畢業(yè)設(shè)計(jì)87手機(jī)充電器插頭造型計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁 共 25 頁 1 引言 機(jī)械制造工業(yè)是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶對各類產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品的更新?lián)Q代的速度和產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到投放市場的周期等要求越來越高，競爭空前激烈。為了適應(yīng)新形勢下的新任務(wù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與設(shè)計(jì)、制造技術(shù)相互結(jié)合與滲透，產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 (CAD/CAM)這樣一門綜合性的應(yīng)用技術(shù)，它是對過去傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝過程控制方法的一個(gè)挑戰(zhàn)，特別是近十幾年，隨著大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展， CAD 和 CAM 的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍。它具有高智力、知識(shí)密集、綜合性強(qiáng)、效益高等特點(diǎn)。近 年來我國的機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅猛，各企業(yè)不斷加大投入進(jìn)行技改，這是對過去傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝過程控制方法的一個(gè)挑戰(zhàn)。特別是數(shù)控設(shè)備及其加工技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造技術(shù)（ CAD/CAM）的不斷深入應(yīng)用，使機(jī)械制造企業(yè)在技術(shù)方面有了質(zhì)的突破。而它技術(shù)發(fā)展如此迅猛的原因主要是它比其它新技術(shù)更直接地更緊密地與生產(chǎn)相聯(lián)系，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。在機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用它進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造，可實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)設(shè)計(jì)與制造，縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。然而，在眾多加工企業(yè)中，能夠有效利用技術(shù)創(chuàng)新，并形成規(guī)?；?、集約化的制造企業(yè) 還是為數(shù)不多。對于中國機(jī)械制造企業(yè)，在這方面還有很多基礎(chǔ)工作需要去做，去完善，這樣才可能充分利用先進(jìn)的技術(shù)。 UG是一交互式 CAD/CAM系統(tǒng)， UG的 CAD 功能能提供標(biāo)準(zhǔn)工程技術(shù)、設(shè)計(jì)、畫圖、建模、分析等， 而其 CAM 功能是在完成設(shè)計(jì)以后， UG 的制造模塊可以輸入制造信息 ,諸如刀具直徑、切削用量、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度等 ,自動(dòng)生成刀具位置源文 (CLSF)。通過通用的后置處理器 ,可驅(qū)動(dòng)任何數(shù)控機(jī)床 ,將零件加工出來。本課題研究的手機(jī)充電器插頭就是用 UG 的 CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)建和生成的，然后用 VERICUT 對生成的 CLS文件 進(jìn)行仿真，最后在并聯(lián)機(jī)床上加工出實(shí)物。 