数控毕业论文--数控技术与UG应用

题 目: 数控技术与UG应用

目录

摘要…………………………………………………………………………………..4 关键词……………………………………………………………4

第一章 绪论 ···················································································································· 5

1.1数控加工技术的发展趋势 ..................................................................................... 5

1.1.1向开放式、基于PC的第六代方向发展 ························································ 5 1.1.2向高速化和高精度化发展 ··········································································· 5 1.1. 3智能化、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 ···································· 5 1.2 UG数控中心编程的关键技术及应用...................................................................... 6

1.2.1 数控编程模块 ···························································································· 6 1.2.2 刀具轨迹的生成模块·················································································· 6 1.2.3刀具轴的导动方式 ······················································································ 7 1.2.4刀具轨迹编辑的修改 ·················································································· 7 1.2.5加工仿真 ···································································································· 7 1.2.6后置处理 ···································································································· 8 1.2.7切削参数库设置 ························································································· 8 1.2.8 CAM二次开发功能接口 ··············································································· 8 1.3 UG NX/CAM数控编程流程...................................................................................... 7 第二章 零件图纸的工艺分析 ·························································································· 9

2.1零件图分析 .......................................................................................................... 9

2.1.1读图和审图 ································································································ 9 2.1.2零件结构的工艺性 ·····················································································11 2.2毛坯、余量分析 ..................................................................................................11

2.2.1毛坯的种类 ·······························································································11 2.2.2加工余量 ·································································································· 10

第三章 加工准备及工艺路线的确定 ··············································································· 12

3.1机床及工艺装备的选择 ...................................................................................... 12

3.1.1夹具的选择 ............................................................................................... 13

3.1.2刀具选择 ·································································································· 13

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3.2基准的选择 ........................................................................................................ 14

3.3.1吃刀量 ····································································································· 14 3.3.2进给速度 ·································································································· 15 3.3.3切削速度 ·································································································· 14 3.3.4切削液的选择 ··························································································· 17 3.4确定工艺路线 .................................................................................................... 17 3.5确定进给路线 .................................................................................................... 18 3.6数控加工工序卡 ................................................................................................. 17 第四章 UG加工和编程设计 ···························································································· 20

4.1加工并生成程序 ................................................................................................. 20

4.1.1工艺参数设定 ··························································································· 20 4.1.2生成加工轨迹 ··························································································· 21 4.1.3生成部分程序 ··························································································· 22 4.1.4例举自动生成的程序 ················································································ 22

总结······························································································································· 30 致谢······························································································································· 31 参考文献························································································································ 32

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摘要

数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

UG(UNIGRAPHICS)由美国UGS公司开发经销，不仅具有复杂造型和数控加工的功能，还具有管理复杂产品装配，进行多种设计方案的对比分析和优化等功能。其庞大的模块群为企业提供了从产品设计 、产品分析、 加工装配、 检验，到过程管理 虚拟运作等全系列的技术支持。

数控技术与CAD/CAM/PRO/E/UG等软件结合应用,已成为数控业的潮流。本文简单的介绍了数控技术及发展趋势、数控加工工艺、UG在数控方面的应用（三维造型与数控自动加工）。 关键词：数控技术 加工工艺 UG 编程

Abstract

CNC technology is the modern manufacturing automation, flexible,

integrated production base, and CNC numerical control technology and equipment has become a national strategy and reflect the level of national comprehensive national power important basic industry, is a measure of the level of the manufacturing sector of a country's modernization degree of core mark,

implementation of production process of NC machine tool and, has become the development direction of manufacturing industry.

UG ( UNIGRAPHICS ) by the American UGS company distribution development, not only has the complex modeling and NC machining of the function, also has the

management of complex product assembly, a variety of design scheme comparison analysis and optimization of functions. Its large module group companies from product design, product analysis, processing and assembly, inspection, to process management virtual operation such as a full range of technical support.

Numerical control technology and CAD / CAM / PRO / E / UG software applications, has become a CNC industry trends. This paper simply introduced the NC technology and trend of development, CNC machining process, NC ( UG in the application of 3D modeling and NC Machining )

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第一章 绪论

数控技术是用数字信息对机床运动和工作过程进行控制的技术，它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控装备则是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透而形成的机电一体化产品。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。

1.1数控加工技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势

数控加工的发展趋势包括继续向开放式、基于PC的第六代方向发展、向高速化和高精度化发展、向智能化方向发展。

1.1.1向开放式、基于PC的第六代方向发展

基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 1.1.2向高速化和高精度化发 展

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。 1.1.3 智能化、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

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1.2 UG数控中心编程的关键技术及应用

UG NX/CAM有以下重要组成部分：三维建模、刀具轨迹设计、刀具轨迹编辑修改、加工仿真、后置处理、数控编程模板、切削参数库设计和二次开发功能接口等。 1.2.1 数控编程模块

使用数控编程模板有利于利用已有的经验和专家知识，达到企业内部资源共享的目的。系统提供了加工程式模板、刀具模板、加工对象模板和刀具轨迹模板。在模板中不断注入数控编程员、加工工艺师和技术工人等的知识、经验和习惯，建立起规范的数控加工工艺过程，为强化企业生产管理、提高产品的加工效率和质量打下良好的工艺技术基础。CAM系统创建用户自己的模板可以将预先的加工顺序、工艺参数和切削参数设置好。针对相似的零件加工 对象，应用模板可以大幅度提供数控编程的效率和质量，尤其是在模具行业对形似的成组零 件的加工。例如，在制造模具时将加工凸模和凹模时的最佳工艺过程定义为加工模板，在加 工新的产品对象时，只需调用模板文件，选择所需的几何体，并起动这个流程即可。用户通 过加工向导非常容易地从模板中获得专家级的制造过程指导。通过向导，预先定义的模板可以被激活，并通过简单的交互快速生成数控加工刀具轨迹。

