623 塑料殼凹模加工的數(shù)控編程及螺旋壓板機構的設計【CAD圖+UG三維圖+PPT+文獻翻譯+說明書】

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Digital information control parts and machining tool displacement method. It is to solve the parts changing varieties, small batch, complex shape, high precision problems and achieve efficient and effective way to automated processing. CNC programming CNC machining is one of the main stages of preparation, often including parts pattern analysis to determine the machining process; calculate the trajectory passes, drawn cutter location data; write NC programs; production control medium; proofreading process and the first pieces of test cut. There are manual programming and automatic programming of two ways. Platen mechanism is the helical screw pair combination with other elements, the clamping mechanism of a workpiece. Screw clamping mechanism is very common to use in production. Spiral plate mechanism is simple structure, large clamping stroke, and good self-locking performance, increase strength ratio, is used in most manual clamping a clamping mechanism. In this paper, the plastic case of the die machining CNC programming example, introduced CNC programming is drawing to get parts from CNC machining program the entire process. In this paper, spiral plate design agency, for example, of the clamping mechanism were introduced. Fixture features a simple, targeted, clamping force, reliable, compact, high production efficiency, safety, and there is a reasonable handling space. The design also uses mapping software UG, AutoCAD various parts of the spiral plate bodies were assembled and three-dimensional mapping and drawn parts and assembly drawings. In addition, also with a plastic shell die UG conducted on NC programming. Keywords: CNC programming，spiral plate institutions，clamping mechanism，assembly drawing, engineering drawings III 目 錄 摘要 Ⅰ ABSTRACT Ⅱ 第 1 章 緒論 5 1.1 數(shù)控加工的發(fā)展背景 5 1.2 國內外的發(fā)展史及研究動態(tài) 5 1.3 研究背景 6 1．