本設(shè)計(jì)的框架圖如圖 1.1所示： 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 2 頁 共 25 頁 圖 1.1 框架圖 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁 共 25 頁 2 手機(jī)充電器插頭造型 UG CAD 建模過程 2.1 UG 簡介 美國 UnigraphicsSolution 公司 (簡稱 UGS)開發(fā)的 Unigraphics 簡稱 （ UG） 軟件是一款集 CAD/CAM/CAE 于一身的高端三維 CAD 軟件 ， 是目前最高端的數(shù)控自動(dòng) 編程軟件。其中包含零件設(shè)計(jì)、二維工程圖、零件加工和仿真以及有限元分析等模塊。通過模塊之間的無縫集成，實(shí)現(xiàn)了零件的三維信息在設(shè)計(jì)、數(shù)控加工以及有限元分析模塊之間的共享，具有設(shè)計(jì)修改方便，更新迅速快等特點(diǎn)。而且具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和生成工程圖等設(shè)計(jì)功能。使用該軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)能直觀、準(zhǔn)確地反映零、組件的形狀和裝配關(guān)系 ,可完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制造的無紙化開發(fā) ,并可與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工裝制造等工作同步進(jìn)行 ,從而大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。UG 是知識(shí)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先者。它實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù) 與基于產(chǎn)品和過程的知識(shí)工程的組合，顯著地改進(jìn)了如汽車、航天航空、機(jī)械、消費(fèi)產(chǎn)品、醫(yī)療儀器和工具等工業(yè)的生產(chǎn)效率。 該軟件具有較好的二次開發(fā)環(huán)境和數(shù)據(jù)交換能力。其龐大的模塊群為企業(yè)提供了從產(chǎn)品設(shè)計(jì) 、 產(chǎn)品分析 、 加工裝配 、 檢驗(yàn)，到過程管理虛擬運(yùn)作等全系列的技術(shù)支持。能充分滿足不同用戶在開發(fā)新型產(chǎn)品過程中的不同需求，在輔助實(shí)體造型可仿真照相、細(xì)膩的動(dòng)畫渲染和快速的原型工具等卓越功能，其中僅復(fù)合建模功能就可以讓用戶在實(shí)體建模、曲面建模、線框建模和基于特征的參數(shù)建模等不同輔助設(shè)計(jì)方式中任意選擇，使設(shè)計(jì)者可以根據(jù)工程設(shè)計(jì) 的實(shí)際情況確定最佳建模方式，從而得到最佳設(shè)計(jì)效果。尤其是 UG 軟件所具有的實(shí)體建模（ MODELINE）、特征建模（ FEATURES MODELING）和自由曲面建模（ FREE FOEM MODELINE）等功能，更使機(jī)電產(chǎn)品的造型建模變得快捷、方便和實(shí)用，高出其他軟件一籌。由于 UG 軟件構(gòu)造的曲面是基于 NURBS 技術(shù)且是參數(shù)化的，因而更加便于修改和完善。由于 UG 軟件構(gòu)造的曲面是基于 NURBS 技術(shù)且是參數(shù)化的，因而更加便于修改和完善。 UG是一交互式 CAD/CAM系統(tǒng)， UG的 CAD功能能提供標(biāo)準(zhǔn)工程技術(shù)、設(shè)計(jì)、 畫圖、建模、分析等， 而其 CAM功能是在完成設(shè)計(jì)以后， UG的制造模塊可以輸入制造信息 ,諸如刀具直徑、切削用量、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度等 ,自動(dòng)生成刀具位置源文 (CL SF)。通過通用的后置處理器 ,可驅(qū)動(dòng)任何數(shù)控機(jī)床 ,將零件加工出來。 UG是一個(gè)全三維、雙精型系統(tǒng)。 