毕业论文-基于UG的QQ企鹅产品造型设计与数控加工.doc

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1、 密级密级: : 学号学号:111202020021:111202020021 本本科科生生毕毕业业论论文文（设设计计） 基于基于 UGUG 的的 QQQQ 企鹅产品造型设计与数控加工企鹅产品造型设计与数控加工 学学 院：院：_ 专专 业：业：_ 班班 级：级：_ 学生姓名：学生姓名：_ 指导老师：指导老师：_ 完成日期：完成日期：_ I 摘摘 要要 在计算机逐步发展的时代，UG 造型设计已经越来越多的被应用到诸多领域。尤 其是在数控加工方面显得尤为突出。随着社会经济的发展，人们对产品外观造型越 来越看重。人们更是期待看到一些形状复杂，样子精美的产品。如果将 UG 与数控机 床的联合起来，它就

2、刚好能够完成对这些类产品的设计和数控加工。目前。玩具制 造业正蓬勃发展，而此次毕业论文将要设计的更是一个非常漂亮和精致的 QQ 企鹅挂 件，相信会非常迎合社会潮流。 本次毕业设计，介绍了 QQ 企鹅产品从毛坯到成品的大致过程。通过对零件图的 分析，选择毛坯材料和相关加工设备，确定定位基准和装夹方案，分析了刀具的选 择原则、切削用量的选择原则和加工工艺方案。然后编制了工序卡片、工艺卡片和 刀具卡片。在设计中先运用 UGNX6.0 绘图软件绘制出 QQ 企鹅，然后运用后置处理功 能自动生成数控程序，然后设置数控仿真的相关参数，并模拟 QQ 企鹅的虚拟加工过 程。最后用数控机床做出 QQ 企鹅。 关

3、键词关键词：造型设计；数控加工；加工工艺；数控程序 II Abstract In the progressive development of computer age, and UG design is increasingly being applied to many other areas. Especially in the CNC machining is particularly prominent. Along with the socio-economic development, people on product appearance and value. People

4、are looking forward to seeing some complex shapes, attractive products. If UG join forces with CNC machines, it will just be able to complete the design and CNC machining of these products. At present. Toy industry is booming, and the graduation thesis will be designing is a very beautiful and refin

5、ed the QQ Penguin pendants, I believe it will cater to social trends. The graduation design, introducing the QQ Penguin from rough to finished products. By analyzing the parts diagram, select blank materials and related processing equipment to determine positioning and clamping, analyzes the tool se

6、lection principles, selection cutting and machining process. Cards, cards and then developed a process tool card. Design drawing UGNX6.0 drawing software QQ Penguin first and then applying postprocessing features automatic generation of NC programs, and then set the parameters of NC simulation, QQ P

7、enguin and simulation of virtual machining process. Finally, numerically controlled machine tools used to make QQ Penguin. Key words: shape design；NC machining；The processing technology；NC program. III 目目 录录 摘要摘要.I ABSTRACTABSTRACT.II 第一章第一章 论绪论绪.1 1.1 UG 的发展1 1.2 数控的发展 1 1.3 玩具市场 1 第第二二章章 UGUG 软件的功

8、能简介软件的功能简介2 2.1 UG 含义2 2.2 UG/MODELING模块 2 2.2.1 UG 实体建模2 2.2.2 UG 特征建模2 2.2.3 UG 自由曲面建模2 2.3 UG/MANUFACTURING模块 2 2.3.1 UG 加工基础2 2.3.2 后处理及加工后置处理.2 2.3.3 UG 型芯、型腔铣削3 2.3.4 UG 平面铣削3 2.3.5 UG 切削仿真3 2.4 UG 其它模块3 第第三三章章 基于基于 UGUG 的三维造型设计的三维造型设计4 31 QQ 企鹅零件结构形状.4 32 三维实体造型 .5 3.2.1 新建文件名.5 3.2.2 绘制 QQ 企

9、鹅步骤 .5 第第四四章章 基于基于 UGUG 的数控模拟加工的数控模拟加工.18 4.1 CAM 编程的一般步骤18 4.2 装夹方案分析 .18 4.3 加工工艺方案分析 .19 4.4 刀具的选择 .19 4.5 切削用量的确定原则 .20 4.6 建立几何毛坯和加工坐标系 .21 4.7 创建刀具和几何体父节点组 .22 IV 4.8 创建刀具轨迹 .22 4.9 后处理 .26 4.10 部分 NC 程序的输出 .27 总总 结结.29 参考文献参考文献.30 致致 谢谢.31 1 第一章第一章 论绪论绪 1.11.1 UGUG 的发展的发展 UG 是 Unigraphics 的缩写

