机械仪表基于UG的检具CAM的毕业论文

毕业设计论文毕业设计（论文）题 目 基于UG的D530商用车顶盖检具CAM学生姓名： 系 别： 材 料 工 程 系 专 业： 材料成型与控制工程 学 号： 班 级： 指导教师： 摘 要本论文介绍了检具的功能，简述了检具技术的发展状况。结合东风汽车公司检具制造的工程实际，分析了汽车顶盖检具的制造工艺方案，拟定了其数控加工工艺，确定了合理的CAM制造策略（刀具及相关工艺参数选用），利用UG完成了检具本体数控加工程序的编制,并进行了切削仿真。关键词：汽车顶盖检具 ；数控加工方案 ；加工工艺策划；UG CAM；程序清单-第2 页共40页-湖北汽车工业学院毕业设计论文ABSTRACTThe function of the inspection tool was introduced and the development trend of the inspection tool technology was briefly described in this paper. combined the engineering practical environment of the Dongfeng Automobile CO.LTD ,the Manufacture process plan of the automobile，s ceiling inspection tool was analysised, the numerical control processing plan was drawed up, the CAM manufacture strategy was determined reasonably(the selection of cutting tool and related process parameter),the numerical control processing programs of the inspection tool，s body was completed with the help of UG, and the line cutting NC programs of the model was established ,all of the programs was simulated in practice .Keywords：Inspection tool of Automobile，s ceiling ；arts and crafts of CNC Machining ；design of Machining processes；UG CAM；procedures list目 录第1章 课题概述 1.1课题背景及意义61.2检具技术的国内外现状及发展71.3课题的主要工作内容7第2章 汽车顶盖检具功能结构分析及加工方案设计2.1汽车顶盖检具功能分析8.2.2汽车顶盖检具结构分析8.2.3汽车顶盖检具操作说明92.4汽车顶盖检具加工方案设计2.4.1毛坯准备102.4.2基准选择102.4.3加工方案设计11 2.5检具本体加工工艺卡13第3章 汽车顶盖检具本体数控加工工艺策划3.1数控加工工艺分析3.1.1工艺补充14.3.1.2工序划分143.1.3刀具选择153.1.4加工范围设定163.1.5工艺方法设置173.1.6走刀方式选择183.1.7机床选择183.2工艺参数设定3.2.1粗加工183.2.2半精加工193.2.3精加工19 3.3加工工艺策划书20第4章 汽车顶盖检具本体数控加工程序的编制4.1.数学模型的建立214.2编程坐标系建立224.3加工模板建立4.3.1刀库建立224.3.2加工方法建立224.3.3加工几何体建立224.4 刀路铺设244.5后置处理274.6程序仿真和检验274.7程序清单4.7.1型面数控加工程序清单274.7.2检具内轮廓铣削数控加工程序清单29第5章 毕业设计总结与展望30致谢31参考文献32附录34附录一34附录二34第1章 课题概述1.1 课题背景及意义本课题汽车顶盖检具CAM来源于东风汽车模具有限公司（25厂）。汽车覆盖件的制造质量对于整车质量，尤其是轿车和各类客车的焊装生产及整车外观造型影响很大，所以利用检具对其质量的检测成为汽车生产厂必不可少的工作。 图1.1 汽车顶盖检具 CAM技术的出现，大大缩短了产品的生产周期，也提高了产品的加工精度。数控编程作为数控加工的关键技术之一，其程序的编制效率和质量在很大程度上决定了产品的加工精度和生产效率。尤其是随着数控加工不断朝高速、精密方向的发展，提高数控程序的编制质量和效率对于提高制造企业的竞争力有着重要的意义。