UG NX系统提供了基本的数控编程模板，以Shops_diemold模板集为例，其配置文件Shops-diemold.dat

位于\\mach\\resource\\configuration

中，模板集文件

Shops-diemold.opt则位于\\mach\\resource\\template目录下。用户可根据本企业的经验创建自己的程式、粗精加工、刀具、产品等类型的编程模板。利用模板之前，需要对不同产品类 的零件的不同加工方式的模板进行整理与收集。在创建模板时可按加工方式进行分类，对于 系列化或相似的加工工艺，如凸凹模具类零件的加工等，则可以包含粗精加工方案、刀具及 工艺参数的选择等完整的加工流程模板。模板的定义可根据产品加工要求与几何特征划分， 也可根据产品加工要求与材料等多种方式进行划分。 1.2.2 刀具轨迹的生成模块

系统提供了钻孔循环、攻丝和镗孔等点位加工编程模块，具有多种轮廓加工、等高环切、行切以及岛屿加工平面铣削等编程功能。其提供的3～5坐标复杂曲面的固定轴与变轴加工编程功能，可以任意控制刀具轴的矢量方向，具有曲面轮廓、等高分层、参数线加工、曲面流线、陡斜面和曲面清根等多种刀具轨迹控制方式。 (1)UG/Planar Milling(UG平面铣削)

UG平面铣削模块功能，包括多次走刀轮廓铣、仿形内腔铣、Z字形走刀铣削，规定避开夹具和进行内部移动的安全余量，提供型腔分层切削功能、凹腔底面小岛加工功能，对边界和毛料几何形状的定义、显示未切削区域的边界，提供一些操作机床辅助运动的指令，如冷却、刀具补偿和夹紧等。

(2)UG/Core & Cavity Milling(UG型芯、型腔铣削)

利用UG型芯、型腔铣削可完成粗加工单个或多个型腔，可沿任意类似型芯的形状进行去除大余量的粗加工，对非常复杂的形状产生刀具运动轨迹，确定走刀方式。通过容差型腔铣削可加工设计精度低、曲面之间有间隙和重叠的形状，而构成型腔的曲面可达数百个，发现型面异常时，它可以或自行更正，或在用户规定的公差范围内加工出型腔来。 (3) UG/Fixed Axis Milling(UG固定轴铣削)

UG固定轴铣削模块功，包括产生3轴联动加工刀具路径功能、加工区域选择功能，有多种驱动方法和走刀方式可供选择，如沿边界切削、放射状切削、螺旋切削及用户定义方式切削等。在沿边界驱动方式中，又可选择同心圆和放射状走刀等多种走刀方式，提供逆铣、顺铣控制以及螺旋进刀方式，自动识别前道工序未能切除的未加工区域和陡峭区域，以便用

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该零件的加工余量如下：粗加工上下平面余量0.1mm ，半精加工内轮廓单边留0.3mm余量，半精加工外轮廓单边留0.3mm余量。

第三章 加工准备及工艺路线的确定

在对零件进行加工前要对零件进行许多分析，如装夹方式、基准选择、确定坐标零点、刀具选择及机床选择等。 3.1机床及工艺装备的选择

对于某个零件而言，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分适合于数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在选择时，应考虑各方面因素，充分发挥数控加工的优势。选择时应考虑以下因素：

（1）通用机床无法加工的内容。

（2）通用机床难加工、质量也难以保证的内容应作为重点选择的内容。 （3）通用机床效率低、工人劳动强度大的内容。

从精度和效率两方面对数复杂零件的加工艺进行分析，加工精度必须达到图纸的要求，同时又能充分合理地发挥机床的功能，提高生产效率。根据以上条件可选择两轴半以上的数控铣床。本零件选用大连机床厂XD-40A型数控铣床，采用FANUC0i-MB系统。该铣床的功能参数如表3-1下。

表3-1 XD-40A型数控铣床基本参数

机床重 最大载重 工作台 4400Kg 500kg 800mm长 400mm宽 X600mm Y420mm Z520mm 轴承锥孔 最大钻孔直径 最大镗孔直径 主轴最高转速 主轴功率 NO.40(7:24) φ22 φ100 8000r\\min 7.5/11kw 坐标范围 11

X、Y、Z向切削进给速度 0-10000 mm\\min X24 m\\min 快速进给速度 工作电源

3.1.1夹具的选择

机床夹具的种类很多，按使用的机床类型分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具等。而按专门化程度划分来说，该零件使用的是立式数控铣床。零件又属于平面类零件，应使用通用夹具，通用夹具是已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。

所以这里我们使用的是精密平口钳。 3.1.2刀具选择

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量，以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工时的刚性。选择合适的刀具和参数，对于金属切削加工，能起到事半功倍的效果。

刀具材料选用硬质合金，钻头和铰刀选用高速钢。且切削速度比高速钢高4~10倍，但其冲击韧性与抗拉强度远比高速钢差。而铣刀种类繁多，在使用时要根据加工部位、表面粗糙度、精度等来选用。