4 選題的意義 6 1.5 本次設計的簡介 7 第 2 章 螺旋壓板機構的簡介 8 2.1 螺旋壓板機構的初步認識 8 2.2 夾具的分類 9 2.2.1 萬能通用夾具 9 2.2.2 專用性夾具 9 2.2.3 可調夾具 9 2.2.4 組合夾具 9 2.2.5 組成夾具 9 2.2.6 自動線夾具 9 2.3 螺旋壓板機構的特點 10 2.4 本章小結 10 第 3 章 設計過程中軟件的功能介紹 11 IV 3.1 UG 軟件的簡介 11 3.2 UG 軟件的操作解析 11 3.2.1 UG 界面介紹 11 3.2.2 鼠標功能 13 3.2.3 工具條 13 3.3 Auto CAD 軟件的簡介 13 3.3.1 Auto CAD 的發(fā)展史 13 3.3.2 Auto CAD 的工作界面 13 3.4 本章小結 14 第 4 章 塑料殼凹模的數(shù)控編程 15 4.1 塑料殼凹模零件 15 4.2 塑料殼凹模加工的工藝路線 15 4.3 塑料殼凹模的數(shù)控加工 15 4.4 本章小結 23 第 5 章 零件建模 24 5.1 制圖過程 24 5.2 零件建模過程 24 5.3 本章小結 33 第 6 章 工程圖的繪制 34 6.1 主要零件工程圖的繪制 34 6.2 整體裝配圖的繪制 37 6.3 本章小結 37 第 7 章 螺旋壓板機構的裝配 38 7.1 裝配操作的基本步驟 38 7.2 螺旋壓板機構的裝配過程 38 7.3 本章小結 43 第 8 章 全文總結 44 V 第 9 章 畢業(yè)設計心得體會 45 參考文獻 47 致謝 48 附錄 49 5 第 1 章 緒論 1.1 數(shù)控加工的發(fā)展背景 數(shù)控技術起源于航空工業(yè)的需要，20 世紀 40 年代后期，由美國一家直升 機公司提出了數(shù)控機床的初始設想，1952 年美國麻省理工學院研制出三坐標數(shù) 控銑床。50 年代中期這種數(shù)控銑床已用于加工飛機零件。60 年代，數(shù)控系統(tǒng)和 程序編制工作日益成熟和完善，數(shù)控機床已被用于各個工業(yè)部門，但航空航天 工業(yè)始終是數(shù)控機床的最大用戶。一些大的航空工廠配有數(shù)百臺數(shù)控機床，其 中以切削機床為主。數(shù)控加工的零件有飛機和火箭的整體壁板、大梁、蒙皮、 隔框、螺旋槳以及航空發(fā)動機的機匣、軸、盤、葉片的模具型腔和液體火箭發(fā) 動機燃燒室的特型腔面等。數(shù)控機床發(fā)展的初期是以連續(xù)軌跡的數(shù)控機床為主， 連續(xù)軌跡控制。又稱輪廓控制，要求刀具相對于零件按規(guī)定軌跡運動。以后又 大力發(fā)展點位控制數(shù)控機床。點位控制是指刀具從某一點向另一點移動，只要 最后能準確地到達目標而不管移動路線如何。 1.2 國內外的發(fā)展史及研究動態(tài) 數(shù)控加工機床是由美國發(fā)明家約翰·帕森斯上個世紀發(fā)明的。隨著電子信 息技術的發(fā)展，世界機床業(yè)已進入了以數(shù)字化制造技術為核心的機電一體化時 代，其中數(shù)控機床就是代表產品之一。數(shù)控加工機床是制造業(yè)的加工母機和國 民經濟的重要基礎。它為國民經濟各個部門提供裝備和手段，具有無限放大的 經濟與社會效應。歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控加工機床產業(yè)化 進程，而中國從 20 世紀 80 年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。 中國數(shù)控加工仍然較為落后。中國數(shù)控加工機床市場巨大，與國外產品相 比，中國的差距主要是數(shù)控加工機床的高速高效化和精密化上。與國外的鑄造 機床產業(yè)相比，我國的鑄造機床產業(yè)在制造工藝水平上明顯落后，這使得其在 核心運行部件的技術水平和運行速度、產品精度保持性以及機床的可靠性上有 6 著明顯的不足。由于中國數(shù)控加工和工業(yè)化水平逐步提升，其技術的獲得再也 不能依賴別人。過去，中國走了一條從模仿到引進的道路，從現(xiàn)在開始必須走 自主創(chuàng)新的道路。企業(yè)技術遇到新的封鎖，建立自主、新型、戰(zhàn)略性的產學研 創(chuàng)新模式是支撐產品結構調整技術來源的惟一途徑。 1.3 研究背景 我國鑄造機床企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新和基礎理論研究的意識與能力，這就制約 了我國鑄造機床技術的發(fā)展，要改變這種現(xiàn)狀，就要深入研究用戶行業(yè)產品工 藝的特點和要求，結合工藝特點開發(fā)出高水平加工設備，同時，還要注重基礎 理論工作的研究，這樣才能讓我國鑄造機床產業(yè)在不久的將來有更好的發(fā)展。 機械設計制造及其自動化專業(yè)所涵蓋的內容非常廣泛，機械工業(yè)的生產水平是 一個國家現(xiàn)代化建設水平的主要標準之一。國家的工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技 術的現(xiàn)代化程度都與機械工業(yè)的發(fā)展程度相關。目前在機械制造加工工藝中， 數(shù)控加工對提高產品質量，減輕工人的勞動強度，能夠大大提高勞動生產力和 改善勞動條件。同時，不論是集中進行的大量生產還是多品種、小批量生產， 都便于實現(xiàn)產品的標準化、系列化和通用化，在加速生產實現(xiàn)機械化、自動化 進程等方面有非常重要的作用。 