典型零件的數控編程及加工仿真畢業(yè)設計

1、<p><b>　　‘</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設計論文</b></p><p>　　題 目 典型零件的數控編程及加工仿真  </p><p>　　專業(yè)名稱 機械設計制造及自動化 </p><p>　　學生姓名

2、 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　畢業(yè)時間 2014年6月 </p><p><b>　　畢業(yè)任務書</b></p><p><b>　　一、題目</b></p>

3、<p>　　典型零件的數控編程及加工仿真</p><p>　　二、指導思想和目的要求</p><p>　　數控加工是一種現代化的加工手段，數控加工技術也成為一個國家制造業(yè)發(fā)展的標志，利用數控加工技術可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的準確性和精度都可以得到很好的保證。本次畢業(yè)設計題目來源于生產實踐，利用UG三維造型軟件進行的數控編程與加工仿真。通過對零件進行三維建

4、模，并模擬數控仿真生成數控程序，加強對UG軟件的運用，鞏固了機械設計知識。</p><p><b>　　三、主要技術指標</b></p><p><b>　　1. 零件圖1張；</b></p><p>　　2. 三維建模零件1個；</p><p>　　3. 輔助加工程序1份；</p>

5、<p>　　4. 畢業(yè)設計論文1份；</p><p><b>　　四、進度和要求 </b></p><p>　　1．搜集相關資料 2周</p><p>　　2．加工仿真的中英科技文翻譯 2周&

6、lt;/p><p>　　3．運用UG軟件進行三維建模 2周</p><p>　　4．運用UG軟件進行輔助加工 2周</p><p>　　5．運用UG軟件數控仿真 2周</p>

7、<p>　　6．編寫說明書（論文） 2周</p><p>　　7．準備并完成答辯 2周</p><p>　　五、主要參考書及參考資料</p><p>　　[1] 劉治映《畢業(yè)設計（論文）寫作導論》.長沙：中

8、南大學出版社.2006.6</p><p>　　[2] 徐偉 楊永《計算機輔助與制造》.北京：高等教育出版社.2011.2</p><p>　　[3] 于杰《數控加工與編程》. 北京：國防工業(yè)出版社.2009.1</p><p>　　[4] 趙長明《數控加工工藝及設備》. 北京：高等教育出版社.2003.10.</p><p>　　[5] 麓

9、山文化《UG7從入門到精通》.北京：機械工業(yè)出版社2012,2</p><p>　　[6] 朱煥池《機械制造工藝學》. 北京：機械工業(yè)出版社.2003.4</p><p>　　[7] 李提仁《數控加工與編程技術》. 北京：北京大學出版社.2012.7</p><p>　　[8] 焦小明《機械加工技術》. 北京：機械工業(yè)出版社.2005.7</p>&

10、lt;p>　　[9] 龔桂義《機械設計課程設計圖冊》（第三版).高等教育出版社.2010.</p><p>　　[10] 薛順源《機床夾具設計》.機械工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[11] 肖繼德 陳寧平《機床夾具設計》.機械工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　[12] 張世昌《機械制造技術基礎》.天津大學出版社，2002.</p&

11、gt;<p>　　[13] 劉建亭《機械制造基礎》.機械工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[14] 莊萬玉 丁杰雄《制造技術》.國防工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[15] 韓鴻鸞 榮維芝《數控機床加工程序的編制》. 北京：機械工業(yè)出版社.2002.12</p><p>　　[16] 周湛學《機電工人識圖及實例詳解》.北京：化

12、學工業(yè)出版社.2011.12</p><p>　　[17] 施平《機械工程專業(yè)英語教程》.第二版.電子工業(yè)出版社.</p><p>　　學生 王 萌 指導教師 李 郁 系主任 魏生民 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　數控編程是一種可編程的柔性加工方法，它的普

13、及大大提高了加工效率。但是在加工技術方面，除要求數控機床具有較強的運動控制能力之外，更重要的是如何有效地獲得高效優(yōu)質的數控加工程序，并從加工過程整體上提高生產效率。由于零件復雜性的增加，而且工人技術水平有限，手工編程越來越困難。</p><p>　　應用數控編程可大大提高生產率、穩(wěn)定加工質量、縮短加工周期、增加生產柔性、實現對各種復雜精密零件的自動化加工,易于在工廠或車間實行計算機管理,使車間設備總數減少、節(jié)省人

14、力、改善勞動條件,有利于加快產品的開發(fā)和更新?lián)Q代,提高企業(yè)對市場的適應能力并提高企業(yè)綜合經濟效益。</p><p>　　本文以UG NX 8.5為工具,完成了典型零件的三維造型及仿真加工。內容包括:首先,根據零件的結構特點和技術要求,在對其進行加工工藝分析之后,確定了零件的加工方法。然后,利用UG/CAD模塊完成了零件幾何體的參數化建模。在此基礎上,利用UG/CAM模塊進行數控編程,設計了加工路線、刀具軌跡,切削

15、方式等工藝參數,生成了零件的NC程序。</p><p>　　關鍵詞：，三維建模，加工仿真， UG軟件</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　CNC machining is a programmable flexible processing methods, its popularity greatly i

