壳体零件造型及数控加工过程和程序设计

0专业课程综合设计说明书学院：科技学院学期：2012年秋季专业：机械设计制造及其自动化班级：20094055学号：2009405222姓名：安福松指导教师：杜义贤1目录专业课程设计任务书--------------------------------2一．壳体零件的基本尺寸--------------------------31．毛坯图形和尺寸----------------------------------32．壳体零件的模型----------------------------------3二.壳体零件造型-----------------------------------4三.壳体零件的加工--------------------------------91．毛坯的创建----------------------------------------92．创建加工几何体----------------------------------103．创建刀具-------------------------------------------124．设定加工方法-------------------------------------145．粗加工----------------------------------------------165.1粗加工创建操作-----------------------------165.2粗加工轨迹-----------------------------------185.3粗加工仿真-----------------------------------186．半精加工-------------------------------------------196.1半精加工创建操作--------------------------196.2半精加工轨迹--------------------------------216.3半精加工仿真--------------------------------217．精加工----------------------------------------------227.1精加工创建操作-----------------------------227.2精加工轨迹-----------------------------------2427.3精加工仿真-----------------------------------25四．后处理--------------------------------------------261．后处理操作----------------------------------------262．生成G代码----------------------------------------27五．设计总结------------------------------------------29专业课程设计任务设计题目：壳体零件造型及数控加工过程和程序设计设计步骤:1、熟悉UG软件；2、理解图纸，进行零件实体造型；3、根据零件结构和加工特点，选择粗精加工方法、加工参数，生成合理的数控加工刀具轨迹；并进行加工轨迹仿真。4、进行后置处理：针对FANUC机床，选择合理的参数，生成零件加工G代码。设计要求：1、完成零件造型，保存为“零件名.prt”格式文件；2、完成零件加工方法选择，加工轨迹生成及仿真，并保存为“零件加工.prt”文件；3、针对FANUC机床，生成零件加工G代码，保存为“零件加工.prt”文件。设计成果：1、设计说明书纸质文档一份；2、光盘一张，包括：“零件名.prt”、“零件加工.prt”、“零件加工.prt”和设计说明书电子文档。3一．壳体零件的基本尺寸1．毛坯图形和尺寸：120×100×40图1.壳体零件的基本尺寸2．壳体零件的模型图2.壳体零件的三维造型4二．壳体零件的建模按零件的基本尺寸和三维模型进行建模，建模步骤如下：1.新建部件文件打开UGNX6.0软件，点击【标准】工具栏上的“新建”按钮，选择“模型”选项卡中的“模型”模块，输入名称“keti”，单击【确定】按钮，新建keti部件文件。如图3所示。图3.新建部件文件2.创建草图（1）单击【特征】工具栏上“草图”按钮，弹出创建草图对话框，选择xy平面作为草绘平面，草绘方位“水平”，点击“确定”进入草图绘制状态。如图4，图5所示。5图4.创建草图对话框图5.选择xy平面进入草绘环境（2）单击绘制矩形按钮，选择“两顶点”方式，输入宽度86，高度100，单击，退出草图绘制状态。如图6。图6.绘制长方形截面草图3.创建拉伸特称单击“拉伸”按钮，选择长方形，输入限制结束距离40，单击“确定”完成拉伸特征创建。如图7。6图7.创建拉伸特征图4.创建抽壳特称单击“抽壳”按钮，选择上表面作为冲裁面，输入厚度值5，单击“确定”完成抽壳特征创建。如图8。图8.创建抽壳特征图75.创建两个凸台再次进入草绘环境，按零件的基本尺寸，创建直径分别为20，25的两个圆，退出草绘，选择“拉伸”按钮进行拉伸。选择两截面圆作为拉伸截面，限制结束距离25，拔模角度5。单击“确定”完成凸台的创建。如图9所示。图9.创建两个凸台6.创建倒角单击“边倒角”按钮，选择外部四条边，输入倒角半径10，单击“应用”。再选择内部四条边，输入倒角半径5，单击“确定”完成倒角的创建。如图10所示。8图10.创建边倒角图保存壳体零件的建模，得到最终壳体造型，如图11所示。图11.最终壳体造型图9三．壳体零件的加工根据壳体零件的整体形状，加工方法选择：粗加工+半精加工+精加工，具体步骤如下：1．毛坯的创建单击“草图”按钮，用矩形工具绘制出宽100，高120的矩形截面，退出草图。单击“拉伸”按钮，设置终点距离40，得到长120，宽100，高40的长方体。