1.4 選題的意義 本次選擇課題為塑料殼凹模加工的數(shù)控編程及螺旋壓板機構的設計，其中 塑料殼凹模加工的數(shù)控編程意義非凡，數(shù)控加工具有工序集中、操作簡單、降 低勞動強度、質量穩(wěn)定、柔性化高、加工范圍廣等特點。 設計螺旋壓板機構意義重大，因為它作為一種機械夾具，用于切削加工時 安裝工件并使之與機床和刀具間保持正確的相對位置。機床夾具被廣泛用于制 造業(yè)中，為大批量生產提供了必要條件。它的作用包括保證機械加工質量、提 高生產效率、減輕勞動強度、降低對工人技術的過高要求、是實現(xiàn)生產過程自 動化不可或缺的重要工藝裝備。所以設計一個操作簡單裝夾方便的壓板機構對 工業(yè)生產是十分重要的。 7 1.5 本次設計的簡介 在對螺旋壓板機構總體設計之前，需要確定螺旋壓板機構的夾緊方式，基 本類型以及繪制草圖，并根據(jù)結構特點和要達到的要求進行分析，如各個部分 的尺寸、形狀、連接方式等。然后還必須深入了解螺旋壓板機構的工作原理， 大量收集資料和尺寸數(shù)據(jù)，了解螺旋壓板機構的優(yōu)缺點，并進行改良和再設計。 然后是總體方案的設計，總體方案設計的具體工作是繪制各個組成零件的三維 設計圖、工程圖、裝配圖并導出 CAD 圖且進行數(shù)據(jù)標注。本次畢業(yè)設計還包含 了塑料凹模的速控仿真加工，它是一個將設計轉化為實物的過程，通過仿真我 們可以完善設計方案，并對零件的可加工性進行檢測，同時還是一個系統(tǒng)熟悉 UG 軟件的過程。 通過分析和借鑒圖 1-1 的模型機構，并自己設計出一個螺旋壓板機構。螺旋壓 板機構的結構如下圖 1-1 所示： 圖 1-1 8 第 2 章 螺旋壓板機構的簡介 2.1 螺旋壓板機構的初步認識 螺旋夾緊機構是指螺旋副與其他元件（壓板、墊片、螺釘?shù)龋┫嘟Y合，對 工件實施夾緊的機構。螺旋夾緊機構在生產中使用極為普遍。螺旋夾緊機構結 構簡單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大，是手動夾緊中用的最多的一 種夾緊機構。常用的夾緊形式有：單個螺旋夾緊機構、螺旋壓板夾緊機構。 圖 2-1 常見的螺旋壓板夾緊機構如圖 2-1、2-2 所示， （左）為移動壓板， （右）為 回轉壓板。 9 圖 2-2 2.2 夾具的分類 夾具分有萬能通用夾具、專用性夾具、可調夾具、組合夾具、組成夾具、 自動線夾具等。 2.2.1 萬能通用夾具 特點：能較好地適應加工工序和加工對象的變換，其結構已定型，尺寸、 規(guī)格已系列化，其中大多數(shù)已成為機床的一種標準附件。適用于各種不同尺寸 的零件加工，如導尺、分度盤等。 常見的萬能通用夾具有：機用虎鉗、卡盤、吸盤、分度頭和回轉工作臺等。 2.2.2 專用性夾具 特點：為某種產品零件在某道工序上的裝夾需要而專門設計制造，服務對 象專一，針對性很強，一般由產品制造廠自行設計。如在銑床上加工彎曲零件 必須采用相應的夾具，在刨床上加工斜面、曲面也要采用專用夾具。 常見的專用性夾具有：車床夾具、銑床夾具、鉆模、鏜模和隨行夾具。 2.2.3 可調夾具 特點：可以更換或調整元件的專用夾具。 常見的可調夾具：三坐標夾具等。 2.2.4 組合夾具 特點：由不同形狀、規(guī)格和用途的標準化元件組成的夾具，適用于新產品 試制和產品經常更換的單件、小批生產以及臨時任務。 常見的組合夾具有：軸承座夾具等。 2.2.5 組成夾具 這是在成組加工技術基礎上發(fā)展起來的一類夾具。它是根據(jù)成組加工工藝 的原則，針對一組形狀相近的零件專門設計的，也是具有通用基礎件和可更換 調整元件組成的夾具。這類夾具從外形上看它和可調夾具不易區(qū)別。但它與可 10 調夾具相比，具有使用對象明確、設計科學合理、結構緊湊、調整方便等優(yōu)點。 2.2.6 自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種：一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一 種為隨行夾具，使用中夾具隨著工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工 位移至下一個工位進行加工。 2.3 螺旋壓板機構的特點 螺旋壓板機構應能滿足以下基本要求： (1)結構簡單、夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大。 (2)結構剛性好、成本低易操作、易于維修。 (3)操作方便省力，安全。 (4)靈活性強、夾緊可靠、便于裝卸。 (5)具有良好的工藝性。 2.4 本章小結 螺旋壓板機構作為一種機械夾具，用于切削加工時安裝工件并使之與機床 和刀具間保持正確的相對位置。機床夾具被廣泛用于制造業(yè)中，為大批量生產 提供了必要條件。它的作用包括保證機械加工質量、提高生產效率、減輕勞動 強度、降低對工人技術的過高要求、是實現(xiàn)生產過程自動化不可或缺的重要工 藝裝備。所以設計一個操作簡單裝夾方便的壓板機構對工業(yè)生產是十分重要的。 