标准可转位面铣刀的直径为16-630 mm。粗铣时，铣刀直径要小些，因为粗铣切削力大，选小直径铣刀可减小切削扭距。精铣时，铣刀直径要选大些，尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。

由于数控机床要求铣刀能快速自动装卸，而立铣刀刀柄部结构有很大不同。一般由专业厂家按照一定的规范制造成统一形式、尺寸的刀柄。直径大于Φ40~160mm立铣刀可做成套式结构。立铣刀的有关尺寸参数，推荐用下述经验数据选取：

①刀具半径R应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，R一般取R=(0.8~0.9)R。 ②零件的加工高度H≤(1/4~1/6)R，以保证刀具有足够的刚度。 ③对于深槽，选取l=H+(5~10)mm(l为刀具切削部分长度)。

④加工肋时，刀具直径为D=(5~10)b(b为肋的厚度)。 选择的刀具如下：

φ80盘铣刀，用于外轮廓粗、精加工。 φ10立铣刀，用于外轮廓粗精加工。

φ16立铣刀，用于内轮廓粗精加工。

A2中心钻，用于φ32mm、φ10H7、4-M10的中心孔。 Φ20钻头，用于预钻φ32mm孔。

Φ32精镗刀，精镗φ32mm通孔至尺寸要求。 φ8.5钻头，用于4-M10钻孔。 φ9.6钻头，用于φ10H7钻孔。 φ10H7铰刀，用于铰φ10H7孔。 R5球头刀，用于圆弧面加工。 M10丝锥，用于螺纹加工。

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Y24 m\\min Z20 m\\min 380V

3.2基准的选择

（1）基准重合原则

以设计基准为定位基准，避免基准不重合误差，调整法加工零件时，如果基准不重合将出现基准不重合误差。所谓调整法，是在预先调整好刀具与机床的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这种相对位置的加工方法。与之相对应的是试切法加工，即试切一测量一调整一再试切，循环反复直到零件达到尺寸要求为止。试切法适用于单件小批生产下的逐个零件加工。

（2）基准统一原则

选用统一的定位基准来加工工件上的各个加工表面。以避免基准的转换带来的误差，利于保证各表面的位置精度,简化工艺规程,夹具设计和制造缩短生产准备周期。典型的基准统一原则是轴类零件、盘类零件和箱体类零件。轴的精基准

为轴两端的中心孔，齿轮是典型的盘类零件，常以中心孔及—个端面为精加工基准，而箱体类常以一个平面及平面上的两个定位用工艺孔为精基准。

（3）自为基准原则

当某些精加工表面要求加工余量小而均匀时，可选择该加工表面本身作 为定位基准，以搞高加工面本身的精度和表面质量。 （4）互为基准原则

能够提高重要表面间的相互位置精度，或使加工余量小而均匀。

（5）装夹方便原则所选定位基准应能使工件定位稳定，夹紧可靠，操作方便，夹具结构简单。

该零件设计基准在毛坯料右下角。根据上述原则，将工件坐标系的原点设定在毛坯上表面，岛屿对角线焦点位置。为使数控编程方便，将图纸转化为坐标。 3.3切削用量及切削液的选择 3.3.1吃刀量

如图3-1所示，背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm，端铣时

ap为切削层深度，圆周铣削时ap为被加工表面的宽度。侧吃刀量ac为垂直于铣刀轴线测

量的切削层尺寸，单位为mm，端铣时ac为被加工表面宽度，圆周铣削时ac为切削层深度。端铣背吃刀量和圆周铣侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量要求决定。

（1）工件表面粗糙度要求为Ra3.2～12.5μm，分粗铣和半精铣两步铣削加工，粗铣后留半精铣余量0.5 ～ 1.0mm。

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图3-1 铣刀铣削用量

（2）工件表面粗糙度要求为Ra0.8～3.2μm，可分粗铣、半精铣、精铣三步铣削加工。半精铣时端铣背吃刀量或圆周铣削侧吃刀量取1.5～2mm，精铣时圆周铣侧吃刀量取0.3～0.5mm，端铣背吃刀量取0.5～1mm。

该工件的表面粗糙度为Ra3.2，孔及型腔粗糙度为Ra1.6，其余为Ra3.2。应采用半精铣、精铣， 半精铣吃刀量2mm，精铣吃刀量1mm。 3.3.2进给速度

进给速度指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为mm/min。它与铣刀转速n、铣刀齿数Z及每齿进给量fz (单位为mm/z)有关。 进給速度的计算公式：

vf=fzZ n （3-1）

式中: 每齿进给量fz的选用主要取决于工件材料和刀具材料的机械性能、工件表面粗糙度等因素。当工件材料的强度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高，工件刚性差或刀具强度低，fz值取小值,每齿进给量的选用参考表见表3-2。

表3-2 铣刀每齿进给量fz参考表

每 齿 进 给 量fz (mm/z) 工件材料 粗铣 高速钢铣刀 钢 铸铁 0.10～0.15 0.12～0.20 硬质合金铣刀 0.10～0.25 0.15～0.30 精铣 高速钢铣刀 0.02～0.05 硬质合金铣刀 0.10～0.15 3.3.3切削速度