【2】1.2 检具技术的国内外现状及发展 国内对于重要的小型冲压件一般都采用专用的检具作为主要的检测手段，以控制工序间的产品质量。目前使用较多的还有一种装配式主模型的检具。这种普遍使用的传统检具一般只针对一项参数检验，多为手工操作，工作效率不高。随着机械制造技术的快速发展，传统的检具及检测用夹具已显现出诸多的不足，不具备监控生产线上运行情况的能力。所以在车身等大型焊接件的检测及测量应用中，传统检具将渐渐失去主导地位，未来的检具是朝着高精度的三坐标测量机及支架检具方向发展。美国、德国、日本等汽车工业高度自动化的国家均已开始采用在线检测设备，高效快速地反应产品质量问题。我国上海大众汽车制造有限公司于2001年引进了两套在线检测的设备，但由于技术和管理原因一直未能有效的使用，而且由于在线检测设备的成本和技术要求很高，在我国很难普遍地应用于小型车身冲压件的检测。近年来随着轿车和客车工业的迅速发展，车身覆盖件检具在国内汽车行业的应用已相当广泛，国家经贸委已将检具的生产能力列在车辆企业生产条件考核程序中，因此设计和制造出操作方便、检测精度高的专用检具，成为许多汽车生产厂家急待解决的问题。【3】1.3 课题的主要工作内容本设计结合东风汽车公司检具制造的工程实际，主要完成以下工作：1、规划D530商用车顶盖检具的制造方案，拟定其数控加工工艺，确定合理的制造策略（刀具及相关工艺参数选用）；2、利用UG完成D530商用车顶盖检具本体的数控加工程序的编制，并进行切削仿真检验；3、编制线切割程序完成样板的数控加工，并进行切削仿真检验。第2章 检具功能及结构分析2.1 汽车顶盖检具功能分析本检具用于检测顶盖零件，检测项目有型面、轮廓、孔位。检测内容包括顶盖尺寸精度、轮廓度、位置度等，在生产实践中，具有准确高效的检测功能，对于提高冲压组合件的焊装质量，提高汽车顶盖质量以及提高顶盖冲压模具制造质量和缩短模具的制造周期都起到了非常大的作用。2.2 汽车顶盖检具结构分析检具本体的主要结构如图2.1所示 图2.1汽车顶盖检具总成图 检具各零件的主要作用如下： A1A16 夹紧器：夹紧待检产品。B 主定位销：将产品定位在检具上。C 次定位销（防转销）：将产品在检具上定位，防止产品在检具上转动。 销套：插销。划线销：检测孔是否合格。 c-h中心销：检测c-h孔是否合格。 c-h中心销套：插销。样板刀：检测零件的断面形状是否合格。检具本体：检测零件型面、轮廓是否合格。零位面：待检产品的放置平面。螺钉：将零位面紧固在检具本体上。 底板：安装检具本体。支架：安装底板和万向角轮及其它装置。基准块：精加工及测量基准。2.3 汽车顶盖检具的操作说明 一用途本检具用于检测顶盖零件，检测项目有型面、轮廓、孔位。 二使用方法 1. 使用前应检查检具各部位是否齐全，有无损坏。2. 检查顶盖 打开所有夹紧器及可移动或可转动部件，使零件放置在检具上时无障碍、无干涉物。 将零件用擦布擦拭干净，按上下方向放置在检具上，要和基面贴合良好。 依次插入主定位销（B)和次定位销(C)，检查零件定位的稳定情况。 依次夹紧A1-A16 目视检查各划线孔和各处型面、轮廓。 用卡尺（精度0.02）或其他工具检查轮廓线。 用塞规或塞尺（精度0.05）检查型面轮廓度。 用检测销（D)检测各孔。 用样板刀（T）检测各处段面形状。 检测完毕后，转开样板刀，拔出主次定位销、检测销,将零件从检具上取下。 使用后，应将主次定位销、检测销放入销规存放座内，将检具上的油污清理干净，合上各样板刀，并用塑料布将检具罩好。三维护和保养1检具的维护 在运输过程中，要非常小心，轻拿轻放；严禁碰撞。使用叉车运输时应注意使检具在叉车上平稳、平衡。 在使用过程中，严禁用金属器件敲打检具；检具上严禁站人。 每次检测零件时都应将零件擦拭干净，严禁带油污的零件放置在检具上检测。 在保存时，严禁检具与检具直接重叠堆放。 2检具的保养 定期对检具的转动部分添加机油，保证检具转动灵活，不会锈蚀。 定期对检具的基准面涂防锈油。 定位销、检测销每次使用后都应放入存放座内。 检具长期不用时，应将各转动部位封油，罩塑料布，放置在恒温干燥的地方保存。2.4汽车顶盖检具加工方案设计241毛坯准备检具本体的制造一般选用硬的可加工塑料，环氧树脂或铸铝等。可加工塑料又分为块状和糊状，块状可加工塑料一般选用威狮460、汽巴图BM5166或汽巴图BM5112。糊状可加工塑料一般选用LY-15，这几种材料强度，硬度，抗变形等均能达到检具使用要求。且塑料质地较软，很容易去除多余的材料部分。根据这一特性，汽车顶盖检具本体的毛坯选用方形的可加工塑料威狮460，毛坯的尺寸应比本体的实际尺寸大10mm左右， 242基准选择1)粗基准的选择选择粗基准主要考虑如何保证各加工表面都有足够的余量，保证不加工表面与加工表面的位置尺寸要求，同时为后续工序提供精基准。