基于NX软件的多轴数控加工工艺及编程仿真设计

基于NX软件的多轴数控加工工艺及编程仿真设计

一、选题简介、意义

1.1选题的简介：

当下产品的设计都是为了满足消费者的需求才生产的，大量产品都是自动化产。相较于一般机床，数控机床有高速高精度的特点，所以将来必将会大量使用数控机床。充分利用相关软件与机床结合，生产率将大大提高，对机床的发展和产品的发展都有很大意义。

1.2 选题的意义：

这次的毕业设计，主要是检测我们对于近三年来所学的UG知识的一个检测和自己这三年来所真正了解的消化的东西。另一方面本次的毕业设计需要我们用NX制作三维图形，以及利用NX进行自动编程，最后通过虚拟的加工模拟来完成加工方案。这也可以提高我们的基础，让我们在企业里打下坚实的实战经验，因此本次的毕业设计是对我们即将步入企业的一次预演。

第一章绪论................................................................1

1.1 课题简介..........................................................1

1.2 Vericut的介绍.....................................................2

1.3 多轴加工..........................................................2

1.4 本章小结..........................................................2

第二章 UG绘图造型..........................................................4

2.1 图形分析..........................................................4

2.2 三维造型..........................................................4

2.3 本章小结.........................................................16

第三章数控铣削加工工艺过程的确立.........................................17

3.1 零件工艺分析.....................................................17

3.2 零件毛坯的选择...................................................17

3.2.1 毛坯的类型..................................................17

3.2.2 毛坯的材料..................................................17

3.2.3 确定毛坯的余量..............................................17

3.3 机床的选择.......................................................18

3.4 工艺规程的设计...................................................18

3.4.1 定位基准和装夹方法..........................................18

3.4.2 工艺路线的选择..............................................19

3.5 工艺装备的选择...................................................21

3.6 工艺参数的计算...................................................22

3.7 本章小结.........................................................28

第四章基于NX的数控编程...................................................27

4.1 数控编程.........................................................28

4.2 运用UG的数控编程.................................................28

4.3 本章小结.........................................................33

课题总结..................................................................34

致谢......................................................................35

参考文献..................................................................36

第一章绪论

1.1 课题简介

在如今科技迅猛发展的时代，机械加工行业也在不断地革新和改变着，以前的普通的数控机床已经逐步的被数控机床所代替，到现在的多轴的数控机床开始逐步代替三轴的数控机床。当然这些机床的不断革新也是因为人们的所需品的不断升级，也取决于产品的质量的不断升级和。总所周知，程序是加工中心必不可少的，所以，使用软件编程与数控的技术结合在一起的，也是非常有必要的。

本次我所选的毕业设计的课题来源是第七届数控技能大赛的加工中心，它用的是五轴的加工中心。这也是一个非常典型的五轴零件，它涉及到加工过程中的所有加工的特征。在我做这次的毕业设计的过程中，我细想了一下主要涉及到以下几个：分析零件图纸、创建三维模型、选择工艺路线、选择适当的切削刀具、零件的编程、后处理程序还有就是模拟加工。而其中的重中之重就是编制基于NX的多轴零件程序。

1.2 Vericut的介绍

在一般的零件加工的程序编制过程中，我们是没有必要对零件编制程序做三维模拟仿真的。我们要做的就是检查刀路是否有错误就行了，如果准确无误，那么就可以直接运行机床做零件了。如过说是多轴的零件，我们是没有完全的把握来对刀路的正确性进行判断的。如果出现误判，那么造成的后果是很严重的，一个是安全性问题，另一个就是多轴的加工中心可是比一般的普通的数控加工中心贵上好几倍，维修费用也是相当的昂贵。考虑到了避免出现以上的各种损失，我们还是非常有对我们设置的刀路进行模拟加工的必要的。