本章通過對螺旋壓板機構功能的闡述，對夾緊機構有了更系統(tǒng)更全面的了 解；螺旋壓板將工件零件準確定位和可靠夾緊，便于零件加工制造、保證結構 構件精度方面要求得工藝裝備。其作用是要使工件在夾具中具有準確和確定不 變的位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。由于螺旋夾緊具有 以上特點，很適用于手動夾緊。 11 第 3 章 設計過程中軟件的功能介紹 3.1 UG 軟件的簡介 UG 軟件是美 UnigraphicsSolution 公司(簡稱 UGS)開發(fā)的一套集 CAD、CAM、CAE 功能于一體的三維數(shù)化軟件，是當今世界最先進的計算機輔助 設計、分析和制造軟件，廣泛應用于航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電 子等工業(yè)領域。它為用戶的產品設計及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手段。 它功能強大，可以實現(xiàn)各種復雜實體的建模、工程分析、運動仿真、數(shù)控編程 等功能。 UG 的開發(fā)始于 1969 年，它是基于 C 語言開發(fā)實現(xiàn)的。其軟件不僅具有強 大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產生工程圖等設計功能，而且在設計過 程中可進行有限元分析、機構運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高了設計 的可靠性;同時，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產品的加工，其 后處理程序支持多種類型數(shù)控機床。 UG 針對用戶的虛擬產品設計和工藝設計的需求，提供了經過實踐驗證的解 決方案。在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位，UG 作為當今世界機械 CAD/CAE/CAM 領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。特別是在國內產品設計 領域占據(jù)重要位置。 3.2 UG 軟件的操作解析 12 UG 標 準 件 庫 的 種 類 指 UG 系 統(tǒng) 自 帶 的 標 準 件 庫 ， 其 包 含 螺 栓 、 螺 母 、 螺 釘 、 螺 柱 、 鍵 銷 、 墊 圈 、 擋 圈 、 密 封 圈 、 彈 簧 、 型 材 、 法 蘭 等 常 用 零 部 件 ， 模 型 數(shù) 據(jù) 可 被 直 接 調 用 。 3.2.1 UG 界面介紹 1．主視窗 主視窗的作用主要是顯示所繪制的二維和三維圖。主視窗內分為 8 個區(qū)域， 即：標題欄、頂部工具條按鈕區(qū)、下拉菜單區(qū)、資源工具條區(qū)、消息區(qū)、圖形 區(qū)、 部件導航器區(qū)、資源工具條及底部工具條按鈕區(qū)。如圖 3-1 所示。 圖 3-1 1．下拉菜單包含創(chuàng)建、保存、修改和設置 UG NX 7.0 環(huán)境的所有命令。 2．工具條按鈕區(qū) 包含頂部工具條按鈕區(qū)和底部工具條按鈕，其中的命令 按鈕為快速選擇命令及設置工作環(huán)境提供了極大的方便，用戶可以根據(jù)具體情 況定制工具條。 3． 資源工具條區(qū) 包括“裝配導航器”、“約束導航器”、“部件導航器” 、“Internet Explorer”、“歷史記錄”、“系統(tǒng)材料”等導航工具。用戶通 過工具條可以方便地進行一些操作。其中“裝配導航器”顯示裝配的層次關系； “約束導航器”顯示裝配的約束關系；“部件導航器”顯示建模的先后順序和 13 父子關系；“Internet Explorer”可以直接瀏覽網站；“歷史記錄”中可以顯 示曾經打開過的部件；“系統(tǒng)材料”中可以設定模型的材料。 4．消息區(qū) 執(zhí)行有關操作時，與該操作有關的系統(tǒng)提示信息會顯示在消息 區(qū)。消息區(qū)中間有一個可見的邊線，左側是提示欄，用來用戶如何操作；右側 是狀態(tài)欄，用來顯示系統(tǒng)或圖形當前的狀態(tài)。 5. 圖形區(qū) 它是 UG NX 7.0 用戶主要的工作區(qū)域，建模的主要過程、繪制 前后的零件圖形、分析結果和模擬仿真過程等都在這個區(qū)域內顯示。同時還可 以選擇多種視圖操作方式。 3.2.2 鼠標功能 1．滾動鼠標中鍵滾輪，可以縮放模型；向前滾，模型縮小；向后滾，模型 變大。 2．按住鼠標中鍵，移動鼠標，可旋轉模型。 3．先按住鍵盤上的 Shift 鍵，然后按住鼠標中鍵，移動鼠標可以移動模型。 3.2.3 工具條 工具條是應用程序調用命令的另一種方式，它包含許多由圖標表示的命令 按鈕。使用工具條中的按鈕可以免除用戶在菜單中查找命令的繁瑣，方便用戶 進行操作。在系統(tǒng)默認狀態(tài)下，共分 5 組：標準圖標組、視圖顯示、特征顯示、 建模工具顯示。 