不僅可以把產(chǎn)品用虛擬模型形象直觀地表現(xiàn)出來，而且還可進(jìn)行各零件三2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 4 頁 共 25 頁 維模型的虛擬裝配，以檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的合理性以及在裝配過程中可能發(fā)生的干涉，以便及時(shí)更正或修改，避免發(fā)生設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。 它允許精確地描述任何幾何形狀。通過組合這些形狀 ,可設(shè)計(jì)、分析和生成產(chǎn)品圖。 它在航空制造業(yè) 和模具制造業(yè)已有十幾年成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn) ,是其它應(yīng)用軟件無法比擬的。 2.2 UG CAD 模塊的特點(diǎn) CAD系統(tǒng)軟件，具有友好的用戶界面、較好的可靠性、維護(hù)性、可擴(kuò)充性以及良好的可移植性和系統(tǒng)容錯(cuò)性 。 UG CAD模塊的一個(gè)最大特點(diǎn)就是混合建模，在一個(gè)模型中允許存在無相關(guān)性的特征。如在建模過程中，可以通過移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系創(chuàng)建特征構(gòu)造的基點(diǎn)。這些特征似乎和先前創(chuàng)建的特征沒有位置的相關(guān)性 。 UG還具有豐富的曲面建模工具。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標(biāo)準(zhǔn)二次曲 線方法放樣、等半徑和變半徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動(dòng)態(tài)拉動(dòng)調(diào)整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點(diǎn)云生成、曲面編輯。 UG 在造型畫圖上的優(yōu)勢在于它只在一個(gè)視圖上工作（對點(diǎn)、線等造型），其它視圖上會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的投影幾何形狀。 它的界面簡潔直觀、操作方便、具有良好的人機(jī)交互性、可擴(kuò)充性和移植性，適合產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的使用可以明顯減少用戶設(shè)計(jì)過程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，并為技術(shù)人員進(jìn)行精確快速的設(shè)計(jì)提供了有力的保障，大大提高了模塊的設(shè)計(jì)效率。 2.3 手機(jī)充電器插頭造 型 UG CAD 建模過程 1.打開 UG軟件 ，開始 程序 Unigraphics NX2.0 Unigraphics NX 2.新建一個(gè)文件，命名為 chatou,單位為 Millimeters（公制）。 3.在 UG 主環(huán)境中點(diǎn)擊進(jìn)入 （ Model）模塊，或點(diǎn)擊菜單欄 ApplicationModeling. 4.在 UG界面上點(diǎn)擊 （ Block）圖標(biāo) ,在彈出的 Block對話框中輸入 Length（ XC）=120， Width（ YC） =120， Height（ ZC） =20，單擊確定建立 一個(gè) 120x120x20 的長方體。 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 5 頁 共 25 頁 5.在 UG 界面上點(diǎn)擊 （ Sketch）圖標(biāo)，進(jìn)入草繪環(huán)境。選擇草繪平面為 XC-YC平面。 6. 選擇 （ Spline）圖標(biāo)在草圖上繪制上底面長為 50，下底面長為 46，高為62的等腰梯形。如圖 2.1所示。 圖 2.1 草繪建立 7.在菜單欄 上點(diǎn)擊插入在下拉菜單中選擇橢圓，在界面上出現(xiàn)點(diǎn)構(gòu)建對話框，如圖 2.2所示。改變基點(diǎn)，按確定，將坐標(biāo)系移至新位置。