16、mprove the processing efficiency. But in the processing technology, in addition to requirements of CNC machine tools has a strong ability to control movement and, more importantly, how to efficiently obtain high-quality

17、CNC machining process, and from the process as a whole to improve production efficiency. As part of the increased complexity and limited skills of workers, manual programming more difficult.</p><p>　　CNC mac

18、hining applications can greatly improve productivity, stability, processing quality, shorten the processing cycle, increasing the production of flexible, to achieve a variety of complex precision components for the autom

19、ation of processing, easy to implement in a factory or workshop computer management, reducing the total number of workshop equipment, saving manpower, improve labor conditions, help speed up product development and upgra

20、ding, and improving the ability of the market to adap</p><p>　　In this paper, UG NX 8.5 as a tool,complete the adjust frame three-dimensional modeling . Include: First, based on the adjusted frame structural

21、 features and technical requirements, in its process analysis, to determine the part of the processing methods. Then, using UG / CAD module to complete the part geometry parametric modeling. On this basis, the use of UG

22、/ CAM module for NC programming, design the machining line, the tool path, cutting mode and other parameters, to generate a part of the </p><p>　　KEYWORDS: CNC technology, UG ,three-dimensional modeling</

23、p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1課題研究的背景及意義1</p><p>　　1.2計算機輔助設計工藝過程設計輔助制造2</p><p>　　1.2.1計算機輔助設計2</p><p>　　1.2.

24、2計算機輔助工藝過程設計2</p><p>　　1.2.3計算機輔助制造2</p><p>　　第二章 數控編程的關鍵技術4</p><p>　　2.1數控編程的定義4</p><p>　　2.2數控編程研究的內容5</p><p>　　2.3數控編程的步驟7</p><p>　　

25、2.4數控編程的方法7</p><p>　　2.5數控編程常用軟件介紹8</p><p>　　第三章 三維建模及工藝規(guī)劃11</p><p>　　3.1創(chuàng)建零件模型11</p><p>　　3.2零件的工藝規(guī)劃16</p><p>　　第四章 典型零件仿真加工18</p><p>

26、;　　4.1UG軟件平面銑18</p><p>　　4.2典型零件的工藝設置18</p><p>　　4.3設置加工環(huán)境19</p><p>　　4.4配合件數控加工仿真20</p><p>　　4.4.1設置加工方法20</p><p>　　4.4.2定義加工坐標系21</p><p&

27、gt;　　4.4.3創(chuàng)建刀具21</p><p>　　4.4.4指定通用的工序參數22</p><p>　　4.4.5孔的設置26</p><p>　　4.5零件仿真加工的輸出28</p><p>　　第五章 后處理及代碼輸出29</p><p>　　5.1零件仿真加工的后處理29</p>

28、<p>　　5.2加工代碼的生成30</p><p>　　第六章 總結與展望33</p><p>　　6.1論文總結33</p><p>　　6.2后續(xù)展望34</p><p><b>　　參考文獻35</b></p><p><b>　　致 謝36</b&

29、gt;</p><p><b>　　畢業(yè)設計小結37</b></p><p><b>　　附錄39</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1課題研究的背景及意義</p><p>　　數控機床是按照記錄

30、在載體上的信息指令自動進行加工的，當加工對象改變時只需要重新編制數控加工程序，而無需對機床結構進行調整，也不需要制造凸輪、靠模一類的輔助機械裝置。這樣，便可以快速地從一種零件的加工變到另一種零件的加工，使生產準備周期大為縮短。</p><p>　　數控加工是一種現代化的加工手段，數控加工技術也成為一個國家制造業(yè)發(fā)展的標志，利用數控加工技術可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的準確性和精度都可以得到很

31、好的保證,數控加工是機械加工的一種，是新型加工技術，主要工作是編制加工程序，即將原來手工活轉為電腦編程?？傮w上說，和傳統(tǒng)的機械加工手段相比數控加工技術具有以下優(yōu)點：</p><p><b>　　1) 加工效率高</b></p><p>　　利用數字化的控制手段可以加工復雜的曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。 </p>&l

32、t;p><b>　　加工精度高</b></p><p>　　同傳統(tǒng)的加工設備相比，數控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置,提高分辨率,減少為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 </p><p>　　有利于加工復雜形狀的零件</p><p>　　數控機床能同時控制多個坐標聯(lián)動，可以加工其他機床難以加工甚至不可能加工的復雜零件，如曲線的二維復雜輪廓零件

33、、含曲面的三維實體零件。</p><p><b>　　4）勞動強度低 </b></p><p>　　由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數控系統(tǒng)完成，傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數控機床工作時，只需要監(jiān)視設備的運行狀態(tài)。所以勞動強度很低。</p><p><b>　　5）適應能力強</b></p>