一般应注意以下几个问题：（1）为了保证加工表面与不加工表面的位置尺寸要求，应选择不加工表面作粗基准。（2）若要保证某加工表面切除的余量厚度均匀，应选择表面作粗基准。（3）为保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的表面作粗基准。（4）一般情况下粗基准不重复使用。按照上述原则首先将支架和底板焊接在一起，然后以底板平面作为后续加工的粗基准。2)精基准的选择选择精基准，主要应考虑如何减少定位误差，保证加工精度，使工件装夹方便，可靠，夹具结构简单。因此，选择精基准一般应遵守以下原则：（1）“基准统一”原则；（2）“基准重合”原则；（3）“互为基准”原则；（4）“自为基准”原则；按照上述原则以底板平面为粗基准，再精铣粘结其上的基准块平面并在平面上钻孔，将基准块平面作为检具本体加工的三销精基准。243加工方案设计由以上确定的粗基准，再根据对检具本体加工工艺的分析，确定了如下两种加工工艺方案：方案一：以底板平面为粗基准，再精铣粘结其上的基准块平面并在平面上钻孔，将基准块平面作为检具本体加工的三销精基准，接着在底板上每隔100mm划上坐标线，钻起吊环中心及螺纹孔，并装上起吊环。随后按照底板上的坐标线安装好本体毛坯，随后找正加工坐标系：以基准块1和2孔连线的中心线作为x轴，以基准块2和3孔连线的中心线作为y轴，通过x轴和y轴的交点并垂直于xy平面为z轴，向上方向为正向。再以三销基准为加工基准，先加工检具本体轮廓、Z向上型面，接着再加工四个侧面，最后镗销套孔、零位面中心孔。方案二：先在底板上每隔100mm划上坐标线，钻起吊环中心及螺纹孔，并装上起吊环。接着按照底板上的坐标线安装好本体毛坯，随后找正加工坐标系：以基准块1和2孔连线的中心线作为x轴，以基准块2和3孔连线的中心线作为y轴，通过x轴和y轴的交点并垂直于xy平面为z轴，向上方向为正向。再以底板平面为粗基准，粗铣轮廓、Z向上型面、四个侧面尺寸到位，并精铣基准块平面及钻孔，再以基准块平面作为检具本体加工的精基准，精铣轮廓、Z向上型面，侧面并进行清根及光整加工，最后镗销套孔、零位面中心孔。分析：两种方案都是以底板面作为后续加工的粗基准。方案一在检具本体各铣削区域的加工过程中，一直都是以基准块作为加工的基准，这遵循了原则选择中的“基准统一原则”，加工精度较高，尺寸误差小。方案二中各铣削区域的粗加工是以底板面作为加工的基准，而精加工、清根及光整加工时又采用了基准块作为加工基准，虽然精加工阶段采用的是同样的基准，但中间有更换，不遵循“基准统一原则”，这样加工精度不高，尺寸误差较大。基准块1结论：综合考虑各项因素，确定方案一为最佳方案。底板起吊环基准块3基准块2 图2.2 加工方案的确定2.5检具本体加工工艺卡件号2名称检具本体材料威狮460件数1序号施工简要说明机床型号工时1在底板上精铣基准块平面TF232.002钻孔Z30251.003在底板上划坐标线1.004钻起吊环中心及螺纹孔Z30253.005装上起吊环6安装可加工塑料7数控型面、轮廓TF238钻孔、攻丝、倒角Z30256.009打印标识，贴铭牌3.00第3章 汽车顶盖检具本体数控加工工艺策划3.1数控加工工艺分析在制造检具前，需进行前期准备工作，即根据检具结构设计图样和技术要求，合理确定检具零件的加工方案、加工工艺和加工机床；合理确定检具制造工艺顺序和流程，并以规定的格式形成工艺文件。其目的为：使之能够指导制造工艺的全过程有序实施；使之能够提高检具制造精度、质量以及降低检具的制造周期与制造费用。311工艺补充因检具表面质量要求较高，为避免型面铣削过程中刀具折回的地方出现熔接痕，在进行数控编程之前，特作出型面工艺补充延伸面，以此来提高检具表面的质量。型面工艺补充延伸面图3.1检具本体型面工艺补充延伸面示意图312工序划分根据数控加工的特点，数控加工工序的划分有以下几种方式：1） 按用刀具划分工序 有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面，但为了减少换刀次数，压缩空程时间，可按刀具集中工序的方法加工工件，在一次安装中尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其他部位。即以同一把刀具加工的内容划分工序。在专用数控机床和加工中心上常用这种方法。2） 按粗、精加工划分工序 考虑工件的加工精度要求、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗加工后精加工。