10、，它是计算机辅助设计与计算机辅助制造系统，它的 功能很强大，可以轻松构造各种复杂实体及三维造型。通用电气、汽车，福特，波 音麦道，日本产品，洛克希德，普惠发动机，和美国军队方面等等全是 UG 的重要要 客户。飞机和汽车上的发动机基本都是由 UG 造型设计出来的。这说明 UG 在高端工 程方面和军工方面保持着相当重要的实力。它在高端领域可以与 CATIA 并驾齐驱。 UG 是由美国 UGS 公司推出的一款功能强大的三维软件系统，其内容包括产品从 概念设计、工业造型设计、三维造型设计、分析预算、动态模拟和仿真、工程图输 出，到生产加工成品的全过程，在通用机械、航空航天、造船、汽车、机械、数控 （N

11、C）加工、电子和医疗器械等很多方面都有很重要的应用。 UG 软件的编程技术被广泛应用在制造业领域，有利于提高制造、适应市场和竞 争动态能力。一些以数控技术为主要的的先进工业制造技术，必定会推动发达国家 经济的快速发展和综合国家实力的迅速提高。必须尽快培养一大批应用型人才和掌 握数控加工技术的人才。 1.21.2 数控的发展数控的发展 从目前我国的数控市场来看，我国数控加工产品在性能、外观、可靠性等某些 方面与国外存在着一定差距。比较严重的一点是我国相比于国外企业没有那么多的 资金，他们会用低的价格来卖出中国已经生产出的数控系统，而对中国不能生产出 来的数控系统进行提价销售而且还附加很多限制来达

12、到占领中国市场的目的。因为 国外对数控技术的封锁和低价销售数控技术，中国数控产业在黑暗中摸索了多年， 经历了艰辛的历程。为了开发我国自己的数控技术，我国曾经花巨资买了 FANUC 和 西门子的数控加工技术。例如北京密云曾经买了 FANUC 的数控系统，但都是快要过 时的落后技术。为此，中国不得不研究开发出属于自己的先进数控技术。尽管如此， 不得不说数控加工技术的发展推动了中国市场经济的快速发展。 因为数控加工技术的快速发展，传统工业制造业发生了革命性的变化，制造业 已经代表了工业化。随着数控加工技术逐步发展并且扩大应用领域时，它将会在很 多至关重要的领域起着至关重要的作用。目前数控加工技术在模

13、具领域被广泛应用。 因为数控技术是一门技术性比较强的技术，所以这要求从业人员熟练掌握机械加工 工艺知识并且提高数控编程能力和数控机床操作能力。 1.31.3 玩具市场玩具市场 目前，玩具挂件市场迅速成为社会市场主流。它深受人们喜爱，特别是小孩 子。随着社会经济的逐步发展，玩具类消费支出越来越大。中国有 3.6 亿左右的 16 岁以下儿童，占人口比重的百分之 20。如果中国人们对玩具类的消费支出能够达到 全亚洲人们对玩具类的消费支出的平均水平，估计市场经济将会超过 300 亿元人民 币。中国是玩具挂件产品制造国。在世界上玩具挂件绝大多数都是在中国生产的， 中国制造的玩具产品挂件在 90%以上直接

14、出口，其中 70%是来料加工。造成中国玩具 行业发展的主要原因是长期适应这种模式和生产操作简单。此外，消费者对玩具消 费的意识和能力逐渐加强也必将促进玩具市场的发展。 2 第二章第二章 UGUG 软件的功能简介软件的功能简介 2.12.1 UGUG 含义含义 UG 的基本模块包含以下一些：界面中文件的打开、建立、存储等一些操作； 图形染色、隐藏、缩小放大等视图操作；视图布局；图层管理；绘图及绘图机队列 管理；三维空间漫游，定义漫游轨迹，制成电影文件；表达式查询；特征查询；模 型资料信息、坐标查找、距离的测量；曲线曲率分析；曲面光顺分析；实体物理特 性自动计算；用作定义标准化零件类型的电子表格功