34、;<p>　　數控加工系統(tǒng)就象計算機一樣，可以通過調整部分參數達到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展。而本文所要研究的內容就是在UG軟件平臺上，進行回轉體帶腔體類零件的加工模擬仿真，提高回轉體帶腔體類零件的加工效率 [1]。通過計算機模擬五坐標機床實際加工過程，達到對數控加工程序驗證、切削過程優(yōu)化和加工結果預測的目的。</p><p>　　1.2 CAD/CAM簡介</p&

35、gt;<p>　　1.2.1計算機輔助設計</p><p>　　指工程技術人員以計算機為輔助工具來完成產品設計過程中的各項工作，如草圖繪制、零件設計、裝配設計、工程分析等，并達到提高產品設計質量、縮短產品開發(fā)周期、降低產品成本的目的。</p><p>　　1.2.2計算機輔助工藝過程設計</p><p>　　指在工藝人員借助于計算機，根據產品設計階段給

36、出的信息和產品制造工藝要求，交互地或自動地確定產品加工方法和方案，如加工方法選擇、工藝路線確定、工序設計等。</p><p>　　1.2.3計算機輔助制造</p><p>　　計算機輔助制造有廣義和狹義兩種定義。廣義CAM是指借助計算機來完成從生產準備到產品制造出來的過程中的各項活動，包括工藝過程設計（CAPP)、工裝設計、計算機輔助數控加工編程、生產作業(yè)計劃、制造過程控制、質量檢測與分析

37、等。狹義CAM通常是指NC程序編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真及NC代碼生成等。</p><p>　　圖1-1 CAD/CAM系統(tǒng)工作過程</p><p>　　隨著計算機的高速發(fā)展數控加工仿真技術得到了廣泛應用，數控技術是應用計算機自動控制、自動檢驗及精密機器等高科技術的產物。數控加工仿真是利用計算機技術模擬實際的機床加工過程，它驗證數控加工程序的可靠性和預測切削過程的

38、作用，減少工件的試切，提高工作效率。典型零件的數控加工研究非常普遍，但是在實際的加工中，卻存在很多問題。因此，還有很大的探索空間。鑒于此，選擇本課題主要是根據在數控加工中，典型零件數控編程及加工仿真進行研究。使我們對加工典型零件采用更加形象、經濟、科學、安全的加工方法進行加工，在此基礎上使自己的理論水平和實際操作水平得到進一步的鞏固和完善。</p><p>　　本次畢業(yè)設計主要是通過AUTO CAD軟件繪制零件圖

39、，并用UG軟件對零件進行三維實體建模，然后對零件進行工藝分析，在確定了加工工藝之后，用UG軟件對零件進行數控仿真加工和計算機自動編程。</p><p>　　第二章 數控編程的關鍵技術</p><p>　　計算機輔助制造CAM的含義有廣義和狹義之分：從廣義上講，計算機輔助制造是指利用計算機輔助完成制造過程的全部工作環(huán)節(jié)，即從原材料到產品的全部制造過程，包括直接制造過程和間接制造過程。內容涉

40、及計算機輔助制造的環(huán)境，輔助設計和輔助制造的銜接，計算機輔助零件信息分類和編碼的成組技術（GT），計算機輔助工藝設計和工藝規(guī)劃（CAPP），計算機數控技術（CNC），計算機輔助工裝設計，計算機輔助質量管理和質量控制，計算機輔助數控編程，計算機加工過程仿真，數控加工工藝，計算機輔助加工過程監(jiān)控等。從狹義上講，計算機輔助制造就是計算機輔助機械加工，也就是數控加工，其核心是數控編程和數控加工工藝的設計。在這一章中介紹與數控加工技術有關的內容。

41、</p><p>　　2.1數控編程的定義</p><p>　　生成數控機床進行零件加工的數控程序的過程，稱為數控編程（NC programming），有時也稱為零件編程（part programming）。數控編程可以手工完成，即手工編程（manual programming），也可以由計算機輔助完成，即計算機輔助數控編程（computer aided NC programming）。&

42、lt;/p><p>　　采用計算機輔助數控編程需要一套專用的數控編程軟件，現在數控編程軟件主要分為批處理命令方式為主的各種類型的APT語言和以CAD/CAM軟件為基礎的圖形交互式自動程編如UG軟件、CATIA等軟件。編程方式分為手工和自動兩種類型。 手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。利用一般的計算工具，通過各種數學方法，人工進行刀具軌跡的運算，并進行指令編制。 這種方式比較簡單，很容易掌握，適應性較大

43、。適用于中等復雜程度程序、計算量不大的零件編程，對機床操作人員來講必須掌握。對于幾何形狀復雜的零件需借助計算機使用規(guī)定的數控語言編寫零件源程序，經過處理后生成加工程序，稱為自動編程。 </p><p>　　隨著數控技術的發(fā)展，先進的數控系統(tǒng)不僅向用戶編程提供了一般的準備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數控功能的手段。FANUC6M數控系統(tǒng)的參數編程，應用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達式、邏輯運算及類

44、似的程序流程，使加工程序簡練易懂，實現普通編程難以實現的功能。 </p><p>　　2.2數控編程研究的內容</p><p>　　數控程編研究的內容主要有六部分工作組成: </p><p>　　1)數控加工工藝分析及規(guī)劃</p><p>　　(1)加工對象的確定：</p><p>　　通過對模