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工。一般来说，在一次安装中不允许将工件的某一表面粗、精加工不分的加工至精度要求后，再加工工件其他表面。3） 按加工部位划分工序 有些零件加工内容很多，构成零件轮廓的表面结构差异较大，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。我在检具本体的数控编程时就是使用这种方法划分加工工序的。按照加工部位划分工序:检具本体内外轮廓数控加工工序划分为：轮廓粗轮廓半精轮廓精轮廓精轮廓精轮廓精；检具本体立体型面数控加工工序划分为：清根型面粗型面精清根清清根情根情根；总之，划分工序时，根据零件的结构与工艺性，机床的性能，零件数控加工内容的多少，安装次数以及生产组织状况，特别是编程软件的特点等实际情况来确定。313刀具选择选择刀具应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确地选用刀具及刀柄。刀具选用总体的原则是：适用、安全、经济。选用数控加工刀具时要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。刀具直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸，还要考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可用镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工常采用球头铣刀，环行铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。平面铣削应选用不重磨硬质合金立铣刀或端铣刀，或用可转位面铣刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀选好每次走刀的宽度和铣刀的直径，使接痕不影响精铣精度。加工曲面和变斜角轮廓外形时，由于球头刀具的球面端部切削速度为零，而且在走刀时，每两行刀位之间，加工表面不可能重叠，总存在没有被加工去除的部分，每两行刀位之间的距离越大，没有被加工去除的部分越多，其高度就越大，加工出来的表面与理论表面的误差就越大，表面质量也就越差。铣削盘类零件的周边轮廓一般采用立铣刀。所用的立铣刀的刀具半径一定要小于零件内轮廓的最小曲率半径，零件加工高度最好不要超过刀具的半径。若是毛坯面时，最好选用硬质合金波纹立铣刀，它在机床、刀具、工件系统允许的情况下可进行强力切削。 由以上可知粗加工时一般是选择的高速钢，精加工时选择的是硬质合金的材料。具体的每个切削部分的刀具型号如下表：表3.1 检具本体型面加工刀具明细表加工类型刀具刀具直径刀具材料清根球头刀30HSS型面粗球头刀30HSS型面半精球头刀30HSS型面精球头刀20HSS清根球头刀20HSS清根球头刀16HSS清根球头刀10HSS清根球头刀6HSS表3.2 检具本体轮廓加工刀具明细表加工类型刀具刀具直径刀具材料轮廓粗平底刀30HSS轮廓半精平底刀30HSS轮廓精平底刀20HSS轮廓精平底刀16HSS轮廓精平底刀10HSS轮廓精平底刀6HSS314加工范围设定为为了避免不必要的走刀路径，需要在检具本体上做出修剪边界以进一步约束切削区域。修剪边界始终闭合，刀具与边界的相对位置关系设置为“接触”，这样可以避免接刀痕，从而保证型面的质量。型面加工创建的边界如图4.16所示：图3.2检具本体型面加工修剪边界315工艺方法设置1）切削深度t切削深度又称为背吃刀量，在机床，工件和刀具刚度允许的情况下，t等于加工余量，这是提高生生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定底余量进行精加工。2）切削宽度L 又称为步距， 一般切削宽度L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。在粗加工中，步距取得大些有利于提高加工效率。使用平底刀进行切削时，一般L的取值范围为：L=（0.60.9）d，而使用球头刀进行加工时，步距的确定应首先考虑所能到达的精度和表面粗糙度。3）切削线速度VcVc也称为单齿切削量单位是m/min。提高Vc值也是提高生产率的一个有效措施，但与刀具耐用度的关系比较密切。随着Vc的增大，刀具耐用度急剧下降，故Vc的选择主要取决于刀具耐用度另外，切削线速度Vc还要根据工件的材料硬度来做适当的调整。4）主轴转速n 单位为r/min，一般根据切削线速度Vc来选定。