再单击“对象编辑显示”按钮，设置毛坯的颜色及其透明度，完成毛坯的创建。如图12，图13，图14。图12.绘制毛坯矩形截面图13.创建拉伸特征图14.设置毛坯的颜色和透明度102．创建加工几何体（1）设置加工环境单击【标准】工具栏的“开始”按钮，在下拉菜单选择“加工”命令，在“加工环境”对话框选择第二项“mill-contour”轮廓铣削配置，单击“确定”完成加工环境的设置。如图15，图16。图15.选择“加工”应用程序图16.设置加工环境对话框（2）设置加工坐标系及安全平面单击【操作导航器】工具栏上的“几何视图”，在“操作导航器”窗口中双击“MCS-MILL”图标，弹出“MillOrient”对话框，设置加工坐标系默认为WCS坐标系，设置安全平面距离80。如图17。11图17.设置加工坐标系和安全平面（3）创建几何体在“操作导航器”中双击“WORKPIECE”图标，在弹出的“铣削几何体”对话框中完成部件几何和毛坯几何的创建。如图18，图19，图20所示。图18.铣削几何体对话框图19.创建部件几何体12图20.创建毛坯几何体3．创建刀具（1）单击【加工创建】工具栏上的“创建刀具”按钮，“类型”中选“mill-contour”，“刀具子类型”中选第一个刀具，输入名称“d8”，单击确定。在弹出的“铣刀-5参数”对话框中输入直径8，单击确定，完成刀具的创建。如图21，图22所示。图21.创建刀具对话框图22.刀具参数设定13（2）重复上述刀具创建过程，创建刀具d5r2.5的参数铣刀。设定直径为5，底圆角半径为2.5。再重复上述刀具创建过程，创建刀具d2r1的参数铣刀。设定直径为2，底圆角半径为1。如图23，图24，图25，图26所示。图23.创建刀具对话框图24.刀具参数设定图25.创建刀具对话框图26.刀具参数设定144．设置加工方法（1）粗加工参数设定单击【操作导航器】工具栏上的“加工方法视图”，双击“操作导航器”中的“MILL-ROUGH”图标，在弹出的“铣削方法”对话框中输入部件余量0.2，内公差和外公差都输入0.1，单击确定，完成粗加工方法的设定。如图27所示。图27.粗加工方法参数设置（2）半精加工参数设定双击“操作导航器”中的“MILL-SEMI-FINISH”图标，在弹出的“铣削方法”对话框中输入部件余量0.08，内公差和外公差都输入0.03，单击确定，完成半精加工方法的设定。如图28所示。15图28.半精加工方法参数设置（3）精加工参数设定双击“操作导航器”中的“MILL-FINISH”图标，在弹出的“铣削方法”对话框中输入部件余量0，内公差和外公差都输入0.003，单击确定，完成精加工方法的设定。如图29所示。图29.精加工方法参数设置165．粗加工（1）单击【加工创建】工具栏上的“创建操作”按钮，对弹出的“创建操作”对话框设置如图30所示。分别对“型腔铣”，“切削参数”，“非切削移动”，“进给和速度”进行设置如图31，图32，图33，图34所示。图30.创建操作对话框图31.型腔铣对话框17图32.切削参数的设置图33.非切削参数的设置图34.进给速度参数的设置18（2）单击“型腔铣”对话框中“操作”的“生成”按钮，即可生成粗加工刀具轨迹，如图35。图35.粗加工轨迹图（3）单击“型腔铣”对话框中“操作”的“确定”按钮，选择“2D动态”，单击播放，即可进行粗加工仿真演示，如图36。图36.粗加工仿真演示（进行中）196．半精加工（1）单击【加工创建】工具栏上的“创建操作”按钮，对弹出的“创建操作”对话框设置如图37所示。分别对“型腔铣”，“切削参数”，“非切削移动”，“进给和速度”进行设置如图38，图39，图40，图41所示。图37.创建操作对话框图38.型腔铣对话框20图39.切削参数的设置图40.非切削参数的设置图41.进给速度参数的设置21（2）单击“型腔铣”对话框中“操作”的“生成”按钮，即可生成半精加工刀具轨迹，如图42所示。图42.半精加工轨迹图（3）单击“型腔铣”对话框中“操作”的“确定”按钮，选择“2D动态”，单击播放，即可进行半精加工仿真演示，如图43。图43.半精加工仿真演示（进行中）227．精加工（1）单击【加工创建】工具栏上的“创建操作”按钮，对弹出的“创建操作”对话框进行设置，在“子类型”选择第2行第1个图标，其余设置如图44所示。在弹出的“固定轮廓铣”对话框选择“驱动方法”为“区域铣削”并设置设置如图45，图46。单击“几何体”组框中“指定切削区域”进行切削区域选择，如图47所示。分别对“切削参数”，“进给速度”进行设置图48，图49所示。图44.精加工创建操作的设置23图45.固定轮廓铣对话框图46.区域铣削驱动方式的设置图47.指定切削区域24图48.切削参数的设置图49.进给速度参数的设置（2）单击“固定轮廓铣”对话框中“操作”的“生成”按钮，即可生成精加工刀具轨迹，如图50所示。图50.精加工轨迹图（3）单击“固定轮廓铣”对话框中“操作”的“确定”按钮，25选择“2D动态”，单击播放，即可进行精加工仿真演示，如图51。图51.精加工仿真演示（进行中）（4）仿真检查无误后，可保存最终仿真结果，如图52所示。图52.精加工的最终仿真加工结果26四．后处理图形后处理主要是将正确生成的刀具路径转换为数控加工NC程序，以适用于不同的数控机床。选择不同的加工节点对应的后处理文件内容也不相同。（1）首先将导航器切换到【程序视图】模式，然后单击【操作】工具栏中的【后处理】按钮，打开【后处理】对话框。在该对话框中选择“MILL_3_AXIS”，并在【输出文件】设置保存路径，单击确定。如图53。图53.后处理对话框27（2）生成粗加工G代码。完成上述操作后，系统将以窗口的形式显示加工操作的NC程序。单击【文件】下“保存”命令，即将粗加工G代码以记事本格式保存下来，如图54所示。并对生成的G代码进行检查，特别是对程序头及程序尾的部分。图54.粗加工G代码（3）用同样的方法生成半精加工和精加工G代码。如图55，图56。