复杂型腔类零件的设计加工与研究
毕业设计(论文)-基于UG下的型腔零件数控仿形加工【范本模板】
摘要：数控加工需要输入加工程序，当零件过于复杂时，程序会很多，手动输入程序会很繁杂,而用UG进行仿形加工，再自动生成程序，可减少不必要的时间浪费,也可以了解加工过程中的易错之处，而UG就提供一个数控加工模拟与仿真的平台.UG具有实体造型、曲面造型、工程图的生成和拆模等功能。
通过UG三维造型、仿形加工可以比手动绘图、手动编程来的简便、也可以提早发现问题、降低错误几率。
本论文主要利用UG软件对型腔零件进行了三维造型,同时制定了加工工艺路线,并进行了仿形加工。
关键词：UG CAD/CAM 车床加工数控工艺仿真加工AbstractNeed to enter the NC machining program, when the part is too complicated， the program will be a lot of manual input process will be very complicated， but with the Profiling of UG， then automatically generated procedures， reduce unnecessary waste of time，you can also understand the processplace in the error-prone， while the UG to provide a simulation of NC machining and simulation platform.UG has a solid modeling, surface modeling, engineering drawing generation and form removal and other functions.By UG dimensional modeling, profiling than manual drawing process can be manually programmed to the simple， early detection of problems can reduce the error probability.In this thesis， using UG software parts of a three—dimensional shape of the cavity， while establishing a processing line, and had Profiling.Keywords UG CAD/CAM turning NC craft clamp simulation of machining目录1 绪论.......。
《模具零件数控加工技术》课程标准
《模具零件数控加工技术》课程标准课程代码020******* 课程类别专业课程课程类型理实一体课程课程性质必修课程课程学分6学分课程学时96学时修读学期第4学期适用专业模具设计与制造合作开发企业一汽模具制造有限公司执笔人刘宏伟、吴宇飞审核人李玉青1．课程定位与设计思路1．1课程定位本课程是模具设计与制造专业核心课程，专业必修课程。
其功能是通过加工项目训练方式，采取任务驱动的方法培养学生实施模具零件数控加工的能力。
本课程与前修课程识图与制图、机械制造基础、冲压模具设计与制造、模具零件普通机械加工技术、模具零件普通加工工艺制定与实践课程相衔接，共同培养学生模具制造的能力；与后续课程模具CAD/CAE/CAM一体化技术、模具零件数控铣加工工艺制定、编程与实践、模具设计与制造综合实训、就业综合培训、顶岗实习等课程相衔接，共同培养学生模具具设计与制造能力及岗位工作能力。
1．2设计思路通过对本专业模具数控加工、模具生产制造管理等工作岗位分析，确定了课程的设计思路为：以模具零件数控加工工艺实施能力的培养为中心，以典型的模具零件为课程教学实施载体，通过导柱、导套、凸模、凹模、固定板的加工项目训练，使学生能够独立完成机床生产准备，根据加工工艺编制程序，完成程序调用，能够选择合理的工件安装方式，完成工件安装和拆卸，完成零件的数控加工。
以工作过程导向设计课程教学，以任务驱动、问题引导、角色扮演、团队协作等方式实施教学，以过程考核、成果考核相结合的形式实施课程考核。
参考学时：96学时，参考学分：6学分。
2．课程目标通过本课程学习，使学生具备合理安排模具零件数控加工工序的能力，具备对较复杂零件进行数控加工工艺处理的能力，熟悉编程前数学处理的目的和基本方法；具有对轮廓加工，简单型面加工的数控程序手工编制能力，具备使用常用软件完成自动编程能力。
2．1能力目标（1）能够胜任企业数控编程岗位和数控机床操作岗位。
（2）能够合理确定走刀路线、正确选用切削用量和常用刀具。
型腔铣加工特点及应用
型腔铣加工特点及应用型腔铣加工是一种常用于加工机械零件中各种型腔的方法。
它与普通铣削加工相比，具有一些独特的特点和应用。