计算公式为：n=Vc1000/（Dc） (3.1)式中，Dc为刀具直径（mm）。在使用球头刀时要做一些调整，球头铣刀的计算直径Deff要小于铣刀直径Dc，故其实际转速不应按铣刀直径Dc计算，而应该计算直径Deff计算。Deff=D2c-（Dc-2ap）20.5 (3.2)5）进给速度Vf 指机床工作在作插位时的进给速度，Vf的单位为mm/min。Vf应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择进给速度可以按公式：Vf=nzfz (3.3)进行计算。式中，Vf表示工作台进给量，单位为mm/min。n表示主轴转速，单位为r/min。z表示刀具齿数，单位为齿。Fz表示进给量。单位为mm/齿，fz的值由刀具商提供。316走刀方式选择数控加工工序设计的主要任务是进一步将本工序的加工内容、进给路线、工艺装备、定位夹紧方式等具体确定下来，为编制加工程序作好充分准备。在数控加工中刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进给路线。进给路线不仅包括了加工内容，也反映出加工顺序，是编程的依据之一。确定进给路线原则：1）加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。2）应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效率。3）在满足工件精度、表面粗糙度、生产率等要求的情况下，尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作。4）当某段进给路线重复使用时，为了简化编程，缩短程序长度，应使用子程序。此外，确定加工路线时还要考虑工件的形状与刚度、加工余量大小，机床与刀具的刚度等情况，确定是一次进给还是多次进给来完成加工，以及设计刀具的切入与切出方向在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣等。317机床选择根据实际的要求和工厂的技术设备的限制，机床用了四台，它们的型号分别是：FSP3000ST，Z3025，TF23，FP4000，加工过程中涉及到刀轴的偏转，根据工厂实际，选择机床TF23。3.2工艺参数设定321粗加工1）轮廓加工（检具本体内外轮廓）切削时，刀具在毛坯外部进刀。这样可以提高切削质量，保护好刀具。刀具采用直径为30 mm的平底刀，切削公差0.2 mm。安全平面比毛坯最高面高出50mm。进、退刀平面比实际加工平面相对值为20mm。2)单笔清根加工（检具本体型面）单笔清根加工的刀具直径为30mm球头刀，一般采用顺铣切削的方式，设定部件（工件）公差0.2mm，边界内外公差0.03 mm。3）型面加工（检具本体型面）主要是型面的粗加工，刀具直径为30mm球头刀。步进距离一般为4mm， 工件（部件）公差（tol）tol=0.2mm，边界内外公差为0.03 mm，安全平面（safe plane）距零件最高点50mm，切削范围比图纸尺寸外扩10mm。322半精加工1）轮廓加工（检具本体内外轮廓）轮廓半精加工，刀具直径为30的平底刀，采用顺铣切削，深度优先，切削公差tol0.03mm。2）型面加工（检具本体型面）半精加工的型面加工，刀具直径为30mm球头刀，切削间隙（step）outstep2mm，工件（部件）公差（tol）tol=0.03mm，边界内外公差为0.03mm，安全平面（safe plane）距零件最高点50mm。切削范围比图纸尺寸外扩50mm。323精加工1）轮廓加工（检具本体内外轮廓）（1）第一次轮廓精加工在第一次轮廓精加工中，使用的刀具是直径为20 mm平底刀，加工内外公差（tol）tol=0.01mm。（2）第二次轮廓精加工在第二次轮廓精加工中，用到的刀具是直径为16mm平底刀，加工内外公差（tol）tol=0.01mm。（3）第三次轮廓精加工在第三次轮廓精加工中，用到的刀具是直径为10 mm平底刀，加工公差（tol）tol=0.01mm。（4）第四次轮廓精加工在第四次轮廓精加工中，用到的刀具是直径为6 mm平底刀，加工公差（tol）tol=0.01mm。2）型面加工（检具本体型面）型面加工的刀具直径为20mm球头刀，切削间距0.5 mm。部件（工件）外（内）公差为0.01mm，边界内外公差为0.03mm，一般采用分块式加工的方法。3）清根加工（检具本体型面）（1）第一次单笔清根加工第一次采用刀具直径为20的球头刀，一般采用顺铣切削的方式，部件（工件）外（内）公差为0.01mm，边界内外公差为0.03mm。