15、能；按照网络主页的图像文件 格式可以生成装配模型或 UG 零件的图像文件，其中格式有： CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF 和 JPEG；输入、输出 CGM、UG/Parasolid 等 几何数据；Macro 宏命令的倒放和主动记录功能、 ；User Tools，让使用者可以迅速 访问其常用或再次开发的用户自定义菜单功能。 2.22.2 UG/ModelingUG/Modeling 模块模块 1.2.1 UG 实体建模 UG 实体建模的工具包括：UG 草图绘制、各种造型曲线的生成、编辑、布尔运 算、实体模型扫掠、实体模型旋转、沿导轨的扫描、尺寸的驱动、定义、变量的编 辑和表达式子、非

16、参数化实体模型后参数化等众多建模工具。 1.2.2 UG 特征建模 UG 特征建模的模块可以提供多种工具。包含生成和编辑标准设计特征、各种 键槽、孔、凹腔方形、异形、圆形、圆形的凸台、方形的凸台、形状怪异的凸台、 方块、圆柱、圆锥、球体、杆、管道、倒角、倒圆、模型简化、抽空后产生的薄壁 模型实体，用于砂型设计等、拔锥、特征编辑，用于压铸模设计等、面提取、实体 线：压缩、删除、复制、粘贴、阵列、特征引用，特征树、特征顺序调整等建模工 具。 1.2.3 UG 自由曲面建模 UG 曲面建模的工具包括：扫描面、直纹面、通过一组曲线以及两组类正交曲 线的自由曲面、曲线广义扫掠、标准二次曲线方法放样、广义

17、上的二次曲线倒圆角、 两张曲面光顺桥接及多张曲面间的光顺桥接、等半径和变半径倒圆、动态拉动调整 曲面、曲面裁减、编辑、等距离或不等距离的偏置、编辑曲面、点云生成、等建模 工具。 2.32.3 UG/ManufacturingUG/Manufacturing 模块模块 1.3.1 UG 加工基础 该模块具有如下功能：在图形模式下观察刀轨，修改轨迹图：延长，减短或修 改刀轨等；规划点处理功能，来攻丝，钻孔及其镗孔；根据使用者要求来对其修改 和裁剪，定义一个标准化的工艺参数模板库，刀具库来使粗、精加工，半精加工等 常用操作的参数标准化，缩短训练时间的使用和切削加工工艺的改进。 2.3.2 后处理及加

18、工后置处理 UG/Post Execute 和 UG/Post Builder 共组成了 UG 加工模块的后置处理。UG 的 后置处理模块能够非常方便的创建切削加工程序。此模块在几乎全部的主流数控机 床和切削加工中心中都适用，在长年的实践摸索中，此后置处理模块已经被证明适 合于电火花线切割加工、轴的数控车削加工以及轴或更多轴的数控铣 削加工。 3 2.3.3 UG 型芯、型腔铣削 UG 型腔、型芯数控铣削加工可以完成单个或多个型腔的粗加工，沿任何类似 的型心形状去掉多余量，对及其复杂的零件形状生成刀具路径，确定切削模式和刀 具的走刀方式，通过容差型腔铣削来设计加工出曲面之间有间距以及重叠、精度

19、低 的形状，发现不同时，它能自我校正，或在使用者指定的公差范围内完成对型腔的 加工等功能 2.3.4 UG 平面铣削 UG 平面铣削模块功能如下所述：型腔铣、多次走刀轮廓铣、Z 形走刀加工、安 全余量的规定、凹腔底面小岛加工功能、型腔分层切削加工功能、显示未切削区域 的边界，定义边界以及毛料几何形状、提供机床操作辅助动作指令，例如刀具补偿、 夹紧和冷却等。 2.3.5 UG 切削仿真 UG/Vericut 加工仿真模块是集合应用在 UG 软件中的第三方模块，是一种方便 验证数控程序的方法。它运用人机交互方式来进行模拟、验证以及自动显示出数控 加工程序。因为不用试切样件，所以能够降低刀具磨损，机

20、床调试时间以及机床打 扫工作。当定义完加工零件的毛坯材料形状和调用 NC 数控刀具位置文件数据后， 就可以验正生成的刀轨的正确与否。加工后并且着色的零件模型能够由 UG/Vericut 显示出来，用户非常容易并且方便的知道加工正确与否的情况。另外，UG 切削仿 真模块还可以计算出加工后零件的一些参数，例如毛坯的切除量和零件剩余的体积， 所以可以很容易的知道材料损失了多少。UG 切削仿真模块提供了许多功能，能够 模拟 25 轴联动的钻削以及铣削加工，对毛坯尺寸、方位和位置的图形显示等诸多 功能。 2.42.4 UGUG 其它模块其它模块 UG 除了以上特征之外还有其他一些特征如：UG 制图、装配