45、型的分析，確定工件的哪些部位需要在數控機床或在數控加工中心加工。數控銑削加工的工藝適用性也是有一定限制的，對于尖角、細小的筋條部位是不適合數控銑削加工的，應使用線切割或者電火花加工。而某些部位使用普通機床有更好的經濟效益（如飛機起落架的耳片部位）。</p><p>　　(2)加工區(qū)域的規(guī)劃：</p><p>　　即對加工對象進行分析，按其形狀特征、功能特征及精度、光潔度要求將加工對象分成若

46、干個加工區(qū)域。對加工區(qū)域的合理規(guī)劃，可以達到提高加工效率和加工質量的目的。</p><p>　　(3)加工工藝路線的規(guī)劃：</p><p>　　從粗加工到半精加工、精加工、再到清根加工的加工流程規(guī)劃（其中包括加工余量的分配及殘留余量的在現加工）。目的是提高加工效率、控制加工表面質量，防止加工變形。</p><p>　　2）完善零件加工模型：</p>&

47、lt;p>　　由于CAD造型人員更多地考慮零件設計的完整性，較少地考慮地零件模型對CAM加工的影響，因此，要根據加工對象的確定及加工區(qū)域劃分對模型進行一些完善。其內容如下：</p><p>　　(1)定義加工坐標系：</p><p>　　加工坐標系是加工的基準，將坐標系定位在適合機床操作人員確定的位置（即找正方便的位置）。同時，最好保持模型坐標系與加工坐的統(tǒng)一。</p>

48、<p>　　(2) 清理隱藏對加工不產生影響的體素。</p><p>　　(3) 修補部分曲面:</p><p>　　如鉆孔的曲面，狹小的凹槽部等，必要時重新構造三維曲面（重新構造U、V參數線）。以便有利參數線曲面的刀位軌跡生成。</p><p>　　(4) 幾何分析模塊：</p><p>　　其作用是分析零件的圖形文件，得到圖形

49、的一些特征參數，并將這些參數傳遞給需要它的加工子程序，用以協(xié)助加工的自動完成。</p><p>　　(5) 增加虛面、約束面、檢查面、導引面等，提高加工質量防止刀具過切。</p><p>　　(6) 構造刀路邊界、裁剪邊界、檢查邊界、構造毛坯模型，防止刀具與夾具干涉、計算加工的工時。</p><p>　　3）加工參數的優(yōu)化：</p><p>

50、　　加工參數的設置可視為利用UG軟件進行數控編程的主要內容，它直接影響生成數控程序的質量，它是根據所輸入的零件工藝過程設計的工藝文件，對各工序設定切削用量，刀具補償，加工坐標原點（刀具起點）等，其所需原始數據均取至工藝文件，按實際所選數控機床的情況進行設置。其主要內容如下：</p><p>　　(1) 創(chuàng)建程序組、 創(chuàng)建刀具組、創(chuàng)建幾何組（指定零件、毛坯、卡具、壓板等檢查體）、創(chuàng)建方法組（設置部件余量、部件的內外

51、公差等)</p><p>　　(2) 選擇編程方法（指UG軟件中的加工類型）。</p><p>　　(3) 設置切削方式及參數：即刀具軌跡的類型及相關參數（如：進退刀方式、切削用量、刀路的行間距、切深。、安全高度等）。</p><p>　　(4) 設置機械參數包括主軸轉速、切削進給量、冷卻液的控制等。</p><p>　　4) 刀位軌跡生成：

52、 </p><p>　　其作用是設計刀具的運動軌跡，產生歷史文件和刀位文件。根據加工工藝調用相應加工程序，自動產生加工的詳細描述，這些描述及零件的圖形被紀錄為歷史文件（類似數控APT語言的描述），同時也產生了刀位文件（二進制或ASCII格式）。加工子程序是各種加工方法的處理程序，它是對各種加工方法的具體描述，所提供的加工方法越多，軟件應用的范圍越廣。</p><p><b>　　

53、5) 刀位軌跡驗證</b></p><p>　　為了保證數控程序的安全性，必須對生成的刀位軌跡進行檢查效驗，檢查刀軌是否過切或者加工不到位，同時檢查是否發(fā)生與工件及夾具干涉。對檢查中發(fā)現的問題，應該進行參數調整，再進行重新計算、效驗，直到 準確無誤（可通過可視化仿真軟件VERICUT 來實現）。</p><p>　　6) 生成數控代碼指令（后置處理）：</p>&

54、lt;p>　　UG軟件生成的只是數控刀位源文件，還需要將刀位源文件轉換成數控機床代碼指令。</p><p>　　2.3數控編程的步驟</p><p>　　在數控編程之前，編程員應了解所用數控機床的規(guī)格、性能、CNC系統(tǒng)所具備的功能及編程指令格式等。編制程序時，應先對圖樣規(guī)定的技術特性、零件的幾何形狀、尺寸及工藝要求進行分析，確定加工方法和走刀路線，在進行數值計算，獲得刀位數據。然后按