（2）第二次单笔清根加工刀具直径为16的球头刀，采用顺铣切削，部件（工件）外（内）公差为0.01mm，边界内外公差为0.03mm。（3）第三次单笔清根加工刀具直径为10的球头刀，采用由外向内切削，部件（工件）外（内）公差为0.01mm，边界内外公差为0.03mm。（4）第四次单笔清根加工刀具直径为6的球头刀，采用Zig-Zig，由外向内切削，部件（工件）外（内）公差为0.01mm，边界内外公差为0.03mm。3.3 加工工艺策划书表3.3 检具本体加工工艺策划书模具名称检具本体制件名称顶盖板编程罗利平模具号40y-1690制件号5701011-C1300校对罗利平序号施工简要说明铣削方式内外公差刀具刀具直径余量走刀方式加工机床1检具内轮廓粗加工轮廓铣0.2平底刀301TF232检具内轮廓精加工轮廓铣0.01平底刀200TF233Z向上型面清根单笔清根0.03球头刀301TF234Z向上型面粗铣固定轴曲面轮廓铣0.03球头刀301TF235Z向上型面精铣固定轴曲面轮廓铣0.03球头刀200TF236Z向上型面清根单笔清根0.03球头刀160TF237Z向上型面清根单笔清根0.03球头刀100TF23第4章 汽车顶盖检具本体数控加工程序的编制4.1. 数学模型的建立为了加工出高质量的检具表面，必须建立准确无误的数学模型，为了提高数控编程的效率，型面加工所用的数模是本课题的检具本体及其成品片体，关于数控编程所需的数学模型有以下需要注意的地方：（1）数学模型必须是完整的几何模型，不能有多余的或遗漏的曲面。（2）数学模型不能有多义性，不允许有曲面重叠的现象出现；曲面修剪应彻底、干净、无曲面拓扑、结构无误。（3）数学模型应是光滑的集合模型，在曲面相交处，应按技术要求进行倒角处理，并对曲面多余的部分进行修剪处理，一满足曲面光顺处理要求。（4）必须经过光顺处理，消除曲面内部的微观缺陷。（5）数学模型中的曲面要求等参数线，分布均匀、合理、曲面不能有异常的凸器和凹坑。（6）保留所有边界曲线。（7）产品数学模型上保留法向断面双料厚线，指示数学模型尺寸为产品的那一个表面，同时也要表示出料厚值。（8）产品数学模型保证其存在于汽车原始坐标系中。（9）所有孔位点及孔位在曲面上贴合的形孔曲线存在于产品数学模型上。 图4.1检具本体数控加工的数学模型4.2编程坐标系建立在进行数控加工编程时，其编程坐标系原点设在相对坐标系原点：（1）XM方向与XC方向相同,YM方向与YC方向相同。（2）ZM设在ZC方向。坐标轴的建立：编程坐标系ZM轴方向与机床Z轴方向完全一致，零件尺寸较长方向与X轴方向平行。4.3加工模板建立4.3.1刀库建立在加工检具本体型面和检具本体内外轮廓时，要用到球头刀30，20，16，10，6；平底刀30，20，16，10，6。4.3.2加工方法建立在加工检具本体型面和检具本体内外轮廓时，用到的加工方法为STOCK1（粗加工），STOCK0（精加工）。4.3.3加工几何体建立1)立铣本体型面加工模板(1)选择型面数模作为加工部件，如图4.2所示：图4.2立铣型面加工工件（2）选择型面加工切削区域，如图4.3所示，图中橙黄色的边界线为修剪边界。图4.3立铣型面加工区域2) 检具内轮廓加工模板的建立（1）选择检具本体为加工部件，如图4.4所示：图4.4内轮廓铣削加工工件（2）选择内轮廓铣削加工区域，如图4.5中所示，图中红色的边界线为修剪边界。图4.5内轮廓铣削加工区域模板创立好了后，就在模板下建立操作即可。具体的操作过程，我将它作为视频文件了，读者可以在通过视频文件清晰地了解具体的操作过程。4.4 刀路铺设立铣本体型面加工：1清根操作刀路铺设：图4.62立铣型面刀路铺设：图4.7内轮廓铣削加工刀路铺设：1轮廓粗图4.82轮廓精图4.93轮廓精（二次）图4.104轮廓精（三次）图4.115轮廓精（四次）图4.124.5后置处理1）选择合适的NC后置处理格式，以满足不同机床格式FANUC或FIDIA。2）后置处理中NC文件数据设置为刀尖点（TIP）或球心点（center）。 NC程序自动生成主要包括数据格式转换、工艺文件整理和NC程序生成三个模块。数据格式转换是将生成NC程序所需信息如工艺规程，刀位文件按该子系统的要求转化为标准格式。工艺文件整理是根据刀位文件对工艺文件进行综合处理，生成NC程序所需要的切削路径文件，而NC程序生成模块则是根据切削路径规划和设备环境信息以生成NC程序并提供刀具使用清单。我们在操作时，选中要输出的操作，再点击后处理图标，选择mill-3Axis，即可输出G代码程序。加工的G代码详见附录三。4.6程序仿真和检验 目前包括NC程序编译和编辑、图形处理、干涉检查及图形仿真三个功能模块。今后将由半自动的图形输入系统及自动编程取代前两个功能。