铣削的切削速度与刀具耐用度T、每齿进给量fz、背吃刀量ap、侧吃刀量ae以及铣刀

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齿数Z成反比，与铣刀直径d成正比。其原因是fz、ap、ae、Z增大时，使同时工作齿数增多，刀刃负荷和切削热增加，加快刀具磨损，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。表3-4列出了铣削切削速度Vc的参考值。

而具体选用公式为Vc=?d?n/1000 （3-2） 例举?10、?16的立铣刀计算过程：

?10的立铣刀选择的切削速度Vc=100m//min，每齿进给量fz=0.2mm/z。根据公式（3-1）、

（3-2）可得：

主轴转速：n=1000Vc/?d=1000x100/3.14x10=3184r/min 进给速度：vf=fzZ n =0.2x2x3184=1273mm/min

?16的立铣刀选择的切削速度Vc=100m//min，每齿进给量fz=0.2mm/z。根据公式（3-1）、

（3-2）可得：

主轴转速：n=1000Vc/?d=1000x100/3.14x16=1990r/min 进给速度：vf=fzZ n =0.2x2x1990=796mm/min

选用的参数如表3-4。

切削用量 工序 工序内容 吃刀量 铣表面 外轮廓 内轮廓 粗 精 粗 精 粗 精 2 1 2 1 2 1 2 主轴转速 560 980 2000 3184 1500 1990 870 进给速度 120 80 800 1273 600 796 60 工艺装备及编号 刀具 量具 夹具 1 ?150的盘铣刀 ?10的立铣刀 ?16的立铣刀 游标卡尺 机用平口虎钳 2 3 4 钻中心孔 A2的中心钻 表3-4切削用量 15

5 攻螺纹 1 80 60 M10的丝锥 6 铣曲面 1000 30 R5的球头铣刀 7 钻4个通孔 8 1315 60 ?8.5的钻头 ?9.6的钻头 ?20的钻头 ?16的立铣刀 ?32的精镗刀 ?10H7的铰刀 8 预钻?10通孔 8 1420 60 9 预钻?32通孔 15 1560 40 10 铣孔?32 2 1500 600 11 精镗孔?32 对孔进行精加工 0.15 500 60 12

0.2 50 10 3.3.4切削液的选择

切削液是为提高切削加工效率而使用的液体。它可有效地减小摩擦，改善散热条件，从而降低切削力、切削温度和刀具磨损，提高生产率和加工表面质量。切削液具有冷却、润滑、清洗和防锈作用，常用的切削液有乳化液和切削油。

切削该工件时使用的是硬质合金刀具，由于它的耐热性好，所以一般不使用切削液。若要使用，则必须大量注射，以免硬质合金刀具因冷热不均产生裂纹。 3.4确定工艺路线

（1）工序的划分

在数控机床上加工零件与普通机加工相比，工序可以比较集中。根据数控加工的特点，数控加工工序的划分有几种方法。

加工该零件按粗、精加工划分工序，根据工件的加工精度要求、刚度和变形等因素，将零件的粗、精加工分开，先粗加工，后精加工。 （2）工步的划分

划分工步主要是从加工精度和效率方面考虑。合理的工艺不仅要保证加工出符合图样要求的工件，同时应使机床的功能得到充分发挥。就本工件的加工而言，划分时应注意一下几点原则：

①同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，还是全部加工表面都先粗加工后精加工分开进行，主要要依据零件的精度要求考虑。

②对于既要加工平面又要加工孔的地方，可以采用“先面后孔“原则划分工步。先加工面可提高孔的加工精度，因为铣平面时切削力较大，工件易发生变形，而先铣平面后镗孔，

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则可使其变形有一段时间恢复，减少由于变形引起的对孔的精度的影响。反之，如先镗孔后铣面，则铣削平面时极易在孔口产生飞边、毛刺，进而破坏孔的精度。

③按所用刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用刀具集中的方法划分工步，以减少换刀次数，缩短辅助时间，提高加工效率。

④在一次装夹中，尽可能完成所有能加工的表面，有利于保证表面相互位置精度的要求。 （3）加工顺序的安排

加工顺序的安排应根据零件的结构和毛皮状况，结合定位和夹紧的需要一起考虑，重点应保证工件的刚性不被破坏，尽量减少变形。加工顺序的安排应遵循一些原则： ①基准先行。上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面。 ②先面后孔，先简单后复杂。 ③先粗后精，粗、精分开。

④减少安装次数。以相同定位、夹紧方式安装的工序，最好接连进行，以减少重复定位次数、换刀和夹紧次数。 3.5确定进给路线

确定进给路线。主要是确定粗加工及空行程的进给路线，因为精加工的进给路线基本上是按零件的轮廓进行的。在确定时还要注意一些问题：

（1）选择工件刚性破坏小的路线，以减少加工变形对加工精度的影响。 （2）寻求最短的进给路线，以提高加工效率。

（3）切入和切出的路线应考虑外延，以保证加工的表面质量。

（4）完工时的最后一刀应一次走刀连续加工，以免产生刀痕等缺陷。

此外，确定进给路线时，还要考虑工件的形状与刚度、加工余量大小、机床与刀具的刚度等情况，确定是一次进给还是多次进给来完成加工，确定刀具的切入与切出方向以及在铣削加工中试采用顺铣还是逆铣的铣削方式等。