在彈出式對話框中選擇橢圓的長短半徑，繪出橢圓，如圖 2.3所示。 圖 2.2 移動(dòng)坐標(biāo)系 圖 2.3 創(chuàng)建橢圓 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁 共 25 頁 圖 2.4 建立橢圓 8.選擇 使橢圓與直線 A、直線 B 相切，選擇 裁剪掉橢圓的下半部分和梯形的上底面。裁剪完成的充電器外輪廓如圖 2.5 所示。 圖 2.5 充電器輪廓 9.選擇 彈出一個(gè)對話框，如 圖 2.6 所示。選中充電器的外輪廓，按確定鍵，在彈出的對話框中點(diǎn)擊方向和距離按鈕，如圖 2.7 所示。圖區(qū)中出現(xiàn) ZC 向箭頭，選擇 ；隨后 出現(xiàn)的拉伸體參數(shù)對話框，在開始距離欄內(nèi)輸入 25，終止距離欄內(nèi)輸入45，其余參數(shù)為零，單擊確定按鈕，如圖 2.8所示。在布爾操作的對話框中單擊并按鈕，如圖 2.9 所示。與先創(chuàng)建的正方體形成一個(gè)實(shí)體， 在 UG 界面上點(diǎn)擊 著色，結(jié)果如圖 2.10所示。 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 7 頁 共 25 頁 圖 2.6 拉伸面 圖 2.7 拉伸方向和距離 圖 2.8 拉伸參數(shù) 圖 2.9 選擇“并” 布爾操作 圖 2.10 實(shí)體拉伸 10.在草圖中繪制長為 5.5，寬為 2,中間相距 14的兩個(gè)對稱的矩形，至此手機(jī)充電器插頭的輪廓圖已完成。如圖 2.11所示。 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 8 頁 共 25 頁 圖 2.11 建立插頭 11.選擇 步驟如上所述，在拉伸體對話框中的開始欄內(nèi)輸入 45，終止欄內(nèi)輸入57，其余參數(shù)為零，單擊確定按鈕，如圖 2.12 所示，在布爾操作對話框中點(diǎn)擊并按鈕，在 UG界面上點(diǎn)擊 著色 ， 結(jié)果如圖 2.13所示。 圖 2.12 拉伸參數(shù) 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁 共 25 頁 圖 2.13 拉伸插頭 12 考慮到在加工時(shí)平面與側(cè)壁之間因?yàn)榈毒咄庑螘?huì)形成圓角，所以現(xiàn)在將兩接觸面之間倒圓角，將兩接觸面之間倒半徑為 4 的圓角。在 UG 界面上點(diǎn)擊 圖標(biāo)，在出現(xiàn)的對話框中修改圓角半徑為 4，再用鼠標(biāo)選擇上表面與側(cè)壁的相交線，點(diǎn)擊確定后即可生成圓角。插頭的兩接觸面之間倒半徑為 2的圓角，步驟與上述倒圓角相同。 13.此時(shí)整個(gè) CAD建模過程已經(jīng)完成 ,最后的模型如圖 2.14所示 . 圖 2.14 倒角后的實(shí)體 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁 共 25 頁 3 手機(jī)充電器插頭造型 UG CAM 制造過程 3.1 UG CAM 制造過程的特點(diǎn) UG 的制造模塊可以輸入制造信息 ,諸如刀具直徑、切削用量、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度等 ,自動(dòng)生成刀具位置源文 (CLSF)它具有 2. 5 5 軸的數(shù)控加工能力 , 可以直接加工實(shí)體造型模塊生成的任何實(shí)體模型。能自動(dòng)檢測碰刀 , 避免過切 , 可進(jìn)行加工過程的動(dòng)態(tài)仿真及加工路徑模擬校核 ,能給出加工方向 ,并考慮生成最佳走刀軌跡。加工曲面表面光順 ,只要給定刀痕高度 ,可自動(dòng)確定刀具走刀路徑和尺寸。同時(shí)還具有通用性極強(qiáng)的后置處理程序 。 CAM 中提供了多種切削方法：往復(fù)型切削（ Zig-Zag）、單向切削（ Zig）、單向帶輪廓（ Zig with Contour）、仿形外輪廓（ Follow Periphery）、仿形零件（ Follow Part）、輪廓銑（ Profile）、標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)（ Standard Drive），這些切削方法里都可以分別決定不同的刀軌樣式，既有較高的切削效率也能維持切削穩(wěn)定和加工質(zhì)量。 