導(dǎo)語：曲面零件造型設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1平面曲線輪廓零件數(shù)控仿真加工

常見的平面曲線輪廓有拋物線方程曲線、橢圓方程曲線輪廓、玫瑰花瓣方程曲線輪廓等。一個(gè)玫瑰花瓣輪廓的零件，其主要外形是由極坐標(biāo)方程表示的平面曲線構(gòu)成的平面輪廓凸臺(tái)，玫瑰花方程是：RP＝100sin（3AP），其中100表示玫瑰花外接圓半徑，3表示玫瑰花瓣的數(shù)量，AP為極角，取值范圍在0°~360°內(nèi)，但是在每?jī)蓚€(gè)花瓣有R30.5mm的圓弧相連。

1.1工藝的裝夾

玫瑰花瓣零件的毛坯外形為圓柱形，僅有玫瑰花瓣輪廓需要加工，表面粗糙度有一定的要求，其余為非加工表面，可預(yù)先在車床上車出工件的外圓及端面表面粗糙度值達(dá)Ra6.3即可，以便加工輪廓時(shí)的裝夾與找正。選擇在數(shù)控加工中心機(jī)床上仿真加工玫瑰花瓣形狀工件。選用自定心卡盤裝夾工件，先將自定心卡固定工作臺(tái)上，校正自定心卡盤與工作臺(tái)面平行。

1.2基于UG的玫瑰花瓣零件的三維造型及仿真加工

UG軟件起源于美國麥道飛機(jī)公司，它不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型虛擬裝配等功能，而且可用UG建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于數(shù)控的加工仿真。在UG中首先建立玫瑰花瓣零件的三維模型和毛坯模型，如圖2所示。為了在毛坯中顯示玫瑰花瓣零件的輪廓，將毛坯設(shè)置為透明狀態(tài)。選用準(zhǔn)24mm立式銑刀順銑方式仿真加工玫瑰花瓣形狀外形輪廓，主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，進(jìn)給率為500mm/min。刀具長度補(bǔ)償為H01，半徑補(bǔ)償為D01?？紤]到玫瑰花瓣零件的曲面空間的復(fù)雜性，提高加工效率應(yīng)允許刀具側(cè)刃參與切削，刀軸設(shè)置為側(cè)刃驅(qū)動(dòng)體，切削參數(shù)設(shè)置中“部件余量便置”2mm。非切切削移動(dòng)參數(shù)中的“進(jìn)刀類型”為線性。長度為60%刀具，切削模式選擇跟隨部件。其余相關(guān)參數(shù)的由系統(tǒng)自動(dòng)生成默認(rèn)值。在玫瑰花瓣零件在UG中生成的刀具路徑，在界面中以不同顏色的線框或?qū)嶓w形式仿真刀具路線。用戶可直觀地觀看刀具動(dòng)態(tài)仿真加工過程，通過創(chuàng)建刀具軌跡和創(chuàng)建幾何體毛坯來實(shí)現(xiàn)刀具路徑可視化的驗(yàn)證過程。

1.3程序的后置處理

UG后置處理在讀取了玫瑰花零件的刀具位置的點(diǎn)位和控制刀具運(yùn)動(dòng)的其他信息，經(jīng)后置處理生成NC指令，進(jìn)而生成適合指定機(jī)床的NC代碼。但生成加工程序段比較長（NC程序省略），用戶可以在自動(dòng)生成的程序基礎(chǔ)進(jìn)行編輯修改，得到真實(shí)加工的NC程序。

2立體曲面輪廓零件的仿真加工

立體半橢球，是以半圓為母線，經(jīng)回轉(zhuǎn)形成的幾何特征形體。用平行于坐標(biāo)平面的平面去截取橢球，得到的截形均為橢圓，體現(xiàn)真正意義上的立體曲面。手工編制橢圓球的程序難大較大，盡管宏程序可以對(duì)立體橢球中變量進(jìn)行賦值、且變量之間可以運(yùn)算，并能實(shí)現(xiàn)邏輯判斷。但即使編制出來，將會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，同時(shí)需要編程人員具有較強(qiáng)的數(shù)值分析和計(jì)算能力，且直接影響到下一步的仿真加工。但如果我們運(yùn)用UG軟件強(qiáng)大的造型和仿真和仿真功能，可以不需要進(jìn)行手工編程，只需要進(jìn)行三個(gè)過程，即可完成仿真加工和程序編制。第一步，直接根據(jù)立體半橢球零件圖在UG中畫出零件草圖，然后經(jīng)過回轉(zhuǎn)命令，造出橢球的三維實(shí)體，在裝夾立體橢球的毛坯裝夾時(shí)，選用機(jī)用平口鉗裝夾毛坯。第二步，通過創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體、創(chuàng)建操作等模塊進(jìn)行仿真加工，在創(chuàng)建刀具中，視橢圓大小選用合適的平底鍵槽銑刀進(jìn)行立體橢球粗加工仿真，精加工仿真時(shí)，選擇球頭銑刀進(jìn)行立體橢球的精加工外形輪廓仿真。創(chuàng)建幾何體時(shí)，選擇毛坯的上表面為機(jī)床坐標(biāo)系，依次選毛坯和要加工最終零件加工所得幾何體，分別為圖中長方體毛坯和透明方體內(nèi)立體半橢球，如圖5所示。粗加工仿真時(shí)選逆順方式從上向下一層一層向下加工。精加工仿真時(shí)順銑方式進(jìn)行加工。序，以下是UG中程序創(chuàng)建生成的部分程序段內(nèi)容，但UG中生成的程序段一般比較長，因此需要我們經(jīng)過進(jìn)一步的修改、刪減，編輯成最終實(shí)際加工所需的程序。

3結(jié)語

UG軟件既可以完成精度的代數(shù)曲面的設(shè)計(jì)，也可以完成復(fù)雜多變的自由曲面的設(shè)計(jì)。本文首先在UG環(huán)境完成了玫瑰花瓣零件和立體半橢球零件的曲面三維造型，在分析數(shù)控加工工藝分析的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體、創(chuàng)建操作、后置處理。對(duì)玫瑰花瓣零件和立體半橢球零件的刀具軌跡的仿真加工。打破了先進(jìn)行手工編程再進(jìn)行仿真加工的慣用的仿真加工方法，為平面曲面零件和立體曲面輪廓的仿真加工提供了一般方法和步驟。因此充分運(yùn)用UG軟件強(qiáng)大曲面造型設(shè)計(jì)功能和數(shù)控加工仿真研究的一般方法，為實(shí)際加工提供刀具軌跡參考和程序參考，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)作用。

作者:胡小青覃才友李小汝單位:四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院