斜齿轮建模及其数控加工研究.doc

1、XXX大学邮电与信息工程学院毕业设计论文论文题目斜齿轮建模及其数控加工研究学 号学生姓名专业班级指导教师总评成绩年 月 日目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 课题背景及研究意义11.2 国内外的研究状况及其发展方向.21.3 CAD/CAM简介31.4 论文主要研究内容4第二章 参数化设计建模62.1 参数化设计62.2 UG的参数化功能72.3 齿轮的建模72.4 小结11第三章 数控加工仿真123.1 UG CAM概述介绍123.2 数控加工的优点153.3 数控编程的方法153.4 小结16第四章 齿轮数控加工研究174.1 建立毛坯174.2 初始加工步骤184.3

2、 创建加工操作234.4 模拟加工304.5 程序输出314.6 小结35第五章 总结与展望365.1 总结365.2 展望36参考文献37附录39- II -摘 要斜齿轮是一种通用的传动零件，有特殊的设计和加工技术，其加工精度对传动精度、机床稳定性等有重要影响，因此实现斜齿轮的精确建模和数控加工仿真是后续研究的重要保证。数控编程是一种可编程的柔性加工方法，它的普及大大提高了加工效率。但是在加工技术方面，除要求数控机床具有较强的运动控制能力之外，更重要的是如何有效地获得高效优质的数控加工程序，并从加工过程整体上提高生产效率。由于零件复杂性的增加，而且工人技术水平有限，手工编程越来越困难。应用数

3、控编程可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工,易于在工厂或车间实行计算机管理,使车间设备总数减少、节省人力、改善劳动条件,有利于加快产品的开发和更新换代,提高企业对市场的适应能力并提高企业综合经济效益。本文以UG NX 8.5为工具,完成了典型零件的三维造型及仿真加工。内容包括:首先,根据零件的结构特点和技术要求,在对其进行加工工艺分析之后,确定了零件的加工方法。然后,利用UG/CAD模块完成了零件几何体的参数化建模。在此基础上,利用UG/CAM模块进行数控编程,设计了加工路线、刀具轨迹,切削方式等工艺参数,生成了零件的NC程序。关键词：

4、UG；斜齿轮实体建模；数控加工仿真；后置处理AbstractThe helical gear is a common transmission part, has special design and processing technology, its processing precision has a significant effect on the transmission accuracy and the stability of the machine tool, therefore realizing the precise modeling and NC machining

5、simulation are the important guarantee of a follow-up study.CNC machining is a programmable flexible processing methods, its popularity greatly improve the processing efficiency. But in the processing technology, in addition to requirements of CNC machine tools has a strong ability to control moveme

6、nt and, more importantly, how to efficiently obtain high-quality CNC machining process, and from the process as a whole to improve production efficiency. As part of the increased complexity and limited skills of workers, manual programming more difficult.CNC machining applications can greatly improv

7、e productivity, stability, processing quality, shorten the processing cycle, increasing the production of flexible, to achieve a variety of complex precision components for the automation of processing, easy to implement in a factory or workshop computer management, reducing the total number of work

8、shop equipment, saving manpower, improve labor conditions, help speed up product development and upgrading, and improving the ability of the market to adapt and improve their overall economic efficiency.In this paper, UG NX 8.5 as a tool,complete the adjust frame three-dimensional modeling . Include

9、: First, based on the adjusted frame structural features and technical requirements, in its process analysis, to determine the part of the processing methods. Then, using UG / CAD module to complete the part geometry parametric modeling. On this basis, the use of UG / CAM module for NC programming,

10、design the machining line, the tool path, cutting mode and other parameters, to generate a part of the NC program. By checking in a timely manner tool path found between the parts with undercuts and under cut. And through the virtual machining process simulation tools found in advance of the moving

11、parts, jig and tool interference and collision between the determined interference collision occurred and the corresponding position of the NC block, and previous design and NC program to be modified.Keywords：UG;Solid modeling of the helical gear;NC machining simulation;Post-processing第一章 绪论1.1 课题背景