该零件的加工路线按照上面的原则，首先我们要保证内外型面孔φ10H7位置精度。

(1).铣平面：粗精铣下端面→翻转工件→粗精铣上平面。（φ80盘铣刀） (2).钻：钻通孔φ10H7。（φ9.6钻头） (3).钻：预钻φ20的通孔。（φ20钻头）

(4).钻：4-M10的螺纹孔。（φ8.5钻头）

(5).半精铣内轮廓：半精铣内轮廓至尺寸，单边留余量0.3mm。（φ16立铣刀） (6).精铣内轮廓：精铣内轮廓至尺寸。（φ16立铣刀） (7).铣孔：铣φ16的孔至尺寸31.7mm。（φ16立铣刀） (8).镗孔：镗φ32的孔至尺寸要求。（φ32镗刀）

(9).半精铣外轮廓：半精铣外轮廓至尺寸，单边留余量0.3mm。（φ10立铣刀） (10).精铣外轮廓：精铣外轮廓至尺寸。（φ10立铣刀） (11).铰孔：铰φ10H7的孔。（φ10铰刀） (12).攻螺纹：攻4-M10螺纹孔。（M10丝锥） （13）.倒角：R3的圆弧倒角。

(14).铣曲面：加工曲面R25至尺寸。（R5球头铣刀） 3.6数控加工工序卡

为了更好地指导编程和加工操作，把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入下表3-5所示复杂零件数控加工工序卡中。

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表3-5复杂零件加工生产加工工艺卡

材料名称 45#钢 夹具名称 机用平口钳 工种 粗精铣下表面 粗精铣上表面 工序内容 粗精铣零件下表面至Ra3.2 粗精铣零件下表面至Ra3.2，保证：上下表面的平行度 钻φ10H7、φ32、4-M10 刀具规格／mm 使用设备 数控铣床XD-40A 工序号 备注 1 ?150mm面铣刀 ?150mm面铣刀 A2中心钻 2 3 钻中心孔 的中心孔 钻通孔φ10H7。保证：φ10H7，102.287±0.017mm。 钻通孔φ20。保证：136±0.02mm。 钻螺纹孔4-M10。保证：96±0.1 , 76±0.1 ?0.046?0.054保证：，，8001000 3 钻孔 ?9.6的麻花钻 4 5 钻孔 钻孔 ?20的麻花钻 ?8.5的麻花钻 ?16的立铣刀 6 铣内轮廓 Ra1.6um。 7 铣外轮廓 ?0.027保证：120,8±0.05，?10的外铣刀 ?16的立铣刀 ?32的镗刀 ?10的立铣刀 ?10的丝锥 R5的球头刀 30.928±0.1，Ra1.6um 8 铣孔 铣φ32，保证：保证φ31.7mm的尺寸精度 镗φ32，保证：φ320136±0.02mm。 10 11 12

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?0.039 9 镗孔 ， 倒角 攻螺纹 曲面 倒R3圆角。 4-M10孔螺纹的加工 圆弧曲面的加工。保证：Ra3.2um

第四章 UG加工和编程设计

UG是一种功能强大的软件，在本零件的造型中我们用到的是UG的建模和加工模块。 4.1加工并生成程序

通过草图拉伸对毛坯进行设定，同时要确定毛坯中心在系统坐标系（绘图坐标系）中的坐标值。因为该例绘图原点在图形的底平面上，所以毛坯中心的坐标值设定值为（0,0,0）。 4.1.1工艺参数设定

首先我们定义刀具参数，根据列出的刀具清单。例如φ12立铣刀参数及图形如图4-1、4-2所示，其它刀具按照各自参数设定。

图4-1 刀具显示

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图4-2 创建刀具

4.1.2生成加工轨迹

在加工中我们一般用到的加工方法有四种：mill planar（一般平面铣）、mill contour（型腔铣）、fixed contour（固定轴铣）、drill（钻、镗孔）。在该零件的加工中，我们也用到上述四种加工方法。在这里我们例举件一薄壁a的加工进行说明，薄壁a分为内型腔和外轮廓，其加工路线是粗加工、半精加工、精加工。

内型腔加工粗加工时选用一般平面铣，刀具选择φ16,主轴转速 为800r/min.

该零件所有加工轨迹完成后如图4-5所示，并要对其轨迹进行3D仿真加工，看看还有哪些地方未加工到。是否产生刀具干涉，轨迹是否需要编辑，最后确定后即完成加工轨迹生成。

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图4-5 刀轨

4.1.3生成部分程序

所有加工轨迹完成后，要对其进行后置处理，生成加工程序。首先选择要输出程序的项，再点击“输出CLSF”，设置好参数自动即生成程序。 4.1.4例举自动生成的程序

本节只例举圆弧曲面的自动加工程序。如图4-7

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图4-7 圆弧曲面加工

自动生成程序如下：

N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T00 M06

N0040 G0 G90 X-0.7855 N0350 Y-1.0323 Z-.2614 N0360 Y-.9979 Z-.2442 N0370 Y-.9634 Z-.2362 N0380 Y-.8946 Z-.2351 N0390 Y.8946