3.3 AutoCAD 軟件的簡介 3.3.1 AutoCAD 的發(fā)展史 AutoCAD 是由美國 Autodesk 公司開發(fā)的通用計算機輔助繪圖與設計軟件包， 具有易于掌握、使用方便、體系結構開放等特點，深受廣大工程技術人員的歡 迎。AutoCAD 自 1982 年問世以來，已經進行了近 26 次的升級，從而使其功能 逐漸強大，且日趨完善。如今，AutoCAD 已廣泛應用于機械、建筑、電子、航 天、造船、石油化工、土木工程、冶金、農業(yè)、氣象、紡織、輕工業(yè)等領域。 在中國，AutoCAD 已成為工程設計領域中應用最為廣泛的計算機輔助設計軟件 之一。 14 3.3.2 AutoCAD 的工作界面和主要功能 AutoCAD 的經典工作界面由標題欄、菜單欄、各種工具欄、繪圖窗口、光 標、命令窗口、狀態(tài)欄、坐標系圖標、模型/布局選項卡等組成。 AutoCAD 的功能概括起來為五個方面，即交互式作圖、圖形編輯、尺寸標 注、圖形存儲和圖形輸出。AutoCAD 提供一組圖素，如直線、圓、弧、橢圓、 多義線和文字串等，用于構造各種復雜的二維圖形。用戶只要從鍵盤上輸入所 需的命令或在菜單中選擇相應的項，對所要繪制的圖素輸入必要的參數(shù)（如點 的坐標值、長度數(shù)據(jù)或角度數(shù)據(jù)等） ，即可在屏幕上指定的位置顯示出所繪圖形。 對于已給的圖形，可用多種方式進行編輯修改，如擦除、拷貝、移動、修剪、 圓角、倒角等等。尺寸是工程圖的重要組成部分，標注尺寸是一件細致而繁瑣 的工作。因此，繪圖軟件都具有尺寸標注功能，而且尺寸標注的效率和操作的 方便性是衡量繪圖軟件優(yōu)劣的重要指標之一。AutoCAD 的較早版本已有較好的 尺寸標注功能，現(xiàn)在 AutoCAD 在這方面又有了明顯改進。對于已繪出的圖形或 經編輯修改的圖形，可用圖形文件的形式存儲到硬盤（或軟盤）之上，也可以 在繪圖機或打印機上輸出精確的工程圖樣，比手工繪制的圖樣更加精確和漂亮。 存儲在磁盤上的圖形，可根據(jù)需要隨時調出進行修改或多次繪制輸出。 3.4 本章小結 本章主要從總體上對 UG 和 AutoCAD 進行了介紹，具體包括：UG 和 AutoCAD 的概述、基礎操作、工作環(huán)境等幾個方面的內容，通過了解軟件的基本操作流 程，為后續(xù)的學習和制圖打下了基礎。本章介紹了在螺旋壓板機構設計過程中 所運用的相關軟件，通過 UG 進行單體零件的初始草繪，然后再在草繪圖形的基 礎上運用拉伸，旋轉等操作將草繪圖形轉化為立體實體。當螺旋壓板機構的所 有單一零件個體都繪制完成后再進行總體裝配過程。通過后期尺寸修改，在 UG 繪圖中將所設計零件轉化為工程圖并轉存 DWG 形式導出。緊接著再在 AutoCAD 中將 DWG 形式文件打開，通過對二維視圖的修改、標注以及工藝表和粗糙度的 選擇來完成工藝圖紙的繪制。這就是通過三維建模到二維工藝圖紙的過程，很 鮮明的讓人們了解工件的形狀與組成。UG 與 AutoCAD 很好的將人們的需求結合， 這種三維到二維的加工思路也很好的將機械加工過程變得明朗化。 15 第 4 章 塑料殼凹模的數(shù)控編程 4.1 塑料殼凹模零件 塑料殼凹模的零件如圖 4-1，4-2 所示。 圖 4-1 圖 4-2 4.2 塑料殼凹模加工的工藝路線 1.型腔銑削 具加工中，一般用型腔銑或平面銑進行開粗，如果有區(qū)域剩余材料過多， 16 則需要進行二次開粗。 2.輪廓區(qū)域銑 精加工由輪廓曲面所形成區(qū)域的加工方式。 3.等高輪廓銑 輪廓銑常用于精加工或半精加工模具的型芯和型腔。 4.底面壁銑削 件平面部分進行銑削。 5.多刀路清根銑 件的表面比較復雜時常常使用多刀路清根銑。 4.3 塑料殼凹模的數(shù)控加工 塑料殼凹模的加工操作命令： 1．打開模型文件并進入加工模塊進入加工環(huán)境，選擇【開始】-【加工】命 令-在“加工環(huán)境”選擇【Cam 會話配置】-【mill contoun】選項-【確定】 ， 進入加工環(huán)境。 2．創(chuàng)建機床坐標系進入如圖 4-3 所示“CSYS”對話框-在模型中將機床坐標 系繞 XM 軸旋轉-180 度-【確定】創(chuàng)建如圖 4-4 所示的機床坐標系。 圖 4-3 圖 4-4 3．創(chuàng)建安全平面，在“MCS 銑削”對話框-【安全設置】-【安全設置選項】 -單擊【平面對話框】按鈕，系統(tǒng)彈出【平面】對話框。如圖 4-5 所示選擇安全 平面，點擊【確定】 。 17 圖 4-5 圖 4-6 4．創(chuàng)建部件幾何體，選取整個部件幾何體。 5. 在“工作”對話框-【毛坯幾何體】-【類型】-【包容塊】在【極限】區(qū) 域 文本框中輸入值 1.0。單擊【工件】-【確定】 。如圖 4-6。 6. 在創(chuàng)建刀具對話框-【mill】 按鈕-【類型】-【mill contour】在名 稱中輸入 D10R1 如圖 4-7，然后單擊【確定】如圖 4-8 創(chuàng)建刀具參數(shù)，并完成 刀具創(chuàng)建。 圖 4-7 圖 4-8 7．如上所述創(chuàng)建 2 號刀具 D5R1，和 3 號刀具 D5B5.