UG一种盘类传动零件的加工工艺和仿真分析
日期： 2012年10月20日 【摘要】
数控是数字控制的简称，英文为 Numerical Control，简称NC。数控(Numerical Control,NC 数字控制)是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控装备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形成的机电一体化产品。 它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院
现在，数控技术也叫计算机数控技术
随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。本设计通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以数控车床车削轴类零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，编写加工零件的程序，及软件模拟仿真加工。按照说明书要求将加工出零件，并对零件自检数据进行分析，说明在加工过程中应注意的事项。
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关键字:】数控技术；工艺分析；编程；模拟仿真
引言 4
一.图纸分析实例 6
二. 数控加工工艺分析及仿真后处理 6
(一)设备选择 6
(二)加工方案 6
(三)确定加工顺序 7
(四)工艺分析及刀具 7
（五）数控仿真刀轨以及比较图 9
(六)导出程序 10
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向,国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势,大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，生产准备周期长，产品改型不易，因而使产品的开发周期增长。在机械产品中，但见于小批量产品占到70%~80%,这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。
由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面的技术成果，具有高柔型、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂性面零件的加工。应用数控加工技术使机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。
数控加工的特点及步骤：
1.数控车床加工的工艺特点
数控车床加工与普通车床加工在许多方面遵循的原则基本上是一致的。但数控车床加工自动化程度高，控制功能强，设备费用高，因此也就相应形成了数控车床加工工艺的自身特点。
2.数控车床加工工艺内容
(1)、选择并确定适合在数控车床上加工的零件并确定工序内容。
(2)、分析被加工零件图纸的数控加工工艺，明确加工内容与技术要求。
(3)、确定零件加工内容，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序等。
(4)、设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，选择刀辅具，确定切削用量，计算工序尺寸及工等。
(5)、数控加工专用技术文件的编写。
3. 本课题研究的基本步骤：
我所加工零件采用线架、曲面、实体等几何体来表示，UG软件在零件几何体基础上生成刀具轨迹，经过后处理生成加工代码，将加工代码通过传输介质传给数控机床，数控机床按数字量控制刀具运动，完成零件加工。其过程如下图所示：
【零件信息】→【UG软件建模】→【UG系统造型】→【UG生成加工代码】→【数控机床】→【零件】
(1)、根据图纸，分析整理数据。
(2)、确定粗加工，半精加工，精加工方案。
(3)、生成仿真加工刀轨轨迹。
(4)、后处理生成加工程序代码。
一.图纸分析实例
图1-1 传动零件图
分析图纸了解技术要求：零件是一个盘类传动零件,从结构形状，尺寸和技术要求，定位基准级毛坯等方面对零件图进行工艺分析。该零件的加工表面有平面，圆弧面，以及两个孔组成，其圆弧是内凹的，需要在加工中心上加工。尺寸标注完整，几何条件充分；粗糙度公差要求为Ra1.6µm ,采用粗车-半精车-精车和Ra3.2µm ,粗车-半精车。即可基本达到加工工艺要求。材料为45钢，毛抷采用200*200*45无热处理要求。
二. 数控加工工艺分析及仿真后处理
(一) 设备选择
1. 该零件采用加工中心，为什么采用加工中心而不是采用数控车床，那是因为数车常加工旋转体零件，而盘类箱体类零件多采用加工中心。并且该零件在加工中心上加工需要两次装夹。使用机用平口钳，以前后侧面为初次定位基准，第二次以中心为工艺基准。
(二) 加工方案
1. 采用先粗后精，先面后孔的原则，完成外轮廓粗精加工过后，再次装夹，加工表面以及内圆弧轮廓，使用先定中心，然后立铣刀扩孔，采用粗铣-半精铣削。该零件材料是45钢，所以一般在正常装夹下，不需要考虑工件变形。
(三) 确定加工顺序
我们采用先面后孔的加工方法，先铣削上平面，再铣削外轮廓，使外轮廓尺寸符合要求后，以已铣削好的上平面作为底面，进行第二次装夹，先铣削上表面，使其在高度方向上满足尺寸要求后，进行内孔及弧形通孔的加工，中心通孔以及两斜角上的通孔采用中心孔作为工艺基准进行加工，采用先粗厚精的加工顺序，并且φ12的通孔的加工精度较高，需要铰孔。从而保证所加工零件达到技术要求。
(四) 工艺分析及刀具
1. 该零件加工方案采用先面后孔，先铣平面及轮廓，然后是孔的加工，具体加工见表2-1
表2-1 工艺分析卡
数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号
盘类盘07000-01
工艺序 号程序编号夹具名称夹具编号使用设备加工车间
P1234平口钳P1000加工中心实训基地
工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm
1第一次装夹粗车上表面T1φ100盘铣刀1000
2粗车外轮廓T2φ80立铣刀1500500
3精车外轮廓T2φ80立铣刀2000300
4第二次装夹精铣外轮廓T2φ80立铣刀20003000.3
5 精车上表面T3φ80面铣刀25005000.3
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