型腔铣加工的特点主要有以下几点：1. 加工高精度的型腔：型腔铣加工可以加工出形状复杂、尺寸精度要求高的型腔。
通过合理选择刀具形状和加工路径，可以加工出各种形状的内腔、外腔等。
2. 高效率的加工方式：型腔铣加工采用多刀齿同时切削的方式，可以大大提高加工效率。
与传统的单刀齿切削相比，型腔铣加工可以在一次进给中削除更多的金属。
3. 适用于各种材料的加工：型腔铣加工适用于各种金属和非金属材料的加工。
不同的材料可以选择不同的刀具和加工参数，实现高效加工。
4. 可实现高精度的定位加工：型腔铣加工可以通过使用配合销、夹具等定位装置，实现高精度的定位加工。
这样可以确保加工后的零件尺寸精度和形状精度。
5. 可加工的型腔种类多样：型腔铣加工可以加工的型腔种类非常多样，包括圆形、长方形、槽形、楔形、三角形、棱形等各种形状的型腔。
并且可以根据具体需求设计出各种特殊形状的型腔。
型腔铣加工具有广泛的应用领域，其中主要包括以下方面：1. 模具制造：型腔铣加工是制造模具的常用加工方式之一。
模具中常常包含各种复杂的型腔，通过型腔铣加工可以加工出高精度的模具。
2. 航空航天和汽车制造：在航空航天和汽车制造领域，零部件中常常包含各种形状复杂的型腔。
型腔铣加工可以高效地加工出这些复杂的型腔。
3. 电子产品加工：在电子产品制造中，型腔铣加工可以用于加工各种外壳和部件上的型腔，以满足产品的外观和功能要求。
4. 医疗器械制造：型腔铣加工可以用于加工各种医疗器械中的型腔，如体内植入物、手术器械等。
5. 艺术品制造：型腔铣加工可以用于制造各种艺术品中的型腔，以实现特殊的造型效果。
总之，型腔铣加工具有高精度、高效率、适用性广等特点，广泛应用于各个领域的零部件加工中。
随着加工技术和设备的不断进步，型腔铣加工将会有更广阔的应用前景。
数控加工中复杂零件的快速建模技术
Ｋ ｙｗ ｒｓ ｏ ｌ ａｔ ｌ ｅ ｏ ｄ Ｃ ｔｎ ａｕｅ３ ｄ ｌ ｇｔ ｈ ｏ ｇ ｅ ｏｄ： ｍｐｅ ｐ ｒ； ａ ｆ ； ｕｔ ｇ ｅｔｒ ； ｍｏ ｅｎ ｃ ｎｌ ｙ Ｃ ｘ Ｐ ｎ ｓｉ ｉ ｆ Ｄ ｉ ｅ ｏ
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ｔ ｏ ｍ ｄｌｇｃｔ ａｔ Ｉｉ 口ｂｔｒ ａ ｕｌ ｄｌｐｒ ｎＣ ＤＣ Ｍ ｗｔｆａｕｅ ｕ ｃｉ ． ｏ ｅｉ ｕｐ ｒ ｔ ｆ ｎ ｓ． ｓ ｅｅ ｙｔ ｂ ｉ ｍ ｅ － ａｔ ｉ Ａ ／Ａ ｉ ｅ ｒｆ ｎｔｎ ｔ ｗ ｏ ｄｏ ｓ ｈ ｔ ｏ ｔ
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行倒角 ， 然后再对型腔进行倒 圆角 ）
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维普资讯
第 ５期
２０ ０ ７年 ５月
文 章 编号 ：０ １３ ９ （０ ７０ — ０ １０ １０ — ９ ７２０ ）５ ０ ８ — ３
机 械 设 计 与 制 造
Ｍ ａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ 一８ １一
ｉ
ｔ
关键词： 复杂零件； 平面体 ； 切割特征； 三维造型技术
型腔类零件
任务9型腔类零件的编程与加工
• 1.串联型复合型腔铣削工艺方案 • 对于串联分布的复合型腔，通常采用“从上到下”的工艺方案进行
• (3)加工参数 • 与外轮廓铣削加工相比较，槽类结构的加工排屑不畅，刀具工作环
境不良。因此，切削速度和进给量应该采用较小的数值，同时应该浇 注大量的冷却液。 • 2.腰形槽的铣削加工 • 1)腰形槽的技术要求 • 腰形槽的侧面有较高的尺寸精度、圆度、位置度和表面粗糙度要求， 槽底面有尺寸要求。本次零件深度方向尺寸精度要求较低
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任务8槽类零件的编程与加工
• 6)封闭型腔切削用量的选择 • 实体材料加工封闭型腔类，铣削宽度包含了铣刀全部直径;进给速
度一般小于外轮廓加工的3/4;切削速度与外形铣削相同。 • 7)加工参数 • 型腔类结构的加工排屑不畅，刀具工作环境不良，因此切削速度和
进给量应该采用较小的数值，同时应该浇注大量的冷却液。 • 二、程序指令 • 1.换刀指令 • 1)指令格式:MO 6 T • T一:预换刀具号。
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任务8槽类零件的编程与加工
• 2)刀具Z向坐标设置含义 • 加工中心在执行换刀指令前要确定各刀具的工件坐标系Z向补偿值。 • 3)各刀具Z向补偿值设置过程 • 刀具旋转，移动Z轴，使刀具接近工件上表面(应在工件后续被切除
的部位)。当刀具刀刃把粘在工件表面的薄纸片(浸有切削液)转飞时， 记录每把刀具当前的Z轴机床(机械)坐标值(如图4. 14所示两把不同高 度的刀具的Z向机械坐标值应为H、和Hz) • 4)编程示例 • 如当前主轴刀位为T2号刀，预将刀库中T1号刀调出并铣削某一工 件，则编写程序如下。