創(chuàng)建工序，插入工序如 圖 4-9 所示。選擇【菜單】-【插入】-【工序】 ，在創(chuàng)建工序對話框的類型下拉 列表中選擇【mill contour】選項，在【工序子類型】區(qū)域中單擊“cavity mill”按鈕，在程序下拉列表中選擇【nc program】選項，在刀具選項前面設 置銑刀 5 的參數(shù)，在【方法】中選擇【mill rough】使用系統(tǒng)默認的名稱，在 彈出的【型腔銑】中單擊【確定】 。 18 圖 4-9 圖 4-10 8．在修剪邊界如圖 4-10 中選擇模型下底面為邊界。 9. 設置一般參數(shù)，平面直徑百分比為 50.0，每刀的公共深度為恒定，最大 距離為 3.0。 10．如圖 4-11、4-12 設置切削參數(shù)。并在【拐角】中選擇【光順】-【所有 刀路】 。 圖 4-11 圖 4-12 圖 4-13 圖 4-14 19 11. 設置非切削移動參數(shù)如圖 4-13、設置進給率和速度， 【主軸轉速】 800.0， 【進給率】為 125.0。 12. 生成刀路軌跡并仿真，生成刀路軌跡如圖 4-14 所示，2D 仿真加工后的 模型。 13．創(chuàng)建剩余銑操作選擇【菜單】-【插入】-【工序】 ，在創(chuàng)建工序對話框 的類型下拉列表中選擇【mill contour】選項，在【工序子類型】區(qū)域中單擊 “rest milling”按鈕，在程序下拉列表中選擇【nc program】選項，在刀具 選項前面設置銑刀 5 的參數(shù)，在【方法】中選擇【method】使用系統(tǒng)默認的名 稱“rest milling” 。 14. 單擊“創(chuàng)建工序”對話框中的【確定】按鈕，系統(tǒng)彈出“剩余銑”對話 框。 15. 設置一般參數(shù)，在剩余銑對話框【切削模式】下拉菜單選擇【跟隨周邊】 選項，設置平面直徑百分比為 50.0，每刀的公共深度為恒定，最大距離為 2.0。如圖 4-15 設置切削參數(shù)。并在【策略】中選擇【切削順序】-【層優(yōu)先】 選項，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認設置值。 圖 4-15 圖 4-16 16. 設置非切削移動參數(shù)如圖 4-16、設置進給率和速度， 【主軸轉速】 1250.0， 【進給率】為 400.0。 17. 生成的刀路軌跡如圖 4-17 所示，2D 動態(tài)仿真加工后的模型如圖 4-18 所示。 20 圖 4-17 圖 4-18 18. 創(chuàng)建等高線輪廓銑操作，選擇【菜單】-【插入】-【工序】 ，在創(chuàng)建工 序對話框的類型下拉列表中選擇【mill contour】選項，在【工序子類型】區(qū) 域中單擊“zlevel corner”按鈕，在刀具選項前面設置銑刀 5 的參數(shù)，在 【方法】中選擇【method】-【確定】 ，系統(tǒng)彈出“深度加工拐角”對話框。 19. 單擊【深度加工拐角】-【指定切削區(qū)域】并選擇拐角區(qū)域，如圖 4-19 所示。 圖 4-19 圖 4-20 20. 設置刀具路徑參數(shù)，在“深度加工拐角”對話框【堵峭空間范圍】下拉 菜單選擇【無】選項，設置合并距離為 3.0，每刀的公共深度為恒定，最大距 離為 1.0。 21. 設置切削層。單擊【深度加工拐角】-【切削層】-【范圍類型】-【單 個】然后選擇切削終止面如圖 4-20，單擊【確定】 ，系統(tǒng)返回到“深度加工拐 角”對話框。 22. 設置切削參數(shù)， 【切削參數(shù)】-按鈕 ，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框， 選擇【策略】-【切削順序】-【優(yōu)先層】 ， 【拐角】-【光順】-【所有刀路】 ， 【連接】-【層到面】-【直接對部件進到】選項，點擊【確定】 。 21 23. 設置非切削移動參數(shù)， 【深度加工拐角】-【非切削移動】-【進刀】進 行如圖 4-21 所示操作，并完成非切削移動設置。 圖 4-21 圖 4-22 24. 設置進給率和速度， 【主軸轉速】1200.0， 【進給率】為 200.0。 25. 生成的刀路軌跡圖如圖 4-22 所示，并進行 2D 動態(tài)仿真加工。 26. 如同樣方法創(chuàng)建圖 4-23 的等高線輪廓操作。 27. 如上訴步驟創(chuàng)建輪廓區(qū)域銑并生成刀具路徑。 28. 如上訴步驟創(chuàng)建底面壁銑操作并生成刀具路徑。 圖 4-23 29. 創(chuàng)建清根操作，選擇【菜單】-【插入】-【工序】 ，在創(chuàng)建工序對話框 的類型下拉列表中選擇【mill contour】選項，在【工序子類型】區(qū)域中單擊 “flowcut multiple”按鈕，在刀具選項前面設置 【B5 球頭銑】的參數(shù)，在【方 法】中選擇【mill finish】-【確定】 ，系統(tǒng)彈出“多刀路清根”對話框。 22 30. 