55、數控機床規(guī)定的代碼和程序格式，將工件的尺寸、刀位數據、加工路線、切削參數（主軸轉速、進給速度、切削深度等）以及輔助功能（換刀、主軸正轉、反轉、冷卻液開、關等）編制成加工程序，并輸入數控系統(tǒng)，由數控系統(tǒng)控制數控機床自動地進行加工。[8]</p><p>　　一般來說，數控編程過程主要包括：分析零件圖樣、工藝處理、數學處理、編寫程序單、輸入數控系統(tǒng)及程序檢查，如圖2—1所示。</p><p>

56、<b>　　床</b></p><p>　　圖2-1 數控編程過程</p><p>　　2.4數控編程的方法</p><p>　　數控編程的分類方法有多種，大致可歸納為：</p><p>　　1) 根據編程地點進行分類：辦公室或車間。</p><p>　　2) 根據編程計算機進行分類：CNC內部計

57、算機，個人計算機（PC）或工作站（workstation）等。</p><p>　　3) 根據編程軟件進行分類：CNC內部編程軟件，APT語言或圖形交互式自動編程軟件。</p><p>　　下面探討手工編程、APT語言自動編程和圖形交互式自動編程：</p><p>　　1. 手工編程 是指編制零件數控加工程序的各個步驟，即從零件圖樣分析、工藝處理、確定加工路線和工

58、藝參數、幾何計算、編寫零件的數控加工程序清單直至程序的檢驗，均由人工來完成。</p><p>　　對于點位加工和幾何形狀不復雜的零件，數控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現。但對輪廓形狀不是由簡單的直線、圓弧組成的復雜零件，計算機編寫程序則相當繁瑣，工作量大，容易出錯，且很難校對，采用手工編程是難以完成的。因此，為了縮短生成周期，提高數控機床的利用率，有效的解決各種模具及復雜零件的加工問題，采用手工編程

59、不能滿足要求，而必須采用自動程編方法。</p><p>　　2. APT語言自動編程 APT是一種自動編程工具（Automatically Programmed Tool）的簡稱，是一種對工件、刀具的幾何形狀及刀具相對于工件的運動等進行定義時所用的一種接近于英語的符號語言。把用APT語言書寫的零件加工程序輸入計算機，經過計算機的APT語言編程系統(tǒng)編譯</p><p>　　產生刀位文件（C

60、L DATA file），然后進行數控后置處理，生成數控系統(tǒng)能</p><p>　　接受的零件數控加工程序的過程，稱為APT語言自動編程。</p><p>　　采用APT語言自動編程，由于計算機（或編程機）自動編程代替程序編制人員完成了繁瑣的數值計算工作，并省去了編寫程序單的工作量，因而可將編程效率提高數倍到數十倍，同時解決了手工編程中無法解決的許多復雜零件的編程難題。</p>

61、<p>　　3. 圖形交互式自動編程是以待加工零件CAD模型為基礎的一種集成加工工藝規(guī)劃及數控程編為一體地自動編程方法。其中零件CAD模型的描述方法多種多樣，適用于數控編程的主要有線框模型、表面模型和實體模型，其中以表面模型和實體模型在數控編程中應用較為廣泛。</p><p>　　2.5數控編程常用軟件介紹 </p><p>　?。?）UG 　　Unigraphics 是

62、美國Unigraphics Solution公司開發(fā)的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一體的三維參數化軟件，是當今最先進的計算機輔助設計、分析和制造的高端軟件，用于航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業(yè)領域。UG軟件在CAM領域處于領先的地位，產生于美國麥道飛機公司，是飛機零件數控加工首選編程工具。UG 優(yōu)點 ：提供可靠、精確的刀具路徑；能直接在曲面及實體上加工；良好的使用者界面，客戶也可自行化設計界面；多樣的加工方式，便于設

63、計組合高效率的刀具路徑；具有完整的刀具庫；加工參數庫管理功能；包含二軸到五軸銑削、車床銑削、線切割；大型刀具庫管理 ；實體模擬切削；泛用型后處理器等功能 ；高速銑功能。 </p><p>　　（2）Catia 　　Catia是法國達索（Dassault）公司推出的產品，法制幻影系列戰(zhàn)斗機、波音737、777的開發(fā)設計均采用Catia。CATIA 據有強大的曲面造型功能，在所有的CAD三維軟件位居前列，廣泛應用于

64、國內的航空航天企業(yè)、研究所，以逐步取代UG成為復雜型面設計的首選。CATIA具有較強的編程能力，可滿足復雜零件的數控加工要求。目前一些領域采取CATIA設計建模，UG編程加工，二者結合，搭配使用。 （3）Pro/E 　　Pro/E 是美國 PTC （參數技術有限公司）開發(fā)的軟件，是全世界最普及的三維 CAD/CAM （計算機輔助設計與制造）系統(tǒng)。廣泛用于電子、機械、模具、工業(yè)設計和玩具等民用行業(yè)。具有零件設計、產品裝配、模具開發(fā)、