21、和高级装配，UG 用户的自定义特征，UG 工业工程设计，UG 曲面逆向工程和 UG 二次开发等等。这 些模块也在一些领域产生着至关重要的作用。 4 第三章第三章 基于基于 UGUG 的三维造型设计的三维造型设计 3 31 1 QQQQ 企鹅零件结构形状企鹅零件结构形状 下图所示为 QQ 企鹅的三维图 下图所示为 QQ 企鹅的 CAM 加工三维图 QQ 企鹅的 CAM 加工三维图 5 3 32 2 三维实体造型三维实体造型 3.2.1 新建文件名 打开软件 Unigraphics NX ,如图所示。 在界面中点击图标，在新文件名称空白栏中输入 UG.prt，点击确定建 立以 UG.prt 为名的

22、新文件,如下图所示。 点击图标，进行三维建模。 3.2.2 绘制 QQ 企鹅步骤 点击图标进入草图绘制环境中,在界面出现的工具条中选择 X-Z 平面图标, 然后选择图标.根据图纸画出如下草图,如图所示。 6 点击回转指令，对刚才绘制的图形进行 360 度回转，如图所示 点击边倒圆指令，倒出所需尺寸大小的圆角，如图所示 回到上面的草图，在里面画出 QQ 企鹅嘴巴，如图所示 7 镜像刚才绘制的草图 运用网格曲线指令对企鹅嘴巴来造型，如下图所示 修剪掉里面多余的曲面 8 在界面中创建一个基准平面，为下步绘制草图做准备 绘制企鹅的手臂 选择扫略指令，完成大部分企鹅手臂，如下图所示 9 选择网格曲线指令

23、绘制企鹅手臂尖尖 缝合 镜像手臂体特征 再次缝合 10 手臂根部边倒圆 绘制 QQ 企鹅的两只眼睛，投影之后再修剪 将修剪出来的部位进行偏置 0.2mm 直纹面将其补上镂空部位，之后再缝合 11 镜像其眼睛部位 再绘制其眼珠部位，之后镜像 对其嘴巴进行边倒圆指令 12 13 绘制企鹅脚步草图 点击网格曲线指令，进行曲面的构造 选择修剪体指令，对其进行调整 选择镜像指令对脚步进行完善 14 求和之后进行边倒圆命令 在企鹅颈部绘制椭圆圈圈 对刚刚绘制的椭圆圈圈进行扫略 绘制企鹅的围巾 15 创造点和辅助线，对其进行曲面的构造 绘制辅助线，并构造出面，为下步切割着色做好准备 最终对 QQ 企鹅着色

24、16 创建基准平面 利用修剪体对其修剪 绘制草图，接着对其进行拉伸 17 插入文本指令，输入 QQ 绘制如下草图草图对其拉伸 最终得到 CAM 加工零件图 18 第四章第四章 基于基于 UGUG 的数控模拟加工的数控模拟加工 4.14.1 CAMCAM 编程的一般步骤编程的一般步骤 第一步：获得 CAD 模型； 第二步：加工工艺分析和规划; 第三步：CAD 模型的完善； 第四步：设定加工参数，包含加工对象，切削方式，刀具和数控程序参数， 机械参数的设置； 第五步：刀轨的计算； 第六步：检查检验； 第七步：后处理。 4.24.2 装夹方案分析装夹方案分析 在选取装夹方案时，只需要按照已经选好的加

25、工面和定位基准来确定工件的定 位和夹紧方式，并且选取适合的夹具来完成对加工工件的装夹。 （1）专用夹具：专用夹具常用在产品相对比较稳定、批量相对比较大的生产加 工中，以此来获得比较高的生产效率以及表面加工精度。此外，在一些中小批量生 产加工中也会应用到一些专用夹具，但在其结构设计的时候要具体详细的分析经济 技术。 （2）组合夹具：夹具是一种模块化的夹具。采用高精度研磨模块的标准组件， 可以组合成各种组合夹具。用完以后的夹具能够进行拆卸、清洗，并且保留下来组 装新的夹具。因为用组合夹具来进行装夹能够减少生产周期，所以元件可以反复使 用并且具有降低专用夹具使用数量等多种好处； （3）通用夹具：能够