N0760 Y-.9586 Z-.1819 N0770 Y-.9231 Z-.1813 N0780 Y.7101

N0790 Y.9231

N0800 Y.9586 Z-.1819 Y-0.9459 S800 M03

N0050 G43 Z0.1315 H00 N0060 G1 Z-0.3664 F9.8 M08

N0070 Y0.8333

N0080 Y0.9519 Z-0.3673 N0090 X-0.7801 Y0.9909 Z-0.367

N0100 X-0.7669 Y1.0281 Z-0.3668

N0110 X-0.7465 Y1.0619 Z-0.3666

N0120 Y1.0536 Z-0.3426 N0130 Y1.0453 Z-0.3278 N0140 Y1.0287 Z-0.3077 N0150 Y1.0121 Z-0.2942 N0160 Y0.9955 Z-0.2848 N0170 Y0.9789 Z-0.2785 N0180 Y0.9623 Z-0.2749 N0190 Y0.9291 Z-0.2736 N0200 Y-0.9292

N0210 Y-0.9624 Z-0.2749 N0220 Y-.979 Z-.2786 N0230 Y-.9956 Z-.2848 N0240 Y-1.0121 Z-.2942 N0250 Y-1.0287 Z-.3078 N0260 Y-1.0453 Z-.3279 N0270 Y-1.0536 Z-.3428 N0280 Y-1.0619 Z-.3669 N0290 X-.7283 Y-1.0829 Z-0.3666

N0300 X-.7072 Y-1.1011 Z-.3664

N0310 Y-1.0925 Z-.3358 N0320 Y-1.0839 Z-.3174 N0330 Y-1.0667 Z-.2922 N0340 Y-1.0495 Z-.2745

N0400 Y.9634 Z-.2362 N0410 Y.9978 Z-.2442 N0420 Y1.0323 Z-.2614 N0430 Y1.0495 Z-.2745 N0440 Y1.0667 Z-.2922 N0450 Y1.0839 Z-.3174 N0460 Y1.0925 Z-.3357 N0470 Y1.1011 Z-.3664 N0480 X-.6882 Y1.1136 Z-.3663

N0490 X-.6679 Y1.1238 N0500 Y1.115 Z-.3319 N0510 Y1.1063 Z-.3117 N0520 Y1.0887 Z-.2838 N0530 Y1.0712 Z-.2633 N0540 Y1.0536 Z-.2472 N0550 Y1.0185 Z-.2245 N0560 Y.9834 Z-.2117 N0570 Y.9482 Z-.207 N0580 Y-.9482

N0590 Y-.9833 Z-.2117 N0600 Y-1.0185 Z-.2245 N0610 Y-1.0536 Z-.2472 N0620 Y-1.0711 Z-.2633 N0630 Y-1.0887 Z-.2838 N0640 Y-1.1063 Z-.3117 N0650 Y-1.115 Z-.3319 N0660 Y-1.1238 Z-.3663 N0670 X-.6285 Y-1.1361 N0680 Y-1.1272 Z-.3296 N0690 Y-1.1183 Z-.3064 N0700 Y-1.1006 Z-.2728 N0710 Y-1.0828 Z-.2485 N0720 Y-1.0651 Z-.2301 N0730 Y-1.0473 Z-.2156 N0740 Y-1.0296 Z-.2041 N0750 Y-.9941 Z-.1888

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N0810 Y.9941 Z-.1888 N0820 Y1.0296 Z-.2041 N0830 Y1.0473 Z-.2156 N0840 Y1.0651 Z-.2301 N0850 Y1.0828 Z-.2485 N0860 Y1.1006 Z-.2728 N0870 Y1.1183 Z-.3064 N0880 Y1.1272 Z-.3297 N0890 Y1.1361 Z-.3664 N0900 X-.6108 Y1.1388 N0910 X-.6018 Y1.1395 Z-.3655

N0920 X-.5928 Y1.1398 Z-.3617

N0930 X-.5925 Z-.3615 N0940 X-.5908 Y1.1361 Z-.3364

N0950 X-.5892 Z-.3353 N0960 Y1.1272 Z-.302 N0970 Y1.1183 Z-.2795 N0980 Y1.1006 Z-.2469 N0990 Y1.0828 Z-.2231 N1000 Y1.0651 Z-.2052 N1010 Y1.0473 Z-.1911 N1020 Y1.0296 Z-.1799 N1030 Y.9941 Z-.165 N1040 Y.9586 Z-.1583 N1050 Y.9231 Z-.1577 N1060 Y-.284 Z-.1575 N1070 Y-.9231 Z-.1577 N1080 Y-.9586 Z-.1583 N1090 Y-.9941 Z-.165 N1100 Y-1.0296 Z-.1799 N1110 Y-1.0473 Z-.1911 N1120 Y-1.0651 Z-.2052 N1130 Y-1.0828 Z-.2231 N1140 Y-1.1006 Z-.2469

N1150 Y-1.1183 Z-.2795 N1160 Y-1.1272 Z-.302 N1170 Y-1.1361 Z-.3353 N1180 X-.5622 Z-.3171 N1190 X-.5617 Y-1.1399 Z-.341

N1200 X-.5594 Y-1.14 Z-.3396

N1210 X-.556 Y-1.1399 N1540 Y1.0476 Z-.1482 N1550 Y1.0298 Z-.1375 N1560 Y.9943 Z-.1232 N1570 Y.9588 Z-.1168 N1580 Y.9233 Z-.1163 N1590 Y-.568 Z-.1162 N1600 Y-.9231 Z-.1163 N1610 Y-.9586 Z-.1168 N1620 Y-.9941 Z-.1232 N1970 Y1.1008 Z-.1649 N1980 Y1.0831 Z-.1432 N1990 Y1.0653 Z-.1264 N2000 Y1.0298 Z-.1027 N2010 Y.9943 Z-.0887 N2020 Y.9588 Z-.0824 N2030 Y.9233 Z-.0819 N2040 Y-.9233