65、數控加工、造型設計等多種功能。Pro/E在我國南方地區(qū)企業(yè)中被大量使用，設計建模采用PRO-E ，編程加工采用MASTERCAM 和 CIMATRON 是目前通行的做法。 （4）CimatronCAD/CAM系統(tǒng) 　　以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產品，是較早在微機平臺上實現三維CAD/CAM全功能的系統(tǒng)。該系</p><p>　　第三章 三維建模及工藝規(guī)劃</p><

66、;p><b>　　零件圖</b></p><p><b>　　3.1創(chuàng)建零件模型</b></p><p>　　執(zhí)行工具欄【文件】“新建”按鈕→【新建】，在新建對話框中輸入零件名稱“model1”,單擊“確定”按鈕。</p><p>　　草繪如圖所示的拉伸截面，單擊草繪工具欄中的“完成草圖”按鈕（如圖3-1 ，圖3-2

67、，圖3-3，圖3-4所示。）</p><p>　　圖3-1 草繪截面 圖3-2草繪底座截面</p><p>　　圖3-3草繪截面 圖3-4草繪截面</p><p>　　對草繪出的攔截面進行拉伸，拉伸長度為為20、 11 、17。（如圖3-5所示）</p><p><b>

68、;　　圖3-5拉伸</b></p><p>　　對圖3-2圖3-4分別拉伸 3和 11 （如圖3-6 圖3-7所示）得到上表面圖形（如圖3-8所示）</p><p>　　圖3-6 拉伸 圖3-7 拉伸</p><p><b>　　圖3-8上表面圖形</b></p>

69、<p>　　建立一個圓心（0 0 -42）直徑80的球，然后在Z為-12的位置建立一個基準面，在基準面草繪（如圖3-9所示），并用基準面對球進行切割（如圖3-10所示） 然后對圖3-9進行片體拉伸，并用片體對切割體進行切割（如圖3-11所示）</p><p>　　圖3-9草繪 圖3-10切割</p><p><b>　

70、　圖3-11切割</b></p><p>　　在Z為-18處建立一個基準面，同時在基準面上繪制草圖（如圖3-12，圖3-13所示，然后對圖3-12圖3-13 分別進行拉伸18和6 （如圖3-14 圖3-15 ） 然后進行求差（如圖3-16所示）然后將所有圖形進行求和，對原圖形進行打孔，并對圖形進行倒邊角（如圖3-17所示）。</p><p>　　圖3-12 繪制草圖

71、 圖3-13 繪制草圖</p><p>　　圖3-14 拉伸 圖3-15 拉伸</p><p>　　圖3-16求差 圖3-17打孔</p><p>　　在-12的基準面上繪制草圖（如圖3-18所示），并對其進行拉伸5然后使用

72、求差命令（如圖3-19所示）</p><p>　　圖3-18草繪 圖3-19求差</p><p>　　畫兩個圓心分別為（0 50 -35）（0 -50 -35）半徑為25的圓 然后對其進行拉伸-10最后用求差(如圖3-20所示)</p><p><b>　　圖3-20求差</b></p

73、><p>　　3.2零件的工藝規(guī)劃</p><p>　　對典型零件的制造過程進行合理的規(guī)劃，包括對零件三維特征模型不同加工階段的方案、數據處理、采集過程，裝夾方案，試切方案等進行合理規(guī)劃，優(yōu)化加工切削參數。</p><p>　　1）整體結構件特征模型的研制</p><p>　　(1) 制作此零件數控加工毛坯的三維實體參數化特征模型及快速建模模板。

74、供建模、數控加工仿真、粗加工刀具選擇、粗加刀路規(guī)劃、粗加工試切、檢測程序、確定粗加工切削參數使用，并在此基礎上建立粗加工切削參數數據庫。</p><p>　　(2) 制作此零件數控半精加工的三維實體參數化特征模型及快速建模模板。供建模、半精加工仿真、半精加工刀具選擇、半精加工刀路規(guī)劃、加工試切、檢測程序、確定半精加工切削參數使用，并在此基礎上建立半精加工切削參數數據庫。</p><p>　

75、　(3) 制作此零件數控精加工的三維實體參數化特征模型及快速建模模板。供建模、精加工仿真、精加工刀具選擇、精加工刀路規(guī)劃加工試切、檢測程序、確定精加工切削參數使用，并在此基礎上建立精加工切削參數數據庫。</p><p>　　2）整體結構件數據處理和數據采集</p><p>　　對不同軟件平臺轉換后的數據，進行重新采集和處理。重構三維實體模型，達到數據共享的目的。</p>&l

76、t;p><b>　　3）制定裝夾方案</b></p><p>　　根據NC加工的特點結合UG模塊，制定典型零件的數控加工工藝路線。建立滿足NC加工的參數化數字模型（其中包括：虛面及約束面），及相關的模型結構樹形圖。以滿足裝夾、定位、找正、進退刀的需求，節(jié)省加工輔助時間。</p><p>　　N0560 X-42.4749 Y13.4705</p>