3.2 手機(jī)充電器插頭造型 UG CAM 制造過程 下面我們將利用 UG 的 CAM 模塊來生成手機(jī)充電器造型的 CLS 刀軌。具體過程如下： 1.進(jìn)入 CAM制 造模塊 將已完成的模型導(dǎo)入 UG的加工模塊，點(diǎn)擊 Application Manufacturing,彈出加工環(huán)境對話框， 在 cam setup 列表選擇 mill_countour,單擊初始化進(jìn)入 cam-_general加工環(huán)境。 2.建立加工坐標(biāo)系 MCS 在 UG界面上點(diǎn)擊 （幾何視圖）圖標(biāo) 打開操作導(dǎo)航器 雙擊 MCS_MILL，在彈出的對話框中選擇 利用彈出的點(diǎn)構(gòu)造器選取毛坯的中心，改變加工坐標(biāo)系的位置到毛坯上表面的中心。建立的加工坐標(biāo)系如圖 3.1所示。 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁 共 25 頁 圖 3.1 建立實(shí)體加工坐標(biāo)系 3.建立幾何體 在操作導(dǎo)航器中雙擊 WORKPIECE，選擇工件 為整個(gè)模型，再選擇毛坯 (Block)為 AutoBlock，即為最初建立的長方體。 4.建立刀具 點(diǎn)擊 （ CreateTooL）后出現(xiàn)新建刀具模板對話框，選擇刀具類型為平底銑刀，輸入刀具名稱為 D12，如圖 3.2。點(diǎn)擊確定按鈕后出現(xiàn)定義刀具參數(shù)對話框，需設(shè)定的刀具參數(shù)如圖 3.3。輸完后按確定按鈕，在導(dǎo)航窗口中即可顯示此新增的刀具，按照前步驟再選擇第二把刀，輸入刀具名稱為 D2R1,點(diǎn)擊確定按鈕后，在定義刀具參數(shù)對話框中設(shè)定刀具參數(shù)：直徑 =2，下半徑 =1，輸完后按確定按鈕。第三把刀直徑 =6，下半徑 =3。第四把刀直徑 =16，按確定鍵，在操作導(dǎo)航器中顯示機(jī)床刀具視圖，如圖3.4所示。 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁 共 25 頁 圖 3.2 創(chuàng)建 12mm 刀具 圖 3.3 12mm刀參數(shù) 圖 3.4 機(jī)床刀具參數(shù) 5.建立粗加工 點(diǎn)擊 （ Create Operation）后即可建立加工。在彈出的對話框中選擇（ CAVITY_MILL） 在下面選擇程序?yàn)?NC_PROGRAM，使用的幾何體為 WORKPIECE， Use Tool（使用的刀具）為 D12， UseMethod（使用的方式）為 MILL_ROUGH（粗銑） 確定，如圖 3.5所示。在隨后出現(xiàn)的對話框中選擇零件 為整個(gè)模型，具體設(shè)置如圖 3.6。按切削按鈕彈出的切削參數(shù)對話框中切削順序?yàn)樯疃葍?yōu)先，切削方向?yàn)轫樸娗邢?，切削參?shù)余量如圖 3.7 所示。跳出對話框后單擊進(jìn)給率，出現(xiàn)速度和進(jìn)給對話框，具體如圖 3.8、 3.9 所示。至此，粗加工刀軌已經(jīng)建立好。點(diǎn)擊 （ Generate）圖標(biāo)可觀察刀軌如圖 3.10 所示。 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁 共 25 頁 圖 3.5 粗加工界面 圖 3.6 粗加工走刀參數(shù) 圖 3.7 切削參數(shù) 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁 共 25 頁 圖 3.8 速度參數(shù) 圖 3.9 進(jìn)給參數(shù) 圖 3.10 粗加工刀軌 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁 共 25 頁 6.建立精加工 （ 1）銑削充 電器 左插頭上表面的倒圓角 在此模型下，精加工步驟與 粗加工類似。選擇的加工方法是 （ COUTOUR_AREA）固定軸區(qū)域銑，選擇的刀具是直徑為 2 的球頭銑刀，使用的方式是 MILL_FINISH（精銑），精銑加工區(qū)域?yàn)榈箞A角面，參數(shù)設(shè)置如圖 3.11。在隨后出現(xiàn)的對話框中設(shè)置如圖 3.12，然后選擇工件左插頭上表面。單擊進(jìn)給率按鈕出現(xiàn)進(jìn)給和速度對話框，設(shè)置主軸速度為 9677,其余參數(shù)設(shè)置采用默認(rèn)值。