CAD/CAM

课程设计说明书

设计题目：型腔模加工

专 业： 机电一体化

学 号：

设 计 者：

指导教师：

设计日期： 2013 年 9月 28 日 至 2013 年 10月11 日

摘要

Unigraphics NX软件是构建于最新的体系结构——NX体系结构基础之上的，这是一个支持产品全生命周期管理的全新体系结构，是UGS公司同其主要客户一起设计开发出来的，以支持完整的产品工程。用于产品设计、分析、制造，帮助用户实现产品创新，缩短产品上市时间、降低成本、提高质量。

NX被当今许多世界领先的制造商用来从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真和数字化的制造等各个领域，是当前世界主流CAD/CAM软件之一。

1.零件的实体建模过程

1.1零件分析

如图所示零件为一个凸台型腔模，根据给出的零件图分析可知，该零件底部为一个长方体结构，在长方体上部有一个凸台，凸台上有三个定位孔，凸台上部还有一个小凸台，小凸台上部有一个矩形凹槽，四角用光滑圆角连接。

1.2建模过程

1.2.1选择XC-YC平面为基准面，按零件图尺寸绘制底面草图。

1.2.2底面拉伸建模

在【拉伸】对话框中，选择底面各边线，方向为z轴方向，在【开始】的值中填11.5，预览后单击【确定】，完成底面的拉伸建模。

1.2.3在底板上表面进行拉伸建模，根据零件图，绘制草图，在【拉伸】对话框中，选择底面上表面各边线，方向为z轴方向，在【距离】的值中填7，布尔运算方式为“求和”，预览后单击【确定】，完成底面上表面的拉伸建模。

1.2.4在上表面上制草图，首先确定圆心位置，然后画直径为∮26的圆。在【拉伸】对话框中，选择上表面绘制的草图各边线，方向为z轴反方向，在【距离】的值中填10，布尔运算方式为“求差”，预览后单击【确定】，完成拉伸建模。

1.2.5在拉伸圆底面上绘制草图，根据零件图，绘制草图，在【拉伸】对话框中，选择绘制的圆，方向为z轴反方向，在结束栏选择“直至下一个”，在【开始】，布尔运算方式为“求差”，预览后单击【确定】，完成底面上表面的拉伸建模。

1.2.6重复1.2.4操作，在上表面上绘制草图，首先确定圆心位置，然后画直径为∮35的圆。在【拉伸】对话框中，选择上表面绘制的草图圆，方向为z轴反方向，在【距离】的值中填7，布尔运算方式为“求差”，预览后单击【确定】，完成拉伸建模。

1.2.7 在拉伸圆底面上绘制草图，根据零件图，绘制草图，在【拉伸】对话框中，选择绘制的圆，方向为z轴反方向，在结束栏选择“直至下一个”，在【开始】，布尔运算方式为“求差”，预览后单击【确定】，完成底面上表面的拉伸建模。

1.2.8在上表面上绘制草图，首先确定圆心位置，然后画直径为∮90的圆。在圆上做两条对称的平行线，在做一条45°斜线，然后根据零件分析把多余的线快速剪切掉，把几个角用圆角光滑连接。如图所示

1.2.9在【拉伸】对话框中，选择绘制的草图，方向为z轴方向，在【距离】的值中填10，布尔运算方式为“求和”，预览后单击【确定】，完成拉伸建模。

1.2.10以新建小凸台上表面为基准平面绘制草图，四角采用圆角光滑连接。在【拉伸】对话框中，选择上表面绘制的草图，方向为z轴反方向，在【距离】的值中填5，布尔运算方式为“求差”，预览后单击【确定】，完成拉伸建模。