26、装夹一定范围内已经标准化的不同工件的夹具。此类夹具 适应性强，其尺寸、结构已经标准化，而且能够通用，可加工一定形状以及尺寸范 围内的各种工件，并且经济实惠。 选择装夹方法的要点： （1）尽可能的把箱体的设计基准作为精基准；粗基准的选取是为了确保重要表 面的加工余量均匀，使不加工面的位置、尺寸符合图纸要求，便于装夹。所以必须 选取好粗、精基准； （2）铣床加工速度较快和力较大时，其定位基准要有充分的分布面积和接触面 积，来保证能够承受大的切削力且可靠地定位移动； （3）夹具安装到机床上要以铣床工作台上的基准孔或基准槽来定位作为参考， 这可以保证零件的工件坐标系与机床坐标系之间固定的尺寸关系，这与

27、普通机床有 很大不同。 经综合分析：该工件形状较规则，上下两个面是光滑平整的，没有过高的位置 精度要求在加工面与加工面之间。所以在平口虎钳上夹持毛坯为 48mm68mm 的两 侧面，让毛坯上平面高出平口虎钳 18mm.即可。 根据前面的分析决定采用工艺夹具。其特点是，方便分中打表和校准和一次性 装夹可以得到高的加工精度。台虎钳（夹具）如图所示 19 4.34.3 加工工艺方案分析加工工艺方案分析 从图样中能够看到对此工件轮廓四周的曲线圆弧和粗糙值是有要求的，要使用 平口钳来装夹工件。在安装工件的时候，应该将被加工工件放在钳口中间位置。为 了避免切削刀具与夹具钳口发生干扰，在安装台虎钳的时候，须

28、对准它的固定钳口， 工件被加工地方应该比钳口高并且安装工件时，不要让工件上浮，须压紧。如图在 零件表面、零件的对称中心处建立工件坐标系 G54。分析零件图样的要求得出加工 工序为： 工序 1：制造毛坯 工序 2：铣上表面、企鹅表面、刻字、钻通孔 工步 1：整体开粗，底部和侧部留 0.5 毫米的切削余量【6 毫米立铣刀】 工步 2：进行二次开粗，底部和侧部留 0.2 毫米的余量【3 毫米立铣刀】 工步 3：精加工 QQ 企鹅表面外部的平面【6 毫米立铣刀】 工步 4：半精加工 QQ 企鹅表面【4R2 毫米球头刀】 工步 5：半精加工 QQ 企鹅表面【2R1 毫米球头刀】 工步 6：刻字 QQ 企

29、鹅【1R0.5 毫米球头刀】 工步 7：钻孔【3 毫米麻花钻】 工序 3：检验。 工序 4：去毛刺。 工序 5：入库。 4.44.4 刀具的选择刀具的选择 刀具的合理化选取在数控加工工艺中非常重要，不仅仅是对机床的工作效率有 影响，并且对零件的加工质量也有直接的影响。与常规加工方法相比，因为数控机 床的主轴转速和范围要比一般机床高很多，并且主轴的输出功率相对比较大，因此， 对数控机床切削加工的刀具提出了更加高的要求，包括强度要大、精度要高、耐用 度要高、刚性要比较好，并且还有几何尺寸稳定，利于安装和调整。这就需要有标 准、系列的几何尺寸参数、合理结构的数控加工刀具。提高切削加工效率的重要条 件

30、之一是数控加工刀具，被加工工件的材料状态、几何尺寸形状、使用的夹具和机 床选用刀具的刚性是选择刀具的关键因素。为此，刀具的选择应该考虑如下几个方 面。 （1）按照被加工零件材料的切削性能选取数控刀具。如当车削或铣削高强度钢、 不锈钢、钛合金零件的时候，耐磨性较好的可进行转位的硬质合金刀具是更好的选 择。 （2）按照被加工工件所处的加工阶段选取数控刀具。在粗加工的时候因为要以 去除多余材料为主要原则，建议选用 VCGT0080304，精钢飞刀，VBCT160404，钨 钢圆车刀，它们都是刚性比较好而精度又比较低的刀具；在半精加工、精加工的时 候因为要以零件的加工精度和产品质量为主要原则，建议选用

31、 PCD 刀片、 VCGT160402 和钨钢圆车刀，它们的耐用度和加工精度都比较高。粗加工和精加工 时选用的刀具精度不一样，前者最低，后者最高，如当粗、精加工阶段使用一样的 切削刀具时，建议在粗加工阶段使用精加工淘汰下来的刀具，原因在于在精加工阶 段淘汰下来的刀具发生了一定程度的磨损会对精加工的加工质量有影响，但对粗加 工的影响非常小，并且这样也能节约成本，经济划算。 （3）按照被加工零件所处的加工区域的特征选用数控切削刀具和几何尺寸参数。 当被加工工件的结构允许时，应该选择直径大、长径比值小的切削刀具；加工壁比 较薄、壁超级薄的零件的数控铣刀的端刃应保证充分的向心角，来降低刀具和零件 20