• 产品零件中常见的腔体有:各种成型模具的型腔、各种箱体的型腔、 流体分流元件的内腔等。腔体的加工一般可以采用指状铣刀加工或采 用在火花机上成型加工，微细的槽类、型腔则可以采用激光、电子束、 离子束加工。根据使用功能的不同，腔体对侧壁尺寸、形状位置、腔 体的容积有较高的要求。
精密机械零件加工_精密机械零件加工有哪些设备和技术
精密机械零件加工_精密机械零件加工有哪些设备和技术未来精密机械越来越综合化，它不再是单纯的机械加工了，那么你想知道关于精密机械零件加工是什么意思吗?下面就由店铺为你带来精密机械零件加工解读，希望你喜欢。
精密机械零件加工是什么意思你知道什么是精密机械零件加工吗?根据字面意思：就是很精密的机械加工。
精密机械零件加工是机械加工的一种，只是它是精密加工，随着工业的发展和需求的不断的变化，紧密机械加工已经变化了很多，它的分类越来越多，它的方向是越来越细，方向也越来越专业化，随着科技的发展它的技术也不断的提高，加工的质量和精确度也越来越高。
科技和经济的发展觉得了紧密机械发展的方向。
自从出现机械，就有了相应的机械零件。
但作为一门学科，机械零件是从机械构造学和力学分离出来的。
随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。
有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计(CAD)、实体建模(Pro、Ug、Solidworks等)、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。
更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，进一步发展设计理论和方法，是这一学科发展的重要趋向。
所以未来精密机械越来越综合化，它不再是单纯的机械加工了，它和高科技的结合，反而更发挥它的作用，特别是加工的数字化使它的发展产生了质的飞跃。
以后它将成为一门重要的科学，服务于工业发展。
精密机械零件加工设备如何保养做好机床维护才能使机器加工精度维持最佳状态，延长机器使用年限，注意事项：机器启动后，禁止维护机床。
维护过程中，电路的断路器应断开。
加工精度维持：1、开机后，必须先预热10分钟左右，然后再加工。
长期不用的机器应延长预热的时间。
2、检查油路是否畅通3、关机前将工作台、鞍座置于机器中央位置(移动三轴行程至各轴行程中间位置)。
复杂腔体零件的数控加工工艺研究
电 子 工 业 专 用 ｉ殳备
１Ｄ
复 杂腔 体 零件 的数控 加 工 工 艺研 究
屈海蛟 ，高 伟
（中 国 电子 科 技 集 团公 司 第 四十 五研 究所 ，北 京 １０１６０１）
摘 要 ：通过 对 复 杂腔 体 零 件 的 结构 、精 度 分析 与 数控 编程 和加 工的 细致 研 究 ．阐述 了数 控
装 夹 、找 正 切 削 、测 量 方 可 完 成 上 述 加 工 内容 ；但 因其 上 长 孔 、长 槽 、台 阶 等 被 加 工 要 素 较 多 ，需 钳 工 多 次 划 线 ，铣 工 数 次 装 夹 、找 正 切 削 、测 量 方 可 完 成 ，从 而 形 成 一 个 层 层 递 进 的循 环 过 程 ，其 循 环
在 机 械 制 造 中 ，尤 其 是 电子 专 用 设 备 的 生 产 制 造 中 ，单 件 及 中 、小 批 量 生 产 的零 件 约 占机 械 加 工 总 量 的 ８Ｏ％以上 ；而 这类 设 备 中 的 关 键 零 件 往 往 形 状 复 杂 、精 度 要 求 高 ，在 通 用 机 床 上 加 工 ，效 率 低 、精 度 低 、加 工 误 差 大 ；而 数 控 机 床 所 具 有 的
１．２．１通 用 机 床 加 工
复 杂 腔 体类 零 件 在 普 通 机 床 加 工 ，一 般 经 刨 削 或 铣 削 成 三 临 边 相 互 垂 直 的 规 则 体 或 长 方 体 后 ，由钳 工 划 外 形 方 孔 、长 孔 、凹槽 等 尺 寸 线 ，铣 工
的 长 方 体 上 加 工 出近 ２０多 个 长 槽 、１０余 个 长 孔 ， 同 时 还 要 在 １７６ ｍｍ 尺 寸 两 端 突 出部 位 加 工 高 精 度 安装 定 位 孔 ，在 两侧 斜 台 阶 面 上 加 工 出安 装 孔 和 定 位 面 ， 该 件 ９０％ 以 上 的 壁 、 筋 等 的 厚 度
复杂曲面零件数控加工的关键问题——解读《复杂曲面零件五轴数控加工理论与技术》
1五轴数控加工简介复杂曲面零件作为数字化制造的主要研究对象之一，在航空、航天、能源和国防等领域中有着广泛的应用，其制造水平代表着一个国家制造业的核心竞争力。
复杂曲面零件往往具有形状和结构复杂、质量要求高等难点，是五轴数控加工的典型研究对象。
当前，复杂曲面零件主要包括轮盘类零件、航空结构件以及火箭贮箱壁板等，如图1所示。
轮盘类零件是发动机完成对气体的压缩和膨胀的关键部件，主要包括整体叶盘类零件和叶片类零件。