單擊【多刀路清根】-【驅動設置】-【步距】中輸入 0.2，其他參數(shù)采 用默認設置值。 31. 設置進給率和速度， 【多刀路清根】-【進給率和速度】設置主軸速度為 1600.0，在【切削】文本框中輸入 1250.0,其他參數(shù)選擇默認值，單擊確定。 32. 生成刀路軌跡如圖 4-24 所示，并進行 2D 動態(tài)仿真加工如圖 4-25。 圖 4-24 圖 4-25 33. 選擇下拉菜單【文件】-【保存】 ，保存文件。 34. 啟動 UG NX7.0，并打開文件。對文件進行后處理。 35. 檢查程序。用記事本打開 NC 程序文件。如圖 4-26、4-27 和圖 4-28 所 示。 23 圖 4-26 圖 4-27 24 圖 4-28 4.4 本章小結 本章主要對塑料殼凹模進行了仿真加工，并導出了其的 NC 加工程序。在加 工的過程中，需要注意輪廓加工可以用來對豎直面或傾斜面進行粗銑削和精銑 削。廓加工主要用刀具的側刃銑削曲面的輪廓，所選取的銑削曲面必須是連續(xù) 的，能留出連續(xù)的刀具路徑。曲面輪廓銑削可用于圓錐面切削，這時，刀具軸 將保持與加工曲面相切。通過仿真可以系統(tǒng)的分析自己之前設計的螺旋壓板機 構是否具有良好的可加工性。 第 5 章 零件建模 5.1 制圖過程 進行零件設計，需進入 UG 零件環(huán)境：點選菜單：【文件】-【新建】 ，在彈 出的對話框如圖 5-1 中選擇文件類型為“模型”-【命名】-確定，選草圖-確定。 25 圖 5-1 5.2 零件建模過程 一、圖 5-2 零件三維視圖及其制作過程（本章中數(shù)據(jù)的默認單位為毫米） 圖 5-2 圖 5-3 1．點選菜單：【文件】-【新建】 ，在彈出的對話框圖 5-1 中選擇文件類型 為“模型”-【命名】-【確定】 ，選【草圖】-【確定】 。 2．點擊【創(chuàng)建草圖】命令→選擇菜單欄【草圖】 ，繪制如圖 5-3 所示 圖形，點擊確定。兩個同心圓的直徑為 40 和 60。 3.點擊【完成草圖】 -選中【拉伸】 命令-【定義】 ，選取適 當?shù)姆较颍L制如圖 5-4 所示圖形,大圓向下拉伸 10，小圓向上拉伸 80。 26 圖 5-4 圖 5-5 4.選擇菜單欄【草圖】 -在圓柱上圓面創(chuàng)建草圖，繪制如圖 5-5 所示 圖形,點擊確定。繪制的兩條直線相距 20。 5. 點擊【完成草圖 】 -選中【拉伸】 命令-布爾運算選擇求 差-【確定】 ，選取適當?shù)姆较颍L制如圖 5-6 所示圖形,點擊確定。 圖 5-6 圖 5-7 6.點擊【孔】 命令-在圓柱求差平面開孔，設置合適的孔的形狀和大小， 圓面垂直中心軸，圓心距上表面 20，如圖 5-7 所示。 二、圖 5-8 零件三維視圖及其制作過程 1.點選菜單：文件-新建（或 ） ，在彈出的對話框（圖 5-1）中選擇文件 類型為“模型” -【命名】-【確定】 ，選【草圖】-【確定】 。 圖 5-8 圖 5-9 27 2.點擊【創(chuàng)建草圖】命令-選擇菜單欄【草圖】 -在屏幕上選取視圖， 繪制如圖 5-9 所示圖形,點擊確定。上邊 20，下邊 10，總高 65 突出部分高 15。 3.點擊【完成草圖】 -選中【回轉】 命令-設定起始角度和 結束角度，指定旋轉軸和旋轉面如 5-10，繪制如圖 5-11 所示圖形；點擊確定。 圖 5-10 4.選擇菜單欄【螺紋】 -在圓柱上圓面創(chuàng)建螺紋，繪制如圖 5-12 所示 圖形；點擊確定。螺紋長度為 20。 圖 5-11 圖 5-12 三、圖 5-13 零件三維視圖及其制作過程 1.選擇菜單欄【草圖】 -選中【圓】命令-【完成草圖】 -選 中【拉伸】 命令-繪制如圖 5-13 所示圖形，點擊確定。直徑為 20，高為 125。 28 2.點擊【螺紋】-【詳細】 ，選擇螺紋面，選擇起始面，選擇合適的螺紋尺 寸并繪制出如圖 5-14 所示的圖形，點擊確定。螺紋長度分別為 50 和 20。 圖 5-13 圖 5-14 四．圖 5-15 零件三維視圖及其制作過程 圖 5-15 1.點選菜單：【文件】-新建，在彈出的對話框中選擇文件類型為“模型” -【命名】-確定。 2.選草圖→【確定】 ，點擊【創(chuàng)建草圖】命令-選擇菜單欄【草圖】→在屏 幕上選取視圖，繪制如圖 5-16 所示圖形,點擊確定。 3.點擊【完成草圖】-選中【拉伸】命令-【定義】 ，選取適當?shù)姆较?，繪制 如圖 5-17 所示圖形,點擊確定。具體尺寸數(shù)據(jù)可查看零件工程圖。 4.選擇菜單欄【草圖】-繪制螺紋孔-點擊確定。 29 圖 5-16 圖 5-17 5.點擊【螺紋孔】 -在草圖選定平面-【定義】設置螺紋內徑圓-完成設 置合適的孔的形狀和大小如圖 5-18，并放置在合適的位置如圖 5-19 所示。 圖 5-18 圖 5-19 7.點擊【螺紋】 -【詳細】 ，選擇螺紋面，選擇起始面，選擇合適的 螺紋尺寸并繪制出如圖 5-15 所示的圖形，點擊確定。 五．圖 5-20 零件三維視圖及其制作過程 圖 5-20 圖 5-21 圖 5-22 1.點選菜單：【文件】-新建，在彈出的對話框中選擇文件類型為“模型” -【命名】-【確定】 ，選草圖點擊確定，并繪制草圖。 