32、 加工接触部位的切削力；切削铜、铝等比较软一些材料零件时建议选用稍微大一点 的前角。 综上分析，此零件使用刀具如下： 1、T01 6mm 立铣刀 2、T02 3mm 立铣刀 3、T04 4R2mm 球头刀 4、T05 2R1mm 球头刀 5、T06 1R0.5mm 球头刀 6、T07 3mm 麻花钻 4.54.5 切削用量的确定原则切削用量的确定原则 选择合适的切削用量,可以提高生产效率,节省成本，确保刀具耐用度以及使用寿 命,并且能够改善加工质量等等。 粗加工阶段切削用量的选用原则 粗加工时毛坯余量比较大，零件的表面光洁度和生产加工精度要求并不高。所 以，在粗加工的时候要最大可能的在单位时间

33、内去除更多的材料，和保障必要的刀 具耐用度,来提高生产效率和减少加工成本。 提高切削速度 V、增大进给量 f 和背吃刀量，都能使得刀具在单位时间内切除 较多的材料。但是，它们对切削刀具耐用度影响程度是不同的，从大到小依次是切 削速度、进给量、背吃刀量。因此粗加工时选用切削用量的原则是：首先选用一个 尽可能大的背吃刀量 p a ，然后选用一个比较大的进给量 f ，最后选用一个合理的切 削速度 V。 当选用比较大的背吃刀量 p a 和进给量以后，显然会降低刀具耐用度 t，但比 f 起切削速度 V 对刀具耐用度 t 的影响要小得多，因此，当使 V、的乘积较大 fp a 时，会使刀具在单位时间内去除更

34、多的毛坯材料。另外，增大进给量方便断屑， f 增大背吃刀量又能够降低走刀次数。所以，按照上面的粗加工时切削用量的选用 p a 原则可以降低刀具耗损，提高生产加工效率，节约加工成本。所以，它是有利于加 工并且又比较合适的选用原则。 (1)背吃刀量的选择： 粗加工时应按照被加工零件的加工余量和由机床、刀具、夹具及零件组成的工 艺系统的刚性来选择背吃刀量。在留有半精加工和精加工一定余量的前提下，最好 一次切掉粗加工余量。特殊时候，如当材料总加工余量比较大并且一次去不净的时 候才会选择分几次来切削。 (2)进给量的选择： 在进行粗加工时，增大进给量，能够提高加工效率，但过大的进给量会使得切 削力剧增而

35、对机床进给系统、工件和刀具的强度和刚性造成影响。所以，进给量应 该依据加工工艺系统的强度和刚性来选择。当工艺系统的强度和刚性较好的时候， 建议选择大一点的进给量；反之，应当选用小一点的进给量。 (3)切削速度的选择： 在粗加工阶段，很大程度上是机床功率和刀具耐用度决定了切削速度的选择。 合理的切削速度往往是依据生产实践经验和相关资料选择确定的，不必经过计算得 21 出。切削功率由背吃刀量、进给量和切削速度三者共同决定，选择切削速度的时候 要充分考虑机床的许用切削功率。当超过了的时候须要合理地降低切削速度。 精加工阶段切削用量的选择原则 在精加工的时候，被加工零件的加工余量要小且较均匀，零件的加

36、工精度和表 面质量要求比较高， 。所以，选用精加工的切削用量时要在确保加工效率的前提下着 重考虑加工质量的问题。 (1) 背吃刀量的选择： 粗加工留下的余量决定了精加工阶段的背吃刀量。一般希望留给精加工的切削 加工余量不要太大，不然的话，会影响被加工零件的加工质量。 (2) 进给量的选择： 精加工时表面粗糙度决定了进给量的选择。进给量增大时，方便断屑，但是残 留材料面积将会增大，切削力将会上升，从而会降低表面加工质量。 (3) 切削速度的选择： 适当的增大切削速度时，可以降低切削变形，降低切削力，并且不会产生鳞刺 和积屑瘤。通常都会选择具有较高的切削性能的刀具材料和合理的几何尺寸参数， 来提高