整体叶盘类零件的叶展长、叶片薄且扭曲度大，叶片间的通道深且窄，开敞性差，零件材料多为钛合金、高温合金等难加工材料，因此零件加工制造困难。
叶片是一种特殊的零件，数量多、形状复杂、要求高、加工难度大且故障多发，一图1复杂曲面零件直以来都是各发动机厂生产的关键。
航空整体结构件由整块大型毛坯直接加工而成，在刚度、抗疲劳强度以及各种失稳临界值等方面均比铆接结构胜出一筹，但由于其具有尺寸大、材料去除率大、结构复杂、刚性差等缺点，因此加工后会产生弯扭组合等加工变形。
随着新一代大型运载火箭设计要求的提高，为保证火箭的可靠性，并减轻结构质量，提高有效载荷，对火箭贮箱壁板网格壁厚精度和根部圆弧过渡尺寸都提出了更严格的要求。
五轴数控铣削加工具有高可达性、高效率和高精度等优势，是加工大型与异型复杂零件的重要手段。
五轴数控机床在3个平动轴的基础上增加了2个转动轴，不但可以使刀具相对于工件的位置任意可控，而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定的范围内任意可控。
五轴数控加工的主要优势包括：①提高刀具可达性。
通过改变刀具方向可以提高刀具可达性，实现叶轮、叶片和螺旋桨等复杂曲面零件的数控加工。
②缩短刀具悬伸长度。
通过选择合理刀具方向可以在避开干涉的同时使用更短的刀具，提高铣削系统的刚度，改善数控加工中的动态特性，提高加工效率和加工质量。
③可用高效加工刀具。
通过调整刀轴方向能够更好地匹配刀具与工件曲面，增加有效切宽，实现零件的高效加工。
复杂型腔铝合金零件在数控机床中的加工
机械加工与制造M achining and manufacturing复杂型腔铝合金零件在数控机床中的加工任德宝（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 ７３０２０７）摘 要：复杂型腔铝合金零件是机械行业生产中最常使用的零件之一，和其他材质的零件相比铝合金零件其性能较好，具有不可替代的优势。
数控机床在生产加工中精密度较高，可以实现其他机器不能进行的多轴联动加工，因此，使用数控机床加工复杂型腔铝合金零件，不但效率高，还能有效提升零件的加工精度。
对此本文进行了细致的分析，以供参考。
关键词：复杂型腔铝合金零件；数控机床；加工方式中图分类号：ＴＧ６５９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）２４－００３８－２Machining of complex cavity aluminum alloy parts in CNC machine toolsRen De-bao（Ｇａｎｓｕ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３０２０７，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｐａｒｔｓ ｗｉｔｈ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃａｖｉｔｙ ａｒｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｐａｒｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｐａｒｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｔｔｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｈａｖｅ ｉｒｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ． ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ ｈａｖｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ａｎｄ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｍｕｌｔｉ－ａｘｉｓ ｌｉｎｋａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｈａｔ ｏｔｈｅｒ ｍａｃｈｉｎｅｓ ｃａｎｎｏｔ ｐｅｒｆｏｒｍ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｕｓｉｎｇ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ ｔｏ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃａｖｉｔｙ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｐａｒｔｓ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｔｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｈａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Keywords: ｃｏｍｐｌｅｘ ｃａｖｉｔｙ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｐａｒｔｓ； ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ； ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ随着时代的快速发展，我国各个行业都开始进行了改革和优化，近年来铝合金材料在机械制造行业中取得了不可替代的地位，同时也被广泛的应用，在复杂型腔的铝合金材料加工中，数控机床的切削速度、冷却液的使用都会对零件精度造成影响，对此相关工作人员要提升观念，分析加工的步骤，找出出现的原因，改进现有方式，为之后行业发展奠定基础。
模具零件加工工艺分析
• 3.复合模 • （1）首先加工成形冲孔凸模。 • （2）对凸凹模进行粗加工，并按图样划线。粗加工后用
冲孔凸模压印锉修成形凸凹模内形孔。
• （3）制作一个与冲件形状尺寸完全相同的样板，再把凸 凹模与样板用环氧树脂粘合在一起或者按图样划线。
• （4）按样板或划线刨外形。 • （5）经精锉修后，将凸凹模锯下一块，可作为卸料器用。 • （6）将加工后的凸凹模淬硬，再用压印锉修法压印凹模
要求。一般刃口部分为Ra1.6-0.8μm，其余非工作部分允 许Ra25-12.5μm。
• （5）硬度 • 1）加工后的凸模与凹模应有较高的硬度和韧性，一般要
求：凹模硬度：60-64HRC；凸模硬度：58-62HRC。
• 2）凡是铆接的凸模，允许在自1/2高度处开始向配合（装 配固定板部位）部分硬度逐渐降低，但最低不应小于 HRC38-40。
• （一）冲裁模的加工特点 • 这里主要介绍单工序冲载模、连续模、复
合模这三类冲裁模的加工特点。
• 1. 单工序冲裁模 • 单工序冲裁模加工与制造，可根据图样要
求，实行工件单独制作与配作相结合。装 配时按图样要求，根据实践经验及习惯作 法进行装配，只要能保证凸、凹模间的间 隙均匀方可。
• 2. 级进模 • （1）级进模的制造一般采用先加工凸模的方法，即先将凸模按图样
孔。
• （7）用冲孔凸模通过卸料器压印锉修凸模固定板形孔。 • （8）装配时，先装上模，再装下模。 • 上述所介绍的冲裁模制造方法，只是传统的手工制模方法。
当你所在工厂有先进的设备时，连续模可以先制作凹模， 然后再以凹模为基准，配作凸模、凸模固定板及卸料板； 而对于复合模，可首先加工凸模，并使凸模比图样要求在 长度方向长一些，然后以此作为电极，用电火花加工凸凹 模形孔。再作一个与凸凹模外形一样的电极，加工凹模孔。
面向航天薄壁复杂结构件的高效柔性装夹技术与方法
面向航天薄壁复杂结构件的高效柔性装夹技术与方法高性能、轻量化、精密化、高效化、可靠性、经济性和环保性是21世纪新一代航天产品的发展趋势。
当前，我国航天产业已进入高速发展期，航天技术的应用范围也越来越广，市场需求呈高速增长趋势，快速低成本发射、长期在轨飞行、机动能力突出、高有效载荷等已成为当前航天事业发展的迫切需求。
面对这一需求，航天产品零件材料需要往高强、低密度方向发展，结构需要往整体化、薄壁化方向发展，加工方式需要往高效率、低成本、节能环保方向发展。
难加工材料的大量应用，其加工性能差与结构整体化带来的结构复杂化和高材料去除率，给航天薄壁复杂结构件加工带来了巨大挑战，对制造装备、工艺技术等也提出了更高要求。
针对航天薄壁复杂结构件，特别是大型弱刚性曲面结构件、薄壁回转体类零件、薄型多面体类零件开展柔性工装系统设计，通过科学分布夹紧位置，合理确定夹紧力，能够为实现航天精密复杂结构件高效精密加工提供稳定的工装系统。
一、柔性工装设计要求机械加工工艺系统由机床、刀具、工件和夹具等组成，提高零件加工效率的途径有两条，即降低切削加工时间和降低辅助准备时间。
高速切削技术的应用可以大幅度降低切削加工时间；而先进工装的应用则可以大幅度降低辅助准备时间，提高工件定位夹紧和调整装卸的效率。
航天薄壁复杂结构件具有弱刚性、形状结构相似等共性特征，同时型号种类呈现系列化发展特点，如舱体和端框类，舵面和翼面类等，这些零件的定位和夹紧规律性强。
薄壁整体结构在切削加工中零件刚性随大量毛坯材料的去除而变化，结构刚性低且复杂，因而客观上要求加工中工件夹紧力要实时调整以适应零件整体动态刚度的变化；需要进行多点辅助支撑，以提高加工部位的局部刚度，减少薄壁变形。
综合体现机电液一体化技术和多传感器信息融合技术的柔性工装是近年来出现的先进装备技术，柔性工装的技术特点是定位和夹紧元件为通用元件，可互换性好；定位夹紧位置可自适应调整；夹紧力大小、方向和夹紧顺序可自动控制；驱动执行机构为机电液一体化部件；应用位移、力和压电传感器元件。
外形复杂的高精度铝合金薄壁件加工工艺