完成零件的建模过程，图如下。

2.毛坯的建模过程

在【拉伸】对话框中，选择零件的底部，方向为z轴方向，在【距离】的值中填41.5，布尔运算方式为“无”，预览后单击【确定】，完成毛坯的拉伸建模。

3. 零件工艺分析与编制的工艺过程

3.1工件分析

根据零件图分析，模型的总体尺寸160×120×38.5mm，零件需要进行平面铣、型腔铣和钻孔，精度等级要求较高。

3.2工艺规划

1.毛坯尺寸：160×120×41.5mm

2.工件安装

利用标准垫块使毛坯高于平口虎钳10cm以上，再夹紧安装到机床上。

3.工步安排

（1）选用D20的平刀，对工件表面进行粗加工，再用同一把刀进行精加工。选用D7平刀对零件型腔进行粗加工，再用同一把刀进行精加工。具体加工工步如下表：

工件加工工步

（2）选用D15cm中心钻确定3处中心孔，再用D12cm的麻花钻钻3处孔，具体加工工步如下：

点位加工工步

3.3创建刀具

3.4.进入加工环境。

点击【开始】按钮，然后点击【加工】，选择加工环境，点击确定。

4.创建刀具

4.1单击创建刀具按钮，按如图所示的操作进行。选择平面铣刀，修改刀具尺寸直径为20，刀具号为1，完成D20平刀的创建。

4.2单击创建刀具按钮，按如图所示的操作进行。选择型腔铣，创建D7的平刀，刀具号为2。

4.3单击创建刀具按钮，按如图所示的操作进行。选择钻孔，创建D15的中心钻，直径为15，刀具号为3。

4.4单击创建刀具按钮，按如图所示的操作进行。创建D12的麻花钻，直径为12，刀具号为4。

5.创建几何坐标系

5.1创建第一个坐标系MCS,单击【格式】，在下选列表中单击【WCS】,选中【原点】如图所示。

5.2再右击MCS_MILL，点击编辑，出现如图界面，单击按钮。选择与WCS重合。

6.创建操作

6.1创建平面铣粗加工

选择D20刀对工件进行表面粗加工，点击几何体后的，设置几何体。切削参数中余量改为1,金给和速度中主轴转速改为1000，具体操作如图所示

(1)选择平面铣，点击确定。

（2）点击几何体后的，设置几何体。

（3）选择切削区域。

（4）选择切削参数。

（5）选择进给和速度。

（6）点击生成刀轨，然后点击确认刀轨。选择3D动态显示模式，调整播放速度，点击播放。

6.2创建平面铣精加工

复制刀具路径

在操作导航器中双击【FACE_MILLING_AREA】操作，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【复制】

粘贴刀具路径

在操作导航器中双击【FACE_MILLING_AREA】操作，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【粘贴】。

修改平面铣参数

在操作导航器中双击FACE_MILLING_AREA_COPY操作，进入平面铣对话框，刀具不变，导轨参数不变，加工方法为MILL＿FINISH，主轴转速改为1500rpm。

6.3创建型腔铣粗加工

选用D7平面铣刀对工件表面进行型腔铣加工，具体操作步骤如下。（操作与平面铣类似）

6.4创建型腔铣精加工

复制型腔铣粗加工程序，单击操作导航器，在操作导航器中对CAVITY_MILL单击右键，选择复制，再单击粘贴，复制出刀路CAVITY_MILL_COPY，再双击CAVITY_MILL_COPY，在型腔铣对话框中，修改刀轨设置参数，加工方法改为MILL＿FINISH，主轴转速改为1500rpm，具体操作步骤如图：

6.5创建孔加工点定位

（1）选择点定位

（2）指定孔，操作如下

（3）指定参数，数据如图

（4）设置主轴转速

（5）点击生成刀轨，并确认刀轨。选择3D动态显示，修改合适的播放速度

6.6创建工件孔加工

（1）选择孔加工方法

（2）选择需要加工的孔，方法与孔的点定位选择方法相同，选择参数组2。

（3）指定钻孔深度15，停留时间为2秒，退刀距离为25。

（4）确定主轴转速为500rpm。

（5）点击生成刀轨，并确认刀轨。选择3D动态显示，修改合适的播放速度

6.7 工件整体加工

（1）在操作导航器中选择所有需要加工的操作，点击生成刀轨，然后确认刀轨。操作如图

（2）选择3D动态显示，选择合适的速度播放

（3）加工完后如图所示

7.车间工艺文档

后处理生成NC加工代码，使用加工应用模块生成加工零件的刀具轨迹，经过处理生成NC指令，单击程序视图，在操作导航器中，选中所有的程序，然后单击后处理按钮，在弹出的对话框中选择MILL 3 AXIS,然后单击确定，生成NC代码，保存好文件。具体操作步骤如下

参考文献

1.张兴华 UG NX5.0数控加工范例教程 机械工业出版社

2.周玮 UG NX5.0应用与实例教程 人民邮电出版社

3.孟爱英 CAD/CAM设计 机械工业出版社

4.胡凤兰 互换性与技术测量基础 高等教育出版社

5.周伟平 机械制造技术 华中科技大学出版社

心得体会和感想

体会：很感谢学校给我们这次学习UG课程设计的机会，谢谢上官老师对我们的教导。UG是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。UG的主要功能是工业设计和风格造型、产品设计仿真、确认和优化、模具设计、开发解决方案。通过这次的课程设计，对UG的几个板块更加的熟悉。对模具的加工工作有更进一步的了解。通过学习了解模具的基本知识，通过这次的课程设计我收获了很多，在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了自己的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。

感想：设计的过程是不断修改不断学习提高的过程，设计是一个拔高的过程，将自己学习的知识综合运用到设计当中，对学生的要求较高些。