何体进行切削区域的定义；设定切削层时，要与操作几何体相结合，根据零部件的几何形状设置内容要前后一致，有些参数可以采用系统自动生成的默认值。用UG软件能够快速地进行零件的实体建模，模拟零件的加工，代替人完成复杂的坐标计算和编程工作；它可以解决许多手工编程无法完成的零件编程；通过模拟加工，可以优化加工轨迹，缩短了产品设计和制造周期，提高了产品质量。