1.序言铝合金薄框结构件具有质轻、抗压和耐蚀等特点，被广泛应用于航空航天零备件[1-3]，以达到降低机型整体质量、提高飞行力等目的。
但是由于结构件体型大，表面质量要求高，在机械加工中切削力与夹持力形成材料残余应力，会导致零件尺寸发生变化[4-7]，难以满足产品特性要求。
目前现有的加工方法需要采用高端高精密设备，降低切削量进行多次走刀[8-10]，加工效率低且生产成本高。
本文以某航空航天用外形复杂的高精度铝合金薄壁件为例，根据零件的尺寸大小，设计带有夹头的毛坯，采用合理的工艺路线，将冷加工、热处理和线切割等工序进行有效安排，避免薄壁件产生应力所导致的尺寸变化，对加工变形量进行控制。
2.加工难点薄壁件材质为2D14高强度硬质合金，整体体积相对较大且壁较薄，尺寸精度、几何公差等要求较高。
零件的铣削加工主要涉及型腔铣与轮廓铣，通过压板胎、组合夹具与机床工作台配合使用将零件进行固定，零件加工后由于压板等夹具夹持所引起的应力释放而导致尺寸超差。
最终加工的薄壁件尺寸发生变化，无法满足航空件高精度的特性要求。
3.工艺安排3.1 整体工艺路线根据零件外形特征及加工难点，对工艺顺序进行合理安排，其中涉及冷加工、电加工及热处理相关知识与设备的运用。
整体工艺安排如图1所示，零件外形结构如图2所示。
图1整体工艺安排图2 零件外形结构根据铝合金薄壁件的外形特征，下料时左右两端各留有夹头30～50mm，夹持固定两端夹头，采用两刃φ16～φ20mm硬质合金刀具对毛坯进行开粗，转速为6000～7000r/min，单边留有3～5mm余量。
粗加工后的零件进行第一次稳定化时效处理，然后采用三刃φ10～φ16mm硬质合金刀具对零件进行半精加工，夹持两端夹头，修正外形及内腔，单边留有0.5～1mm余量。
半精加工后的零件进行第二次稳定化时效处理，之后用压板夹持两端夹头，采用三刃φ6～φ8mm硬质合金刀具对零件进行精加工，零件的外形及内腔尺寸加工成形。
复杂零件的精锻成形技术及关键装备
万方数据产生，其大小通过系统上的溢流阀调节。
圈２锥齿轮闭式冷精锻原理《３）袁轮糖锻模具结构的傀｛芑设计针对锥齿轮闭式冷精锻固模模锻时承受压力大，其齿形型腔复杂、型腔深度远比底部厚度尺寸小的特点，若采用传统黪均匀过盈蓣应力缝合磬模，容易在援膛铡壁与摸底过渡产生裂纹而大大降低模具使用寿命的难题，提出非均匀过盈配合的预应力组合凹模新结构。
（４）直锥蠢形鹜摸的数字仡建模与剃造技术及ＣＡＤ／ＣＡＭ专用软件开发以锥齿轮（含修形齿轮）零件的三维实体模型为基础，依据前述净成形锻件设诗原翼ｎ设计锻襻圈并确定分模面，然后采用关联技术由精密锻件模型得到精锻凹模的型腔（模腔）。
以此为思路，以ＵＧ药平台，开发澎ＣＡＤ起ＡＭ专用软伴。
实际上，将所开发的ＣＡＤ／ＣＡＭ软件输入高速数控铣床，用户只需输入锥齿轮零件几何参数，选择修形或不修形，上述过稷全部童动突成。
（５）专用液压模架的研制由上下模板、凸凹模座、导柱、导套与活塞缸等构成专用液压模架，通过与鞲锻液压辍（霰凝藏匿力撬）联动，趿液压蜚溪黪方式产生闭式冷精锻所需的合模力。
合模力大小通过液压系统上的溢流阀调节。
绷霜上述剖薪成果生产懿轿车锥齿轮（如图３所示），其轮齿尺寸精度≥７级，齿面粗糙度欠。
－－０。
８～０．４牡ｍ，只需热处理就达到直接装车使用的要求。
图３锥齿轮的坯料、精密锻件及零件囝曼塑笪塑塑整丝型塑墅丝参磊加工热加工ｗｗｗ．ｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｑｌ９５０．ＣＯｍ２．气门锻件热近净成形技术（１）气门电热镦粗工艺的优化通过电热镦糨原理及传统电镦工艺与电镦的优缺点分析，生产气ｆ１锻件普遍采用的工艺方法为，以直径与气门锻件杆部赢径相等蛉细长抒拳睾麓坯料一电热镦粗割坯一螺旋压办魄上终锻成形，如图４所示。
其中，电镦制坯极为关键。
霜４气ｆ－Ｉ锻佟或形工艺漂疆电热镦粗工艺的优点：一方面，对于细长金属杆～次被加热镦糖浆金属聚集基可以是抒径的几十倍，最高可达６３倍，阉多工序平锻工艺相比，所需设备吨位小，且设备结构比较简单，设备费用大为降低；另一方程，材辩利翔率较高，阕空气锤上锻造气ｆ＿】栩跑，因＿枰部加工余餐大为减少，材料利用率Ｉ扫４０％掇高到８５％一９０％：传统电镦橇及电镦工艺存在黪主要阀题：谖镦压力的稳定性不好；行程不确定；砧子缸速度为恒定值；电镦温度的不可控，无法实现反馈控制；参数的辫现性不好，豆影嚷王｛乍效率；邀热镦褪属予癌由镦粗，其鼓形的侧表面处于切向拉应力状态，当温度较低，容易产生裂纹，导致王传报废。