NC程序编译和编辑主要针对NC程序进行处理，使之成为计算机能识别的中间代码，不但为用户提供全屏幕编程NC程序的功能，同时能查出NC程序编制错误。图形处理主要对刀、夹具、零件加工环境进行造型，为仿真提供图形工具。干涉检查及图形仿真则能检查出刀具与夹具的碰撞、刀具与工件的干涉以及过切等错误。系统能以动态图形显示出数控加工的全过程。(1)反画数控轨迹，检验NC程序，检验NC程序的可靠性、正确性。(2)测量特征点数值。(3)观察刀位轨迹，利用仿真软件校验NC程序，防止过切、扎刀、碰撞4.7程序清单4.7.1型面数控加工程序清单立铣检具本体型面数控加工程序清单如下表4.1所示：表4.1立铣本体型面数控加工程序清单模具名称检具本体制件名称顶盖板编程罗利平模具号40y-1690制件号5701011-C1300校对罗利平程序名零件名加工类型余量刀具刀具直径圆角切削类型加工机床GM01检具本体清根1球头刀 303015TF23GM02检具本体型面粗1球头刀 303015TF23GM03检具本体型面粗1球头刀 303015TF23GM04检具本体型面精0球头刀202010TF23GM05检具本体清根0球头刀202010TF23GM06检具本体清根0球头刀 16168TF23GM07检具本体清根0球头刀 10105TF23GM08检具本体清根0球头刀 663TF234.7.2检具内轮廓铣削数控加工程序清单检具内轮廓铣削数控加工程序清单如下表4.2所示：表4.2检具内轮廓铣削数控加工程序清单模具名称检具本体制件名称顶盖板编程罗利平模具号40y-1690制件号5701011-C1300校对罗利平程序名零件名加工类型余量刀具刀具直径圆角切削类型加工机床XQ01检具本体轮廓粗1平底刀30300TF23XQ02检具本体轮廓粗1平底刀30300TF23XQ03检具本体轮廓精0平底刀20200TF23XQ04检具本体轮廓精0平底刀16160TF23XQ05检具本体轮廓精0平底刀10100TF23XQ06检具本体轮廓精0平底刀660TF23第5章 毕业设计总结与展望本次毕业设计我做的是基于UG的商用车顶盖检具数控加工，本课题从检具的工艺特点出发，结合检具是用于检验冲压件是否合格的一种特殊工具，简述了检具技术发展的状况, 对检具的结构和功能进行了分析。结合东风汽车模具有限公司检具制造的工程实际，设计了商用车顶盖检具的制造工艺方案并进行比较验证确定了最佳工艺方案。拟定了其数控加工工艺，确定了合理的制造策略（刀具及相关工艺参数选用）。综合运用UG软件的CAD/CAM功能完成了检具本体的数控加工程序的编制，并进行了仿真检验，验证了数控程序。本设计主要完成了z向上型面铣削以及内轮廓铣削数控加工程序的编制，为保证检具表面的高质量要求，对所有的区域铣削面沿轮廓设置了30mm的工艺延伸面，使得刀具的加工位置能延伸到检具本体需加工的区域外。此外，因为侧铣涉及到刀具的偏转，因此为所有的侧铣区域设置了偏转刀轴矢量。样板是薄板件，主要用于检验产品断面形状是否合格。鉴于样板高质量的技术要求并结合工厂现有的生产设备，采用数控电火花线切割加工成型。目前汽车车身板金件的检验主要使用可加工树脂和模型糊（汽巴图5166和威狮460）制造检具以及总成件组装的总成装配检具检验。但在车身大型覆盖件中，由于这类检具的形状复杂、体积庞大、制作成本较高、检测对象单一、柔性差，难以快速获得大量的准确信息，因此将逐步被先进的自动化检测手段(如在线检测系统)所取代。除此以外，三坐标测量机普遍具有高精度、高速度、很好的柔性、很强的数据处理和适应现场环境的能力，尤其是丰富的、不断扩展的软件功能，将愈来愈多的应用于汽车车身检测中。并且，支架测量检具具有检测、定位、搬运等更加方便的优点，将被广泛应用于冲压件的检测。致 谢本论文在撰写过程及编制数控程序过程中得到了以下各人员和组织的帮助，特此表示感谢!感谢导师湖北汽车工业学院向雄方副教授对我的指导和帮助!感谢东风汽车模具有限公司（25厂）杨兴工程师对我的指导和帮助！感谢东风汽车模具有限公司（25厂）提供相关资料完成本次毕业设计！参 考 文 献1 杨胜群 主编.UG NX数控加工技术.北京：清华大学出版社，2006.2 .CAD/CAM技术发展现状与产品分析.中国机械网.http:/www.chinaxy.org/article/view_120.html. 模具的CAD/CAE/CAM技术.中国机械网.3 车身小型冲压件检具设计的一般方法和步骤.中国金属加工网.4 王卫兵.UG NX数控编程实用教程.北京：清华大学出版社，2004.5 陈晓英,徐诚.UG软件在数控加工中的应用.机床与液压,2006.6 郑耀辉,曹智,崔林琳,李跃中.UG在高速加工中的应用.