12、及研究意义1.1.1 斜齿轮在现代工业中，斜齿轮在啮合过程中具有传动平稳、振动和噪声较小的特点，在高速、重载传动中被广泛采用。齿轮是传递运动和动力的重要零件，齿轮传动具有传动比恒定、结构紧凑、传动功率大、寿命长及效率高等特点，在机械制造中占有极为重要的位置。斜齿轮传动是应用最为广泛的一种传动方式。随着机械行业的不断发展，各种精密机床不断被研发，对齿轮的成形精度有了越来越高的要求。为了精确模拟齿轮的实际成形过程，就要求对齿轮进行精确的三维建模。为了保证斜齿轮传动的精确性，在齿轮传动设计中，对斜齿轮的精确建模和数控加工仿真显得尤为重要，如何提高和保证齿轮传动的精确性是目前齿轮建模研究领域的重点研究

13、方向。1.1.2 三维建模与数控仿真在现代工业中，齿轮传动是应用最为广泛的一种传动方式。为了保证齿轮传动的精确性，目前，齿轮建模方法有很多，如描点法，参数法，利用插件法等各种方法。1）描点法：构建齿轮参数化模型通用的方法，其建模过程一般为：首先建立齿廓曲线的数学模型，求取曲线上点的坐标，然后根据坐标值描绘出齿廓曲线草图，最后通过各种三维建模软件的三维建模功能建立齿轮的三维模型。它可以推广至各种不同齿廓曲线齿轮的建模，只要建立相应的齿廓曲线的数学模型，利用计算软件求得一系列离散点的坐标值，在三维造型软件中描点绘出齿廓曲线草图后，进行拉伸或者切除等命令即可得到齿轮的三维模型。其建模过程比较繁琐，但

14、只要建立精确的数学模型，多取些型值点就可以获得较高的曲线精度，从而提高三维建模的精度。2）参数法：利用描点法中论述的相应的齿廓曲线算法编写程序，建立一个通用的齿轮模板文件。在进行齿轮建模时只需调用相应的模板文件，通过修改相应参数，自动生成所需的齿轮模型。此种建模方法因模板文件已将描点法中的分析曲线，建立数学模型，计算型值点坐标等过程编写成程序内置，故其界面比较简单。对于常用的标准齿轮建模，只要精度要求不是很高，采用这种方面很方便，用户只需输入参数，就可方便迅速地建立所需的齿轮模型。 3）利用插件法：一种非常便捷的齿轮建模方法。现在的三维建模软件，大多提供了丰富的数据接口，目前市场上有很多发展成

15、熟的第三方插件可供选用，以GearTrax为例，其功能强大且易学易用，用户只需打开其界面，在GearTrax中选定齿轮参数后，点击“绘制”，即可完成齿廓曲线的绘制。然后在各种不同的三维建模软件中通过拉伸、切除特征等一系列操作，即可得到相应齿轮的三维模型。这三种齿轮建模方法都有很强的实用性，用户可根据自身设计需要选择适合自己的齿轮建模方法，以达到最佳的设计结果。我国数控加工中普遍存在着“滞后”的现象，即编程和控制稍有失误，就造成零件几何尺寸的偏差及设备和质量事故，虽然采用空车运转和软材料试切，任然不能避免上述问题，往往导致产品质量保障滞后和市场响应滞后。为了适应21世纪制造业激烈竞争的市场，必须改变这一现状，实现现代企业生产的网络化、规模化、开放化、敏捷化，使其具有柔性和快速响应市场的能力。作为参数化造型功能非常强大的UG软件，以其拥有自动生成数控代码和代码校验的独特优势，广泛地应用于手机外壳、汽车造型以及飞机复杂曲面形状等方面的设计和加工中，并取得了相当满意的结果和可观的效益。1.2 国内外的研究状况及其发展方向.1.2.1 国内三维建模与运动仿真数控机床是按照记录在载体上的信息指令自动进行加工的，当加工对象改变时只需要重新编制数控加工程序，而无需对机床结构进行调整，也不需要制造凸轮、靠模一类的辅助机械