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xxxx 大学毕业论文（设计）论文题目复杂型腔类零件的加工与研究姓名xxx 学号xxxx院系xxx 专业机械设计制造及其自动化指导教师xxx 职称xxxx中国·合肥二o一五年四月目次引言 (3)1复杂型腔类零件的三维建模 (3)1.1零件的设计 (3)1.2基于UG建模 (5)2零件的加工工艺分析 (7)2.1零件图的工艺分析 (7)2.2选择加工设备 (7)2.3零件的定位和装夹 (8)2.4切削用量的确定 (8)2.5加工顺序的确定 (9)2.6刀具选择 (11)3仿真加工 (11)3.1准备加工 (12)3.2加工工序模拟.............................................. ·163.3输出程序 (30)4对加工时间的研究 (30)结论 (34)致谢 (34)参考文献 (35)附录：零件图 (37)复杂型腔类零件设计加工与研究设计者：xxx 指导老师：xxx（xxx大学 11级机械设计制造及其自动化合肥 230036）下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。
另外：有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。
摘要：基于UG的复杂型腔类零件设计加工与研究，本次毕业设计论述了在ＵＧＮＸ的建模和加工下对零件的数控仿真加工，利用后处理生成数控加工代码在经过少量修改后输入机床进行加工，节省了加工时间，提高生产力，在对零件模拟加工过程中，能及时的发现操作上的问题并能及时的解决，减少了在实际加工上的错误。
关键字：复杂型腔ＵＧＮＸ数控加工刀轨引言本次毕业设计是用UG软件来完成设计加工零件以及仿真。
数控编程是具有很强的实践性，它的使用知识对软件使用的一部分。
我们能更好地把零件的建模与加工结合起来，同时我们能掌握和了解产品的加工工艺和加工流程。
此次毕业设计包括了三个部分，第一是零件的建模，第二是零件的工艺分析，第三是零件的模拟加工过程。
零件拥有双面、多孔、多型腔的特点，在加工过程需要两次装夹，翻面加工，本次加工采用数控加工中心。
具体步骤为：１．零件的设计与建模，２.零件的工艺分析，３．零件的仿真加工，４．加工后处理。
1、复杂型腔零件的三维建模1．1零件的设计为了这次的研究，选择由凹凸两面组成的零件，在凹面由十字槽、通道、盲孔等。
凸面由六边形和圆形的凸台和阿基米德螺旋线的弯曲切槽，零件图如图1.1所示；模型如图1.2和1.3所示。
图1.1 零件图图 1.2 图1.31．2基于ＵＧ建模零件由凹凸两面组成，在凹面有十字槽、通道、盲孔等。
凸面由六边形和圆形的凸台和阿基米德螺旋线的弯曲切槽构成，在UG的建模模块下进行的三维设计，本次毕业设计主要在数控加工模拟，因此在对建模过程中进行简单的介绍。
1)打开UG8.5软件，单击新建-模型-确定，进入模型建模。
如图所示2.1。
2)使用“拉伸”命令完成零件的整体结构。
如图2.2所示。
3)经过多次拉伸切除材料和拔模可以得到图2.3。
4)拉伸切除Φ30盲孔和十字槽，这样该零件的凹面就做好了，如图2.4所示。
5)选取X-Y平面，插入螺旋线，画出阿基米德螺旋线如图2.5所示。
6)然后选取前面的平面进行拉伸120*100*28，在使用切槽，进行多次拉伸切除得到图2.6图２.１ＵＧ建模视图草图模型历史记录→图２.２草图及拉伸↓←↓图２.４图２.３→图２.５图２.６2 零件加工工艺分析2.1 零件图的工艺分析加工的是一个双面型腔零件，零件凹凸两面组成，零件材料为 45 钢，在凹面有十字槽。
凸面有六边形和圆形的凸台和沿着阿基米德螺旋线的切槽，结构复杂，尺寸及表面精度要求高。
零件的尺寸是120*100*28mm，具有曲面、孔的复杂型腔类零件，方便进刀。
而且凸台与凹面有平行度的要求，孔个各面的表面粗糙度要求一致。
2.2 选择加工设备加工平面的凹凸模需要数控铣削，一般采用数控机床，所以第一要考虑零件的尺寸重量是否在机床的允许范围内，再者考虑机床的精度是否能满足加工要求。
外轮廓的最大的半径需要在数控的允许范围内。
本次加工的零件使用铣床加工，因零件的表面粗糙度要求较高，选用普通的机床加工，工序多而且分散；采用加工中心可以将普通机床的加工的多个工序可以在一个工序中完成，提高了生产力，降低了生产成本，所以选用立式数控铣加工中心。
2.3 零件的定位基准和装夹方式（1）定位基准的确定选择定位基准：遵循定位基准的选择原则，且定位基准要统一，避免工件的重新安装而导致加工后的两个面上的轮廓位置及尺寸发生不和谐的现象；选择基准要满足加工中心工序集中的特点，要尽量一次安装可能完成零件上的较多表面的加工，定位基准最好选择零件上的面或者孔，根据零件的特点，可以选择Φ20的通孔作为基准，提高装夹的精度和满足价格中心的工序集中的特点。
（2）装夹方式的选择工件的正确装夹，对加工的高精度、高效率有着重要作用。
在加工中心上加工，采用工序集中的原则，所以，为了装夹方便，采用平口虎钳装夹，工件上表面要高出虎钳 15mm-20mm ，保证加工时的安全，零件的下表面使用等高垫铁，加持零件的两边并且避免零件打孔的位置。
示意图2.4 切削量的确定2.4.1 影响切削用量的因素a)机床：机床刚性，最大转速，进给速度；b)刀具：刀具长度、刀具材料、；c)零件：毛坯材料，热处理性能等；d)装夹方式：压板、平口钳；e)冷却情况：油冷、气冷、水冷。
2.4.2 切削用量的选择(1)铣削深度ap 和切削宽度ae是指铣刀在轴向和径向的切削深度，假如机床功率和刀具刚性允许，加工质量要求不高，并且加工余量不大，ap可以等于加工余量，这样可以一次铣去全部余量。