N2050 Y-.9588 Z-.0824 Z-.3374

N1220 X-.5543 Y-1.1361 Z-.312

N1230 X-.5515 Z-.3101 N1240 X-.55 Y-1.1363 Z-.3103

N1250 X-.5499

N1260 Y-1.1274 Z-.2775 N1270 Y-1.1186 Z-.2554 N1280 Y-1.1008 Z-.2236 N1290 Y-1.0831 Z-.2004 N1300 Y-1.0653 Z-.1825 N1310 Y-1.0475 Z-.1687 N1320 Y-1.0298 Z-.1578 N1330 Y-.9943 Z-.1432 N1340 Y-.9588 Z-.1367 N1350 Y-.9233 Z-.1361 N1360 Y.2841 Z-.1359 N1370 Y.9233 Z-.1361 N1380 Y.9588 Z-.1367 N1390 Y.9943 Z-.1432 N1400 Y1.0298 Z-.1578 N1410 Y1.0475 Z-.1687 N1420 Y1.0653 Z-.1825 N1430 Y1.0831 Z-.2004 N1440 Y1.1008 Z-.2236 N1450 Y1.1186 Z-.2554 N1460 Y1.1274 Z-.2775 N1470 Y1.1363 Z-.3103 N1480 X-.5105 Z-.2867 N1490 Y1.1274 Z-.2546 N1500 Y1.1186 Z-.2331 N1510 Y1.1008 Z-.2021 N1520 Y1.0831 Z-.1794 N1530 Y1.0653 Z-.1619

N1630 Y-1.0296 Z-.1374 N1640 Y-1.0474 Z-.1481 N1650 Y-1.0651 Z-.1618 N1660 Y-1.0829 Z-.1792 N1670 Y-1.1006 Z-.2018 N1680 Y-1.1184 Z-.2327 N1690 Y-1.1272 Z-.2541 N1700 Y-1.1361 Z-.2857 N1710 X-.5016 Z-.2803 N1720 X-.4712 Y-1.1362 Z-.2649

N1730 Y-1.1274 Z-.2337 N1740 Y-1.1185 Z-.2127 N1750 Y-1.1007 Z-.1824 N1760 Y-1.083 Z-.1603 N1770 Y-1.0652 Z-.1432 N1780 Y-1.0475 Z-.1297 N1790 Y-1.0297 Z-.1191 N1800 Y-.9942 Z-.1049 N1810 Y-.9587 Z-.0986 N1820 Y-.9232 Z-.0981 N1830 Y.9233

N1840 Y.9588 Z-.0986 N1850 Y.9943 Z-.1049 N1860 Y1.0298 Z-.1192 N1870 Y1.0475 Z-.1298 N1880 Y1.0653 Z-.1433 N1890 Y1.0831 Z-.1604 N1900 Y1.1008 Z-.1825 N1910 Y1.1186 Z-.2129 N1920 Y1.1274 Z-.234 N1930 Y1.1363 Z-.2654 N1940 X-.4319 Z-.2462 N1950 Y1.1274 Z-.2155 N1960 Y1.1186 Z-.1946

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N2060 Y-.9943 Z-.0887 N2070 Y-1.0298 Z-.1027 N2080 Y-1.0653 Z-.1264 N2090 Y-1.0831 Z-.1432 N2100 Y-1.1008 Z-.1649 N2110 Y-1.1186 Z-.1946 N2120 Y-1.1274 Z-.2155 N2130 Y-1.1363 Z-.2462 N2140 X-.3926 Z-.229 N2150 Y-1.1274 Z-.199 N2160 Y-1.1186 Z-.1784 N2170 Y-1.1008 Z-.1489 N2180 Y-1.0831 Z-.1276 N2190 Y-1.0653 Z-.1111 N2200 Y-1.0298 Z-.0879 N2210 Y-.9943 Z-.0741 N2220 Y-.9588 Z-.0679 N2230 Y-.9233 Z-.0674 N2240 Y.9233

N2250 Y.9588 Z-.0679 N2260 Y.9943 Z-.0741 N2270 Y1.0298 Z-.0879 N2280 Y1.0653 Z-.1111 N2290 Y1.0831 Z-.1276 N2300 Y1.1008 Z-.1489 N2310 Y1.1186 Z-.1784 N2320 Y1.1274 Z-.199 N2330 Y1.1363 Z-.229 N2340 X-.3532 Z-.2137 N2350 Y1.1274 Z-.1842 N2360 Y1.1186 Z-.164 N2370 Y1.1008 Z-.1348 N2380 Y1.0831 Z-.1136 N2390 Y1.0653 Z-.0973 N2400 Y1.0298 Z-.0745