設(shè)置完畢后點(diǎn)擊 （ Generate）圖標(biāo) 即可生成刀軌。 圖 3.11 精加工界面 圖 3.12 精加工參數(shù) （ 2）銑削充電器右插頭上表面的倒圓角 選擇的加工方法、選擇的刀具、使用的方式等都與上述相同，設(shè)置完畢后點(diǎn)擊（ Generate）圖標(biāo)可生成刀軌。 （ 3）銑削充電器上表面 選擇的加工方法是 ，選擇的刀具是直徑為 12 的平底銑刀，使用的方式是2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 16 頁 共 25 頁 MILL_FINISH（精銑），精銑加工區(qū)域?yàn)槌潆娖鞯纳媳砻?，其它參?shù)設(shè)置與上述相同，在隨后出現(xiàn)的對話框中點(diǎn)擊 ， 點(diǎn)擊選擇按鈕，選擇充電器的上表面和插頭的四個(gè)面 。單擊進(jìn)給率按鈕出現(xiàn)進(jìn)給和速度對話框，設(shè)置主軸速度為 1613，其余參數(shù)采取默認(rèn)，設(shè)置完畢后點(diǎn)擊 （ Generate）圖標(biāo)可生成刀軌。 （ 4）銑削充電器上表面四周的倒圓角 選擇的加工方法是 ，選擇的刀具是直徑為 6 的球頭銑刀，使用的方式是MILL_FINISH（精銑），精銑加工區(qū)域?yàn)槌潆娖魃媳砻嫠闹艿牡箞A角，在隨后出現(xiàn)的對話框中點(diǎn)擊 ， 點(diǎn)擊選擇按鈕，選擇充電器的上表面和插頭的四個(gè)面 。再點(diǎn) 擊 設(shè)置殘余波峰高度 為 0.005，點(diǎn)擊確定按鈕，然后單擊進(jìn)給率按鈕出現(xiàn)進(jìn)給和速度對話框，設(shè)置主軸速度為 3226，其余參數(shù)采取默認(rèn)值，設(shè)置完畢后點(diǎn)擊 （ Generate）圖標(biāo)可生成刀軌。 （ 5）銑削充電器四周側(cè)壁和底座上表面 選擇的加工方法是 ， 選 擇的刀具是直徑為 16 的平底銑刀，使用的方式是MILL_FINISH（精銑），精銑加工區(qū)域?yàn)槌潆娖魉闹軅?cè)壁和底座上表面，在隨后出現(xiàn)的對話框中點(diǎn)擊 ， 點(diǎn)擊 選擇按鈕 ， 選擇充電器的 四周側(cè)壁和底座上表面，點(diǎn)擊確定按鈕，然后單擊進(jìn)給率按鈕出現(xiàn)進(jìn)給和速度對話框，設(shè)置主軸速度為 3226，設(shè)置完畢后點(diǎn)擊 （ Generate）圖標(biāo)可生成刀軌。 7.加工過程設(shè)置完成，進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，仿真結(jié)果如圖 3.13所示。 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁 共 25 頁 圖 3.13 實(shí)體動(dòng)態(tài)仿真 8.針對并聯(lián)機(jī)床的編程特點(diǎn)，需要生成 CLS文件 在 UG界面上點(diǎn)擊 （程序視圖）圖標(biāo)，打開操作導(dǎo)航器后選 擇以上建立的加工，點(diǎn)擊 （輸出 CLSF），即可生成 CLS文件。（篇幅有限，只取部分） TOOL PATH/CAVITY_MILL,TOOL,D12 TLDATA/MILL,12.0000,0.0000,75.0000,0.0000,0.0000 MSYS/0.0000,0.0000,-12.0000,1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,-1.0000000,0.0000000 $ centerline data PAINT/PATH PAINT/SPEED,10 LOAD/TOOL,1 SPINDL/RPM,1600,CLW PAINT/COLOR,186 RAPID GOTO/-55.6420,-69.0425,5.0000,0.0000000,0.0000000,1.0000000 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 18 頁 共 25 頁 4 VERICUT 仿真過程 4.1 VERICUT 簡介 美國 CGTech的產(chǎn)品 VERICUT，它可用來在編程階段校驗(yàn)加工程序的準(zhǔn)確性，能夠讓編程人員對這個(gè) NC加工環(huán)境進(jìn)行仿真。 