由于软件的局限性，NX是不能很准确的对模拟加工进行准确地检测的。那么肯定会出现一些专业的权威性的模拟仿真软件。而我们用的就是其中的一款非常专业的软件叫：Vericut。在这个软件上模拟仿真过的刀路，如果没有问题，那么我们在机床上做是不会出现多大问题的。因为他可以模拟出机床现实中的加工情况，给我们呈现出一个多轴加工模拟加工的全过程。如果我们的参数和加工误差很小，那么一般都不会出现什么问题。所以，运用仿真模拟软件来进行加工前的模拟演练来确保现实中的机床的操作的准确无误是非常有必要的，这也是方正模拟软件存在的意义。

1.3 多轴加工

大家都知道三轴机床，顾名思义就是有X、Y、Z三个轴。那么我们今天要说的是多轴。多轴就是在三轴的基础上，我们来添加一根或多根可以运动的轴。那么增加哪三个轴呢，一个是可以使X轴旋转的A轴、可以使Y轴旋转的B轴和可以使Z轴旋转的C轴。在多轴的加工中，我们想想能够转动的3轴，肯定是比普通的三轴数控车床有着质的飞跃和优点。比如说，在我们制定零件的工艺时，多轴加工时我们刀路要走的路径肯定是比普通的三轴车床要少走好多，方便好多。为什么会这样呢，是可想而知的，因为五轴加工中心是在一般的三轴的机床上添加了一个或者多个可以转动的轴。所以，我们在加工的过程就是有些面是不需要重新装夹就可以铣到的面，大大的减少了需要多次装夹而带来的不必要的操作步骤。就拿我们本次做的零件用到的五轴加工中心来说，我们只需要装夹一次就能够至少铣到我们零件的五个面；要是换个三轴的加工中心去加工，可想而知我们是需要进行多少次装夹才能将零件的五个面加工好，而且精度方面的加工肯定没有五轴的高，因为在多次的装夹中，由于需要不停的装夹，而每次的装夹肯定会存在一定的误差，那么多次的装夹将会影响整个零件的工艺尺寸。

当然了，多轴加工的优点呢，减少装夹次数是其优势的一方面。当然，如果光有这个优势是不够的，因为三轴的加工中心在不考虑零件制作精度和质量的情况下，多次的装夹对于一个简单的零件来说，三轴数控加工中心还是可以完成的。所以说多轴加工中心比起三轴的最大的优势就在于它可以进行多轴的联动加工。所以对于一个相对比较复杂的曲面等部位进行加工的时候，一般地三轴机床是根本没有办法进行加工的。这个时候呢，我们上面说的多轴联动加工的优势就体现出来了，因为多了多轴有旋转轴的存在，上面所提到的复杂零件的曲面等部位，就能够很方便地加工出来，加工的质量和精度也势必会比三轴的高出许多。

1.4本章小结

其实一开始我们对NX的了解是始于我们学校的一门课程，老师先简单的介绍了这老师先简单的介绍了这个软件的运用方法。然后给我们一个简单的零件让我们开始练习，这是我们队NX的最初的了解。做毕业设计的时候，我也去翻阅了很多的书籍和网络资料，对多轴数控加工中心的相关知识有了初步的了解，一个仿真模拟软件的研发和产生是那么的曲折和艰难。同时过程又是那么的有趣。让我对数控仿真模拟这个软件产生了一定的兴趣。

参考文献：

[1] 武友德，苏珉,机械加工工艺[M ] 北京：北京理工大学出版社，2011.6

[2] 李凯，阎红娟 ,数控编程技术，自动数控编程技术，自动2版[M ] 北京：化学工业 2008.5

[3] 向杰.基于 CAD/CAM 技术的零件数控编程方法研究[D]. 电子科技大学 2011

[4] 青春.基于 UG 的数控编程及加工过程仿真[D]. 内蒙古工业大学 2007

[5] 晏初宏,数控加工工艺与编程[M] 北京:化学工业出版社,2004.3

[6] 展迪优编，UGNX5.0 数控加工教程[M] 北京：机械工业出版社，2009.1