N2410 Y.9943 Z-.0609 N2420 Y.9588 Z-.0548 N2430 Y.9233 Z-.0543 N2440 Y-.9233

N2450 Y-.9588 Z-.0548 N2460 Y-.9943 Z-.0609 N2470 Y-1.0298 Z-.0745 N2480 Y-1.0653 Z-.0973 N2490 Y-1.0831 Z-.1136 N2500 Y-1.1008 Z-.1348 N2510 Y-1.1186 Z-.164 N2520 Y-1.1274 Z-.1842 N2530 Y-1.1363 Z-.2137 N2540 X-.3139 Z-.2002 N2550 Y-1.1274 Z-.1711 N2560 Y-1.1186 Z-.1512 N2570 Y-1.1008 Z-.1224 N2580 Y-1.0831 Z-.1015 N2590 Y-1.0653 Z-.0852 N2600 Y-1.0298 Z-.0625 N2610 Y-.9943 Z-.0491 N2620 Y-.9588 Z-.0431 N2630 Y-.9233 Z-.0426 N2640 Y.9233

N2650 Y.9588 Z-.0431 N2660 Y.9943 Z-.0491 N2670 Y1.0298 Z-.0625 N2680 Y1.0653 Z-.0852 N2690 Y1.0831 Z-.1015 N2700 Y1.1008 Z-.1224 N2710 Y1.1186 Z-.1512 N2720 Y1.1274 Z-.1711 N2730 Y1.1363 Z-.2002 N2740 X-.2746 Z-.1884 N2750 Y1.1274 Z-.1597 N2760 Y1.1186 Z-.14 N2770 Y1.1008 Z-.1116 N2780 Y1.0831 Z-.0909 N2790 Y1.0653 Z-.0749 N2800 Y1.0298 Z-.0523 N2810 Y.9943 Z-.0389 N2820 Y.9588 Z-.0329 N2830 Y.9233 Z-.0324 N2840 Y-.9233

N2850 Y-.9588 Z-.0329 N2860 Y-.9943 Z-.0389 N2870 Y-1.0298 Z-.0523 N2880 Y-1.0653 Z-.0749 N2890 Y-1.0831 Z-.0909 N2900 Y-1.1008 Z-.1116 N2910 Y-1.1186 Z-.14 N2920 Y-1.1274 Z-.1597 N2930 Y-1.1363 Z-.1884 N2940 X-.2352 Z-.1782 N2950 Y-1.1274 Z-.1498 N2960 Y-1.1186 Z-.1304 N2970 Y-1.1008 Z-.1023 N2980 Y-1.0831 Z-.0818 N2990 Y-1.0653 Z-.0659 N3000 Y-1.0298 Z-.0436 N3010 Y-.9943 Z-.0303 N3020 Y-.9588 Z-.0244 N3030 Y-.9233 Z-.0239 N3040 Y.4261 Z-.0238 N3050 Y.9233 Z-.0239 N3060 Y.9588 Z-.0244 N3070 Y.9943 Z-.0303 N3080 Y1.0298 Z-.0436 N3090 Y1.0653 Z-.0659 N3100 Y1.0831 Z-.0818 N3110 Y1.1008 Z-.1023 N3120 Y1.1186 Z-.1304 N3130 Y1.1274 Z-.1498 N3140 Y1.1363 Z-.1782 N3150 X-.1959 Z-.1699 N3160 Y1.1274 Z-.1415 N3170 Y1.1186 Z-.1222 N3180 Y1.1008 Z-.0943 N3190 Y1.0831 Z-.074 N3200 Y1.0653 Z-.0583 N3210 Y1.0298 Z-.0361 N3220 Y.9943 Z-.023 N3230 Y.9588 Z-.0171 N3240 Y.9233 Z-.0166 N3250 Y-.5682 Z-.0165 N3260 Y-.9233 Z-.0166 N3270 Y-.9588 Z-.0171 N3280 Y-.9943 Z-.023

24

N3290 Y-1.0298 Z-.0361 N3300 Y-1.0653 Z-.0583 N3310 Y-1.0831 Z-.074 N3320 Y-1.1008 Z-.0943 N3330 Y-1.1186 Z-.1222 N3340 Y-1.1274 Z-.1415 N3350 Y-1.1363 Z-.1699 N3360 X-.1566 Z-.1632 N3370 Y-1.1274 Z-.135 N3380 Y-1.1186 Z-.1158 N3390 Y-1.1008 Z-.0879 N3400 Y-1.0831 Z-.0676 N3410 Y-1.0653 Z-.0519 N3420 Y-1.0298 Z-.0299 N3430 Y-.9943 Z-.0168 N3440 Y-.9588 Z-.011 N3450 Y-.9233 Z-.0105 N3460 Y.9233

N3470 Y.9588 Z-.011 N3480 Y.9943 Z-.0168 N3490 Y1.0298 Z-.0299 N3500 Y1.0653 Z-.0519 N3510 Y1.0831 Z-.0676 N3520 Y1.1008 Z-.0879 N3530 Y1.1186 Z-.1158 N3540 Y1.1274 Z-.135 N3550 Y1.1363 Z-.1632 N3560 X-.1172 Z-.158 N3570 Y1.1274 Z-.13 N3580 Y1.1186 Z-.1108 N3590 Y1.1008 Z-.0832 N3600 Y1.0831 Z-.063 N3610 Y1.0653 Z-.0474 N3620 Y1.0298 Z-.0253 N3630 Y.9943 Z-.0123 N3640 Y.9588 Z-.0064 N3650 Y.9233 Z-.0059 N3660 Y-.9233

N3670 Y-.9588 Z-.0064 N3680 Y-.9943 Z-.0123 N3690 Y-1.0298 Z-.0253 N3700 Y-1.0653 Z-.0474 N3710 Y-1.0831 Z-.063 N3720 Y-1.1008 Z-.0832

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25

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