可以對大模型進(jìn)行精確地比較，速度更快；而且可以采用新的 Compare By Region功能 ,可只對局部進(jìn)行比較，速度顯著提高！VERICUT5.4還增強(qiáng)了切削狀態(tài)分析功能，利用圖象顯示進(jìn)給速度、每齒進(jìn)給、每轉(zhuǎn)進(jìn)給、主軸轉(zhuǎn)速、線速度、體積切削率、切屑厚度及切深切寬等參數(shù)變化，可以更方便地分析優(yōu)化前后切削狀況。 X-Caliper新增功能可以測量切削模擬后 毛坯 與設(shè)計(jì)模型之間的距離，先利用 cross-section對整個(gè)模型進(jìn)行切面，再在切面上分析他們的間距。VERICUT作為一個(gè)高端的校驗(yàn)、仿真、優(yōu)化軟件，能夠 很好地支持各種數(shù)控系統(tǒng)的 G代碼文件，應(yīng)用 VERICUT，可對包括工裝夾具在內(nèi)的整個(gè)機(jī)床建模，它 易修改的控制程序庫使得 NC程序在仿真環(huán)境中的運(yùn)行 完全模擬了在機(jī)床上的運(yùn)行?？煞抡鏀?shù)控車床、銑床、加工中心、線切割機(jī)床和多軸機(jī)床等多種加工設(shè)備的數(shù)控加工過程。能進(jìn)行 NC程序優(yōu)化、縮短加工時(shí)間，可檢查過切、欠切，防止機(jī)床碰撞、超行程等錯(cuò)誤。具有真實(shí)的三維實(shí)體顯示效果，切削模型可測量尺寸，并能保存模型供檢驗(yàn)、后續(xù)工序切削加工。 VERICUT的三維仿真分析功能完全與車間實(shí)際加工一樣 ,對于保證 NC 程序精確性、降低勞動(dòng)強(qiáng)度及 提高生產(chǎn)效率具有現(xiàn)實(shí)意義。 VERICUT是全世界 NC驗(yàn)證軟件 的領(lǐng)導(dǎo)者。它作為一個(gè)高端的校驗(yàn)、仿真、優(yōu)化軟件，能夠很好地支持各種數(shù)控系統(tǒng)的 G代碼文件，使用 VERICUT可在產(chǎn)品實(shí)際加工之前、模擬 NC加工過程，以檢測刀具路徑中可能存在的錯(cuò)誤，并可用于 驗(yàn)證 G代碼和 CAM軟件 輸出結(jié)果， VERICUT可在 UNIX、Windows NT/95/98/2000系統(tǒng)下進(jìn)行。本系統(tǒng)有三大主要功能：常規(guī)工作模擬 /驗(yàn)證與分析、刀具路徑最佳化 /工具機(jī)與控制器系統(tǒng)模擬。 VERICUT作為制造業(yè)的軟件解決方案 ,為數(shù)控加工提供了虛擬仿真 平臺(tái) ,對于提升數(shù)控加工水平具有重要作用。在VERICUT平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)控加工工藝研究 并把研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中 ,極大地提高了對高精度復(fù)雜零件的加工能力和效率 ,隨著研究的深入 該虛擬制造技術(shù)將應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。 VERICUT作為一個(gè)高端的校驗(yàn)、仿真、優(yōu)化軟件，能夠很好地支持各種數(shù)控系統(tǒng)的 G代碼文件。 4.2 手機(jī)充電器插頭造型仿真過程 1.進(jìn)入系統(tǒng) 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 19 頁 共 25 頁 打開“開始”菜單。在“程序 /CGTech VERICUT5.4”中選擇“ VERICUT5.4”點(diǎn)擊，啟動(dòng)軟件。 2.新建項(xiàng)目 點(diǎn)擊菜單“ File”中選擇“ New Session”就新建了一個(gè)新項(xiàng)目。 3.設(shè)置單位 點(diǎn)擊菜單“ File”中在選擇“ Properties”點(diǎn)擊，此時(shí)出現(xiàn)單位設(shè)置窗口界面如圖 4.1所示，選擇單位 Millimeter（毫米），機(jī)床選擇（ Mill）銑床，然后點(diǎn)擊 OK。 圖 3-1 圖 4.1 加工單位和機(jī)床 4.