37、加工速度。只有被工艺条件限制时才选用低的切削速度，以免在切削加工过 程中产生积屑瘤。 由此可见，精加工时选用切削加工用量的原则是：应该选择小一点的背吃刀量 p a 和切削进给量 f ，并在确保刀具耐用度的条件下，选择尽适当高一点的切削速度 V，这样就会确保被加工零件的精度和表面质量，同时生产效率也不会低。 4.64.6 建立几何毛坯建立几何毛坯和加工坐标系和加工坐标系 在建模阶段对已经画好的毛坯草图进行拉伸，拉伸为 26 毫米，以保证拉伸高度 大于零件的最大高度，如图所示点击编辑命令下的隐藏命令，把毛坯隐藏，然后进 入加工状态。 调出零件模型，编辑 MCS_MILL，设置加工的坐标系和安全平面

38、，选择间隙， 指定安全平面，设为 10 毫米，以保证安全平面的高度大于它的高度。 22 4.74.7 创建刀具和几何体父节点组创建刀具和几何体父节点组 （1）几何体父节点组 打开界面中的下拉菜单并且点击图标，然后在出现的加工 环境对话框中设置好加工环境。在其对话框的上方列表栏目中选取， 在其下方列表栏目中选取模块零件，点击图标，进入所需的界 面加工环境。 WORKPIECE 的编辑：在显示的对话框里会有部件，然后在部件名下点选择并且 选择须做成的零件模型，然后点确定完成；再找到在编辑栏目下的隐藏，点反向隐 藏全部，则会出现材料毛坯，最后回到隐藏下点选择，选择材料毛坯。这样就把 WORKPIEC

39、E 编辑好了。如图 3-2. （2） 创建刀具 接下来是创建刀具，选择界面中工具栏上图标，进入对话框， 在其包含的子类型中选择图标，再在出现的对话框的名称栏里输入 ED6，单击确 定进入对话框，在一栏里输入数控铣刀直径 值 6，半径补偿寄存器，补偿寄存器，和刀具号设置成 11，点击确定完成；重复上 面的操作，在界面中选择工具栏上图标，进入对话框，在其包含的 子类型中选择，再在出现的对话框的名称栏里输入 D3，单击确定键进入 对话框，在一栏里输入直径为 3 的数控铣刀 刀具值，设定半径补偿寄存器，补偿寄存器，和刀具号为 12，点击确定键完成对数 控铣刀刀具父节点组的建立。依此创建 1、T01 6

40、mm 立铣刀;2、T02 3mm 立铣刀;3、T04 4R2mm 球头刀;4、T05 2R1mm 球头刀;5、T06 1R0.5mm 球头刀;6、T07 3mm 麻花钻 4.84.8 创建刀具轨迹创建刀具轨迹 (1)整体开粗，创建型腔铣 23 在界面里点击工具栏中的创建操作图标，出现对话框，在其包 含的子类型中选取操作，在项中选择 ED6，在项中选择 NC- PROGRAM，在项中选择 MILL-FINISH，在栏中选取 WORKWOPIECE，点击确定进入对话框。 在后选择跟随工件图标，点击，填写最大的切削深度 0.5mm，按确定键,选择生成图标，然后就可以看到生成的刀具轨迹，点击确定完 成

41、创建操作，再对其进行 2D 模拟，如图所示 （2）二次开粗 在界面里点击工具栏中的创建操作图标，出现对话框，在其包 含的子项目中选取操作，在项中选择 MILL-ROUGH，在项中 选择 WORKWOPIECE，在项中选择 ED3，在栏中选取 NC-PROGRAM，点击确 定进入对话框。 在后选取跟随工件图标，点，出现对话框，并在其最 大值一空白栏里输入 0.1mm，点确定键完成。选择生成图标，然后就可以看到在 界面中生成的刀具轨迹，点击确定完成创建操作，再对其进行 2D 模拟，如图所示 24 图 3-6 （3）精铣平面 在精加工阶段使用的是轮廓铣，点击界面中工具栏上的创建操作图标，出 现对话框

42、，在其中选取轮廓铣 图标，将项中改成 WORKPIECE，在项中选取精加工，在项中选取 ED6 的刀进行数控轮廓 铣加工，点确定进入平面数控铣削精加工的对话框。在其中选取图标，然后在 该图标下点选项，打开下对话框，点选曲线边完成边界选择，点击 选择位于加工工件中心的凸台的外轮廓线框，点确定键完成的选取，再选取 图标，点其中的选项，点击选择底面，点击选择确定键就完成了对工件底面 的选取。 在后选取跟随工件图标，点，将对话框中的仅底面点用用户 自定义代替并且单击确定。选择生成图标，然后就可以看到生成的刀具轨迹，点 击确定完成创建操作，再对其进行 2D 模拟，如图所示 25 图 3-7 （4）半精加