77、<p>　　N0570 G3 X-42.4406 Y-13.5068 I42.3863 J-13.4348</p><p>　　N0580 G1 X-20.2224 Y-35.724</p><p>　　N0590 G2 X-18.5796 Y-37.1971 I-13.1788 J-16.3499</p><p>　　N0600 G1 X-13.364

78、Y-42.3815</p><p>　　N0610 G3 X-5.477 Y-44.1012 I13.3923 J42.4762</p><p>　　N0620 X13.4387 Y-42.3387 I5.448 J43.9162</p><p>　　N0630 G1 X18.552 Y-37.2246</p><p>　　N0640 G2

79、X20.2217 Y-35.7245 I14.8492 J-14.8492</p><p>　　N0650 G1 X40.3808 Y-15.5647</p><p>　　N0660 X34.0167 Y-9.2008</p><p>　　N0670 X34.4621 Y-8.7554</p><p>　　N0680 G3 X34.4367

80、Y8.7828 I-34.4326 J8.7191</p><p>　　N0690 G1 X34.0329 Y9.1866</p><p>　　N0700 G2 X34.4339 Y4.9198 I-66.1522 J-8.3705</p><p>　　N0710 X34.0167 Y-9.2008 I-71.0406 J-4.9673</p><

81、;p>　　N0720 G1 X36.138 Y-11.3221</p><p>　　N0730 X37.1549 Y-10.3053</p><p>　　N0740 G3 X37.1262 Y10.336 I-37.1254 J10.269</p><p>　　N0750 G1 X29.0936 Y18.3681</p><p>　　N

82、0760 G2 X31.4404 Y4.7228 I-61.213 J-17.552</p><p>　　N0770 X29.1045 Y-18.3559 I-68.047 J-4.7704</p><p>　　N0780 G1 X36.138 Y-11.3221</p><p>　　N0790 X38.2594 Y-13.4434</p><p

83、>　　第六章 總結與展望</p><p><b>　　6.1論文總結</b></p><p>　　本文利用CAD/CAM軟件UG通過建立集建模、加工、仿真與優(yōu)化為一體的虛擬數控加工鏈，最終得到了較為合理的數控加工程序。不僅降低了實際試切的成本，提高了加工的安全性，同時，縮短了產品的生產周期，提高了機床的利用率和生產效率，從而可以大大地提高企業(yè)的經濟效益。<

84、;/p><p>　　本文主要做了以下工作:</p><p>　　1.總結了虛擬數控加工的基礎技術，分析了各基礎技術的國內外研究現狀及發(fā)展趨勢。</p><p>　　2.總結了虛擬數控加工中產品的建模方法，采用UG對具有自由曲面特征的模型進行建模。分析了數控加工工藝的制定原則，并結合所建模型的結構特點與實際加工經驗，為其制定了合理的加工工藝，選擇了合理的切削參數。<

85、/p><p>　　3.研究了基于UG的數控自動編程。結合前文的工藝分析和模型的結構特點，生成了各個工序的刀位軌跡，并獲得了刀位文件。利用FANUC通用后置處理器對刀位文件進行后置處理，得到了適合機床的G代碼文件。</p><p>　　總結全文得出以下結論：</p><p>　　1.通過構建集建模、加工、仿真、優(yōu)化為一體的虛擬數控加工鏈，模擬實際加工過程，實現完全意義上的

86、虛擬制造，是檢驗數控程序的合理性的一種有效的手段。這也是本文的特色所在。</p><p>　　2.本文充分發(fā)揮UG的優(yōu)勢，進行數控加工的仿真與優(yōu)化是一種可行的辦法。對實際生產有較強的指導意義。也為新產品，新機床的開發(fā)提供了一種得力的工具。</p><p><b>　　6.2后續(xù)展望</b></p><p>　　畢業(yè)設計雖然在一個階段上取得了一些

87、成果，但是在此過程中，自己感覺到還是有許多不足之處，針對自己的畢業(yè)設計，我人認為還有以下工作需要進一步完善。</p><p>　　1. 在數控加工中，影響加工的各個因素是至關重要的，應該更深一步的了解各個因素的具體內涵，以便在以后的工作和學習中運用自如。</p><p>　　2. UG軟件加工模塊中的參數較多，因時間的關系，很多參數了解很膚淺，這些參數的物理意義非常重要，應在今后的工作中花

88、大力氣掌握。</p><p>　　3. 今后要更關注CAD\CAM的新發(fā)展趨勢：如：虛擬裝制造、敏捷制造、綠色制造等。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 劉治映《畢業(yè)設計（論文）寫作導論》.長沙：中南大學出版社.2006.6</p><p>　　[2] 徐偉 楊永《計算機輔助與制造

89、》.北京：高等教育出版社.2011.2</p><p>　　[3] 于杰《數控加工與編程》. 北京：國防工業(yè)出版社.2009.1</p><p>　　[4] 趙長明《數控加工工藝及設備》. 北京：高等教育出版社.2003.10.</p><p>　　[5] 麓山文化《UG7從入門到精通》.北京：機械工業(yè)出版社2012,2</p><p>　　