定義毛坯 點(diǎn)擊菜單“ Model”選擇“ Model Definition”點(diǎn)擊，此時(shí)出現(xiàn)定義毛坯窗口界面如圖 4.2所示，選擇有效單元“ Active Component”中的毛坯“ Stock”，毛坯的長是 120mm 寬是 120mm 高是 55mm，然后點(diǎn)擊 Add 添加，然后點(diǎn)擊 OK，可以看見所建立的毛坯如圖 4.3所示。如果毛坯模型復(fù)雜，也可以通過三維繪圖軟件來建模，通過轉(zhuǎn)換格式來變換，這樣建立毛坯就方便了。 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁 共 25 頁 圖 4.2 實(shí)體參數(shù) 圖 4.3 實(shí)體圖形 5.定義刀具 點(diǎn)擊菜單 “ Setup”選擇“ Tool Manage”單擊，此時(shí)出現(xiàn)刀具管理窗口界面，單擊右鍵，選擇“ NewTool”中的“ Mill”單擊，右鍵單擊選擇“ Cutter”，出現(xiàn)添加刀具窗口，新建一把 ID 號(hào)是直徑是 12mm 的平底銑刀（這里的 ID 號(hào)一定要是程序里的刀號(hào)），然后點(diǎn)擊 OK，就返回到刀具管理窗口，出現(xiàn)刀具預(yù)覽圖，然后再重復(fù)上述操作分別建立直徑為 2 和 6 的球頭刀，第四把刀是直徑 16 的平底銑刀。刀具定義完成后如圖 4.4所示，隨意點(diǎn)擊一把刀具即可在窗口處顯示出刀具形狀。點(diǎn)擊關(guān)閉將出現(xiàn)窗口提示，點(diǎn)擊“ Yes”后就出現(xiàn)保存的 界面，選擇保存路徑和輸入保存名稱。然后點(diǎn)擊保存“ Save”，關(guān)閉保存窗口將出現(xiàn)窗口提示，點(diǎn)擊“ Yes”后即可完成刀具的定義。 圖 4.4 刀具定義 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁 共 25 頁 6.定義編程原點(diǎn) 點(diǎn)擊菜單“ Setup”選擇“ Crood.system”在其下再選擇“ Define”單擊，此時(shí)出現(xiàn)定義編程原點(diǎn)窗口界面， 選擇 “ Croodinate System Name”中的“ Opientation 1”，再點(diǎn)擊“ Location”中的“ Position”的文本框，文本框邊圍就會(huì)有黃色的方框，然后選擇編程原點(diǎn)上面中心，點(diǎn)擊“ OK”完成編程原點(diǎn)的定義。 7.調(diào)用 CLS文件 點(diǎn)擊菜單“ Setup”選擇“ Toolpath”中的“ Open”，選擇“ Toolpath Type”為“ UG CLS”，點(diǎn)擊“ Add”來添加加工程序，即在 UG 上生成的 CLS 代碼，還要選上程序原點(diǎn)，即剛才建好的原點(diǎn)（ Opientation 1），具體操作如圖 4.5 所示。 圖 4.5 添加文件 進(jìn)行仿真 8.仿真過程和結(jié)果 點(diǎn)擊界面右下角的播放按鈕，即可開始仿真。這里就完成手機(jī)充電器造型的仿真，其過程和結(jié)果如圖 4.6和 4.7所示。 圖 4.6 仿真過程 圖 4.7 仿真結(jié)果 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 22 頁 共 25 頁 所用時(shí)間是 169.8178 分鐘，是全部程序的純切削加工時(shí)間，如圖 4.8所示 圖 4.8 仿真時(shí)間 2004 級(jí) 本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁 共 25 頁 結(jié) 論 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)是一種綜合性的產(chǎn)品和集成化的軟件系統(tǒng)，它在很大程度上幫助我們解決一些復(fù)雜的、帶有各種曲面的零件的制造。這種軟件系統(tǒng)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫為核心將產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、測 試和數(shù)控編程等多種功能集于一體，使設(shè)計(jì)信息在系統(tǒng)之間快速、雙向道 流動(dòng)。本文主要說明了用三維繪圖軟件 UG 來進(jìn)行手機(jī)充電器插頭造型的建模，并利用 UG 軟件的 CAM 模塊進(jìn)行建立加工操作的過程及設(shè)計(jì)