43、工 QQ 企鹅表面 点击界面中工具栏上的创建操作图标，出现对话框，在其包含 的子项目中选取操作，在项中选择 MILL-ROUGH，在项中选择 WORKWOPIECE，在项中选择 ED4R2，在项目中选取 NC-PROGRAM，点确定键 进入对话框。 设置好参数，点击生成图标，然后就可以看到生成的刀具轨迹，点击确定完 成创建操作，接着进行 2D 模拟，如图所示 （5）ED2R1 刀具对其进行精加工 26 （6）刻字 （7）钻孔 27 4.94.9 后处理后处理 数控编程后置处理包含加工刀具轨迹文件以及 NC 数控代码指令集的生成。通 过数控编程后置处理器读取生成的刀具轨迹文件，从中得到有关的信息

44、，并且依据 相应的数控机床的特征以及相关的 NC 数控程序格式要求进行分析思考、判别和处 理，最终生成能被直接识别的数控程序，这就是数控加工的后置处理，它会对零件 的加工质量和 CAD/CAM 软件的使用效果有非常直接并且重要的影响。选用五坐标 加工，并导出 NC 数控程序，如图所示。 4.104.10 部分部分 NCNC 程序的输出程序的输出 % G17 G90 G54 G40 G49 G80 (Tool_Name = ED6) (DIA. = 6.00 R = 0.00Length = 75.00) G91 G28 Z0.0 M06 T01 G00 G90 X10.294 Y30. S30

45、00 M03 G43 G00 Z9. H11 G00 Z1.503 G01 X10.294 Y30. Z-1.497 F1500. M08 G01 X10.294 Y24.3 Z-1.497 G01 X-22. Y24.3 Z-1.497 G03 X-34.3 Y12. I0.0 J-12.3 G01 X-34.3 Y-12. Z-1.497 G03 X-22. Y-24.3 I12.3 J0.0 G01 X22. Y-24.3 Z-1.497 G03 X34.3 Y-12. I0.0 J12.3 G01 X34.3 Y12. Z-1.497 G03 X22. Y24.3 I-12.3 J0.

46、0 G01 X10.294 Y24.3 Z-1.497 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 28 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 G02 X18.969 Y-18.3 I-10.273 J6.169 G01 X22. Y-18.3 Z-16.4 G03 X28.3 Y-12.001 I0.0 J6.3 G01 X28.3 Y12. Z-16.4 G03

47、X22. Y18.3 I-6.3 J0.0 G01 X18.969 Y18.3 Z-16.4 G01 X18.969 Y30. Z-16.4 G01 X18.969 Y30. Z-13.4 G00 Z19. M05 M09 G91 G28 Z0.0 G28 X0.0 Y0.0 M30 % 29 总总 结结 此次毕业论文设计快要结束，收获也非常之多。很确定的说，毕业论文设计在 大学里面是很重要的。它是我们走出学校，给学校，给老师交的最后一份答卷。毕 业设计可以检验我们这四年来对专业知识的掌握情况，同时也会让我们对所学的知 识有一个较好的回顾复习，并且能够让我们更清晰的认识了解所学的专业。它也会

48、为我们以后的发展道路指明方向。在毕业设计中，我们必须主动去查阅各种资料， 分析问题并解决问题。最后很关键的一点是理论联系实践。我们必须把所学的知识 充分运用到实践中去，然后从实践中更加了解知识。它为我们以后的工作打下了基 础，是上岗前的一次比较好的锻炼。通过此次毕业设计，培养了我们的自主意识和 分析处理复杂问题的能力。相信我们会更好的融入社会，并开创出一份属于自己的 美好未来。 本次毕业设计，介绍了 QQ 企鹅产品从毛坯到成品的大致过程。通过对零件图 的分析，选择毛坯材料和相关加工设备，确定定位基准和装夹方案，分析了刀具的 选择原则、切削用量的选择原则和加工工艺方案。然后还编制了工序卡、工艺卡和 刀具卡片。在设计中先是利用 UGNX6.0 绘图软件对 QQ 企鹅进行三维造型和运用 后处理自动生成程序，然后设置数控仿真的相关参数，并模拟 QQ 企鹅的虚拟加工 过程。最后利用数控铣床加工出 QQ 企鹅和对它做质量分析。 毕业设计涉及的范围非常广，内容也比较多。第一，我们要熟练掌握并且灵活 应用 UGNX 绘图软件。第二，我们要学会设置数控仿