2.點擊【完成草圖】-選中【拉伸】命令-【定義】 ，選取適當?shù)姆较颍L制 30 如圖 5-21 所示圖形，點擊確定。 3.選擇菜單欄【草圖】-【繪制螺紋孔】-【確定】 。 4.點擊【螺紋孔】-在草圖選定平面-【定義】設置螺紋內徑圓-完成設置合 適的孔的形狀和大小如圖 5-22 所示。 5.點擊【螺紋】-【詳細】 ，選擇螺紋面，選擇起始面，選擇合適的螺紋尺 寸并繪制出如圖 5-20 所示。 六．圖 5-23、5-24、5-25 零件三維視圖及其制作過程 圖 5-23 圖 5-24 圖 5-25 圖 5-26 1.點選菜單創(chuàng)建如圖 5-26 的草圖。 2.繪制草圖并進行拉伸命令，如圖 5-25 所示。 3.圖 5-23、圖 5-24 的繪制過程可按照圖 5-25 的繪制過程進行參考。 七．圖 5-27 零件三維視圖及其制作過程 1.點選菜單：【文件】-【新建】 ，選草圖點擊確定。 2.點擊【創(chuàng)建草圖】命令-選擇菜單欄【草圖】-在屏幕上選取視圖，繪制 草圖，點擊確定。 31 圖 5-27 3.點擊【完成草圖】選中【拉伸】 命令-【定義】 ，選取適當?shù)姆较颍?繪制如圖 5-28 所示的圖形，點擊確定。 圖 5-28 4.選擇菜單欄【草圖】-在 xy 平面創(chuàng)建草圖，并繪制草圖，點擊確定。 5. 點擊【完成草圖】-選中【拉伸】 命令-【布爾運算】選擇求差- 【確定】 ，選取適當?shù)姆较颍L制如圖 5-29 所示圖形，點擊確定。 圖 5-29 6.選擇菜單欄【草圖】-在 xz 平面創(chuàng)建草圖，繪制草圖所，點擊確定。 7. 點擊【完成草圖】-選中【拉伸】 命令-【布爾運算】選擇求差-【確 定】 ，選取適當?shù)姆较颍L制如圖 5-30 所示圖形，點擊確定。 32 圖 5-30 8.選擇菜單欄【草圖】-在 xz 平面創(chuàng)建草圖，繪制草圖所，點擊確定。 9. 點擊【完成草圖】-選中【拉伸】命令-【布爾運算】選擇求差-【確定】 ， 選取適當?shù)姆较?，繪制如圖 5-27 所示圖形，點擊確定。 八．圖 5-31 零件三維視圖及其制作過程 圖 5-31 1.點選菜單：【文件】-【新建】選草圖-【確定】 。 2.點擊【創(chuàng)建草圖】命令選擇菜單欄【草圖】在屏幕上選取視圖，繪制草 圖如圖 5-32 所示，點擊確定。 3.點擊【完成草圖】-選中【拉伸】命令-【定義】 ，選取適當?shù)姆较?，繪制 如圖 5-33 所示圖形，點擊確定。 33 圖 5-32 圖 5-33 4.點擊【創(chuàng)建草圖】命令-選擇菜單欄【草圖】-在屏幕上選取視圖，繪制 草圖如圖 5-34 所示，點擊確定。 5.點擊【完成草圖】-選中【拉伸】命令-【定義】 ，選取適當?shù)姆较?，繪制 如圖 5-35 所示圖形，點擊確定。 圖 5-34 圖 5-35 6.點擊【求和】 命令如圖 5-36 選擇兩個拉伸體，對其進行求和運算。 圖 5-36 圖 5-37 7.點擊【創(chuàng)建草圖】命令-選擇菜單欄【草圖】-在屏幕上選取視圖，繪制 草圖如圖 5-37 所示，點擊確定。 8.點擊【完成草圖】-選中【拉伸】命令-【定義】 ，選取適當?shù)姆较?選擇 兩個拉伸體進行求差運算，繪制如圖 5-31 所示圖形，點擊確定。 34 九、圖 5-38 零件三維視圖及其制作過程 圖 5-38 圖 5-39 1. 選擇菜單欄【草圖】-選中【螺旋線】指令-畫出彈簧曲線，如圖 5- 39。 2.選擇菜單欄【草圖】-選中【圓】指令-設置直徑值，早草圖上畫出彈簧 的截面圓-選中【掃掠】指令并繪制成彈簧整體，如圖 5-40 圖形。 圖 5-40 5.3 本章小結 本章詳細介紹了螺旋壓板機構的零件建模情況，通過對樣圖的分析，合理 的對零件種類進行分類，按照先找基準再到定位最后到固定的順序一步步完成 了單體零件的建模過程。其中，對于三維設計軟件 UG 的運用則變得更加熟練， 特別是在設計初期由于對零件尺寸掌握不準確，造成了個體形狀存在很大差異， 但是通過對視圖的修改不但使零件尺寸更為合適也讓自己對于軟件的操作更為 嫻熟。在零件建模過程中，草繪是最基本的基本功，通過畫出二維平面視圖確 35 立尺寸，再到運用拉伸、旋轉變換到立體視圖，這些都是運用在此次建模中最 常見的步驟。 第 6 章 工程圖的繪制 6.1 主要零件工程圖的繪制 一、活動塞的零件圖 1．單擊菜單 -【制圖】-【插入】-【圖紙頁】-【新建圖紙】或 單擊 。 2． 在彈出的對話框圖大小【標準尺寸】-【A0】 ，單位-【毫米】 ，投影- ，然后確定。 3. 單擊菜單【文件】-【導出】-【2DExchange】-格式【DWG】-【確定】- 【是】如下圖所示，然后用 AutoCAD 完成標注，技術要求，明細欄等，如圖 6- 1 所示。 圖 6-1 36 二、活動賽外筒的剖視圖 1．單擊菜單 -【制圖】-【插入】-【圖紙頁】-【新建圖紙】或 2．在彈出的對話框圖大小-【標準尺寸】-【A0】 ，單位-【毫米】 ，投影然 后確定。 3．在彈出的基本視圖對話框-【模型視圖】-【左視圖】 ，比例大小- 【1：1】 。 然后單擊 生成剖視圖。 4．單擊菜單【文件】-【導