沈阳航空工业学院学报,2005,6.7 东风汽车模具有限公司.检具设计资料. 十堰，2007.8 王爱玲 主编.数控机床加工工艺.北京：机械工业出版社，2006.9 向雄方,张晨阳.车身冲模冲压方向的研究.机电加工与模具,2002,4. 10 向雄方. 车身冲模冲基准体系的应用研究.模具工业,2002,5.11 童幸生，徐翔，胡建华主编.材料成型及机械制造工艺基础.武汉：华中科技大学出版社，2002，11.12 李世杰,房京.曲面铣削中刀具路径的自适应研究.机械设计与制造,2001，6.13 胡彦辉 主编.模具制造工艺学.重庆：重庆大学出版社，2005.14 周超明，赵东福，聂相虹.UG NX数控编程技术基础及应用.北京：清华大学出版社，2006.15 李发致.模具先进制造技术.北京：机械工业出版社，2003，3.16 陈家润.汽车构造.北京：人民交通出版社，2002.17 Unigraphics Solution Inc(美),苏红卫.北京：UG NX2 铣加工过程培训教程.清华大学出版社,2004,10.18 骏毅科技，杜智敏，陈永涛，吴浩伟 编著.UG NX数控编程加工实例精解. 北京：清华大学出版社.19 陈晓英,徐诚.UG软件在数控加工中的应用.机床与液压,2006.20 郑耀辉,曹智,崔林琳,李跃中.UG在高速加工中的应用.沈阳航空工业学院学报,2005,6.21 模具设计与制造技术教育丛书编委会.模具制造工艺与装备.北京：机械工业出版社，2003.22 孙祖和，姚振强 等编著.UG NX CAD/CAM与数控加工应用实践教程.北京：机械工业出版社，2006.23 俆峰，主编.数控线切割加工技能实训教程.北京：国防工业出版社，2006.24 李必文，唐永辉.数控线切割自动编程.北京：国防工业出版社，2007.25 Ying Tang. Theoretical modeling of cutting temperature in high-speed end milling process for die/mold machining. J.Univ.Sci.Technol.BeiJing, Vol.12,No.1,2005,2.26 TIAN Xue-feng,FAN Zi-tian ,HUANG Nai-yu,WU He-bao,DONG Xuan-pu. Microstructure and mechanical properties of magnesium alloy prepared by lost foam casting. Nonferrous Met.Soc.China,2005,2.附 录附录一 图2-3检具总成三维立体图附录二底板加工工艺卡件号24名称底板材料20钢件数1序号施工简要说明机床型号工时1切四周到尺寸激光切割机2.002和支架一起按图焊接3退火4与基准块粘结，送数控铣5精铣基准块到尺寸FP40003.006翻转找正基面，底板上画坐标线，钻起吊环中心FP40002.007钻起吊环螺纹孔Z30251.308装起吊环9送三座标检测坐标线三坐标3.0010安装本体11数控型面、轮廓TF232.0012镗销套孔、零位面固定中心孔TF232.0013引画孔位线14钻孔，攻丝，倒角Z30256.0015装入铁器，打印标识，贴铭牌4.00支架加工工艺卡件号18-19名称支架材料方钢管件数2序号施工简要说明机床型号工时1划线2.002切割焊接坡口到要求切割机6.003按检具骨架焊接规范与件1、2629焊接在一起4将件环氧树脂24、衬板25连接在件支架上5找正精铣底座、基准块到尺寸FP40002.006钻起吊孔中心孔、划坐标线FP40002.007钻孔Z30252.008按坐标线粘结本体9以下工艺见本体工艺连接板加工工艺卡件号25名称连接板材料Q235件数6序号施工简要说明机床型号工时切四周到尺寸激光切割机4.001与框架焊接以下工艺见底板工艺销套加工工艺卡件号7.9.11.13名称销套材料3Cr13件数12序号施工简要说明机床型号工时1车外圆，端面留磨，内孔钻穿线孔，倒角C6164.52划线0.33铣扁到尺寸X52K4HRC40-455找正中心，磨外圆到尺寸M131W3.006外圆定位，磨两端面到尺寸HZ-0112.307找正中心，线切割内孔及0.5到尺寸DK77406.408清洗，涂防锈油0.20定位销加工工艺卡件号3.5名称定位销材料3Cr13件数4序号施工简要说明机床型号工时1车外形，10，20外圆留磨，其余到尺寸C6161.32HRC40-453找正中心，磨外圆10，20到尺寸，靠台阶面M131W1.34磨打印面HZ-0110.45打印标识0.36清洗，涂防锈油0.3- 37 -