90、[6] 朱煥池《機械制造工藝學》. 北京：機械工業(yè)出版社.2003.4</p><p>　　[7] 李提仁《數控加工與編程技術》. 北京：北京大學出版社.2012.7</p><p>　　[8] 焦小明《機械加工技術》. 北京：機械工業(yè)出版社.2005.7</p><p>　　[9] 龔桂義《機械設計課程設計圖冊》（第三版).高等教育出版社.2010.</p

91、><p>　　[10] 薛順源《機床夾具設計》.機械工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[11] 肖繼德 陳寧平《機床夾具設計》.機械工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　[12] 張世昌《機械制造技術基礎》.天津大學出版社，2002.</p><p>　　[13] 劉建亭《機械制造基礎》.機械工業(yè)出版社，2001.</p&g

92、t;<p>　　[14] 莊萬玉 丁杰雄《制造技術》.國防工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[15] 韓鴻鸞 榮維芝《數控機床加工程序的編制》. 北京：機械工業(yè)出版社.2002.12</p><p>　　[16] 周湛學《機電工人識圖及實例詳解》.北京：化學工業(yè)出版社.2011.12</p><p>　　[17] 施平《機械工程專業(yè)英語教

93、程》.第二版.電子工業(yè)出版社.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先感謝母校，是她給我一個難得的學習機會，讓我在即將畢業(yè)之際也學到了很多知識，經過這幾個月的緊張的畢業(yè)設計，使我在理論和動手能力上都有了進一步的提高。</p><p>　　其次我的畢業(yè)設計主要在李郁老師指導下完成的,讓我對所學的知識進行系統(tǒng)性的回顧,

94、并根據寫作要求查閱有關資料。在設計過程中李郁老師無微不至的關心與耐心指導，才使我的畢業(yè)設計得以順利的進展完成。在李郁導師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！經過這次設計，提高了我很多能力，比如動手能力、查閱資料的能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹的工作作風等。在這期間凝結了很多人的心血，在此我表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。 另外在設計期間李郁老師幫助我收集文獻資料，理清設

95、計思路，指導設計方法，提出有效的改進方案。導師淵博的知識、嚴謹的教風、誨人不倦的態(tài)度和學術上精益求精的精神都使我受益終生！</p><p>　　最后，由衷地感謝各位老師在百忙之中對本設計論文進行審閱，提出寶貴意見，這些意見和建議都將給我極大的幫助，并有利于我以后的工作和學習。同時，也感謝我們這組設計的成員在這次設計中給予我的幫助！還有在寫論文的過程中參考了大量的參考文獻，也向給位作者表示衷心的感謝！</p&

96、gt;<p><b>　　畢業(yè)設計小結</b></p><p>　　畢業(yè)設計是大學本科四年學習的最后任務。在整個畢業(yè)設計過程中我學到了很多知識。首先是自己的知識不夠全面，要把畢業(yè)設計做好就必須懂得多查閱資料多向老師同學們請教，他們給我的建議給了我很大的幫助。其次畢業(yè)設計培養(yǎng)了我發(fā)現問題以及解決問題的能力，克服眼高手低的毛病。就像在畢業(yè)設計過程中，剛開始自己覺得問題很簡單，但是通

97、過自己耐心的去做才發(fā)現其中的問題和難點。只有慢慢的深入研究和探索才能得到解決。最后畢業(yè)設計也使我感受到了同學間互幫互助那種深厚的感情。</p><p>　　畢業(yè)設計不僅僅是對大學所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程。在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。在這次畢業(yè)設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么

98、不懂的大家在一起討論，聽聽不同的看法有利于我們更好的理解知識，掌握知識，所以在這里非常感謝幫助過我的同學朋友。 </p><p>　　總之，不管如何學會的也好，問懂得也罷。的確覺得困難比較多，萬事開頭難，剛剛開始不知道如何入手。通過努力終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，我還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現其實只懂了皮毛，所以

99、我認為只有到真正會用的時候才是真正的學會了。</p><p>　　在此要特別感謝我的指導老師李郁導師對我悉心的指導，感謝老師您給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的益處。而且大大提高了

100、動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的不太好，但是在設計過程中所學到的東西卻是我在這次畢業(yè)設計中的最大收獲和財富，使我受益頗多。 </p><p>　　一篇好的論文是通過不斷修改增刪才整理出來的，在撰寫論文過程中我結合老師和同學的意見對論文不斷的修改。同時也增加了自己的很多見解，更加豐富了論文的內容。在畢業(yè)設計過程中，我們發(fā)揚踏踏實實，實事求是，嚴謹治學，勇于探索的精神

101、，對我以后的學習和工作必定受益終生。</p><p>　　通過這次的設計，使我更加清楚地了解了自己，畢業(yè)設計的作用是難以用言語形容的，雖然在設計中，由于自身的能力問題，設計中有失誤之處，但我相信經歷是最好的學習方式，隨著時間和經歷的增多我會更加成熟起來的?！?lt;/p><p>　　由于本人的編寫能力和水平有限，在編寫過程中難免有疏忽和疏漏的地方，存在許多問題以及不妥之處，敬請老師給予批評和指