如果不行，则要分多次进行铣削。
在数控机床上，精加工余量小于普通机床，在加工零件的宽度上，一般将余量一次切除。
（2）切削速度Vc切削速度是影响生产率的重要因素。
Vc与刀具耐用度有关，随着Vc增大，刀具的耐用度会急剧下降，因此Vc的选择取决于刀具的耐用度。
切削速度与工件的材料也有很大的关系。
（3）进给量Vf最大进给量会受到进给系统的性能和机床的刚度有关，在条件的允许下，会选择较大的进给量。
降低加工成本，提高效率。
普通麻花钻估算公式：f=（0.01~0.02）d，d是孔的直径。
（4）主轴速度nN=Vc*1000/π*Dc由公式可以看出来，主轴速度与切削速度Vc和Dc有关。
（5）切削层高H在粗加工时，立铣刀在切削时是沿着高度方向一层一层往下切削。
层高就是每一层的切削。
平底立铣刀，层高H=a。
根据刀具课本，选择合理的切削用量的原则：粗加工时，一般以提高生产率为目的，同时也要考虑经济性和加工成本；在精加工是，在保证加工质量的情况下，要保证切削效率、经济性和成本。
铣削参数计算表如下：2.5 加工顺序的确定零件的加工顺序制定原则：基面先行、先粗后精、先面后孔。
各表面的切削加工，热处理；辅助工序的先后次序。
所以先让毛坯的各表面在普通机床上铣平，然后进入加工阶段。
工序如下：钻中心孔→钻Φ9孔→钻Φ20孔→粗铣方形槽→精铣方形槽→精铣Φ16的沉孔→粗铣Φ30和Φ20孔→精镗Φ30的孔→精镗Φ20的沉孔→粗铣六边形台、圆形台→粗铣螺旋线切槽和U型槽→精铣六边形台、圆形台和四个Φ9孔→精铣螺旋线切槽和U型槽→精铰两个Φ9 孔。
零件加工工序如下表：零件加工工序卡2.6 刀具选择由于零件的结构特点，选择铣刀时，要考虑圆弧的限制问题。
而且45#钢是一般的材料，这种材料价格性能好，所以选择硬质合金钢刀具。
数控机床在选择刀具时，要考虑机床的性能，即：机床的加工性能等因素。
选择刀具是提高机床的加工效率一个很重要的因素。
正常情况下，刀具具有较好的稳定性，且寿命页较长。
选择的刀具材料是硬质合金刀具。
刀具直径大的进行粗加工，刀具直径小的进行精加工。
根据零件图样，选择刀具如下表：加工刀具卡3 仿真加工3.1 准备加工阶段打开零件的建模文件启动UG NX 8.5 ，单击打开文件选项，之后再显示的窗口打开文件（就是复杂型腔类零件），如图3-1所示：图3-1 UG打开文件打开文件后，对零件进行移动，放大观察零件是否有在工艺上的错误。
进入零件的加工1.检查完成后，进入加工操作，选中窗口的mill_planar 单击确定，进入UG的加工模块。
如图3-2。
图图图3-2进入UG加工模块2.单击创建程序按钮，在导航器查看如图3-3所建名为PROGRAM_1的程序父节点组。
3.单击几何视图图标，双击MCS_MILL，在将CSYS的类型选择是动态。
如图所示3-3-1.单击确定。
设置安全距离为30mm。
图3-3-1设定坐标和安全距离4.单击工作面板上的创建几何体，弹出“创建几何体”的对话框，图如下：图图3-3在导航器查看PROGRAM-15.在几何视图窗口上，打开MCS-MILL，选择WORKPIECE单击，在单击确定。
选择加工部件和毛坯，见图3-3-2示。
检查没错误单击完成。
即完成了部件和毛坯的选择。
图3-3-2 部件和毛坯的选择按照以上步骤操作，获得的结果如图3.4和3.5所示。
图3.4图3.56.创建刀具1)创建中心钻：在快捷菜单点击创建刀具图标，在点击“类型”选择drill，选择中心钻，单击确定，名称改为“T01”，如图3-6-1，然后设置参数如图3-6-2所示，图3-6-1刀具创建图3.6-2 刀具参数2）创建钻头：在快捷菜单点击创建刀具图标，在点击“类型”选择drill，选择钻刀，单击确定，名称改为“T02”，如图3-6-3，然后设置参数如图3-6-4所示，图3-6-3 图 3-6-43）创建平底刀：在快捷菜单点击创建刀具图标，在点击“类型”选择mill_contour，选择，将圆角半径修改成0，创建刀具T03，单击确定，名称改为“T02”，如图3-6-5，然后设置参数如图3-6-6所示，图3-6-5 图3-6-64）创建圆鼻刀、单刃镗刀和铰刀方法同上。
刀具列表如下：序号刀具编号刀具图标刀具名称数量刀具材料1 T01 中心钻 1 硬质合金钢2 T02 钻头 1 硬质合金钢3 T02 钻头 1 硬质合金钢4 T03 平底刀 1 硬质合金钢5 T04 圆鼻刀 1 硬质合金钢6 T03 平底刀 1 硬质合金钢7 T05 单刃镗刀 1 硬质合金钢8 T05 单刃镗刀 1 硬质合金钢9 T03 平底刀 1 硬质合金钢10 T6 铰刀 1 硬质合金钢3.2 加工工序模拟3.2.1 中心孔单击创建工序图标，弹出“创建工序”的菜单，在“类型”中选择“drill”，在工序子类型中选择“SPORT_DRILLING”，在程序中选择“PROGRAM”，几何体选择“MCS_MILL”，刀具选择“T01”，方法选择“METHOD”，如图3-7所示，单击确定。