目录
第一章 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 第二章 烟灰缸UG建模„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4
1 建立烟灰缸主体„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 2 直径66的槽„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 3 直径60的槽„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5 4 圆周槽„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 5 4个孔„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8
第三章 烟灰缸仿真加工„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10
1 AutoCAD测绘零件图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 2 整理表格数据„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 3 零件工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 4 刀具„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 5 基准工具„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 6 加工路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 7 对刀„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 8 程序编写„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14 9 加工过程中出现的问题„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16
第四章 心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 17 第五章 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 18 第六章 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 19
第一章 引言
CAD/CAE技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与工
程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论、电子技术等学科知识，以工程应用为对象，实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能。
随着CAD/CAE技术的普及应用越来越深入，CAD/CAE技术正向着开放、集成、智能和标准化方向发展。目前基于不同应用领域的CAD/CAE系统很多，为了便于把CAD系统产生的结果传送给CAM系统使用或者提供给别的CAD系统使用，以实现资源共享，要求不同系统之间能方便的交换有关数据，要求制定出相应的数据交换标准。同时，完善的标准化体系既是我国CAD/CAE软件开发及技术应用与世界接轨的必由之路，也是CAD/CAE技术发展的方向和既定的目标。
目前市场上使用的CAD/CAE软件如AutoDESK、Pro/E、UG、Cimatron、Solidedge、Mastercam、CATIA等等。UG软件只是其中的一种，UG是当今世界上最先进和紧密集成的，面向制造行业的CAD/CAE/CAM高端软件。UG三维仿真设计技术打破了传统二维设计的局限性，使产品设计人员在方案设计阶段就能在计算机上看到完整的设计产品的三维虚拟制造，可以最大限度地减少设计失误，避免设计、加工过程中的浪费和损失，降低成本，缩短设计周期，提高设计质量，增强产品的市场竞争力。
近几年来，随着数控模拟仿真软件的出现，数控技术学习中所面临的这类难题迎刃而解，这类软件在数控实训中的实用性非常强，给我们学习带来了很大的方便。
数控仿真软件是通过计算机编程和建模，将加工过程用三维图形或二维图形的方式演算出来的软件。数控仿真软件可以模拟实际设备加工环境及其工作状态，对数控加工程序进行快速、精确地仿真，验证数控程序的可靠性、防止干涉和碰撞等情况的发生，可作为学生数控操作训练的辅助手段。仿真软件不但能进行仿真加工，而且能测量虚拟工件，同时还可以对工件的加工工艺进行分析。数控仿真软件可实现对数控车、铣、加工中心加工全过程的仿真，能进行毛坯定义，夹具和刀具的定义与选用，零件测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，加工仿真以及错误检测。该仿真系统
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具有比较高的可靠性、安全性和真实性。
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第二章 烟灰缸建模
1. 建立烟灰缸主体
在XOY面绘制线框：先以圆心（0，0）绘制直径39的圆，再画一条与+X方向成45度角的直线，再用“快速延伸”指令使直线与圆产生两个交点。同样方法绘制与+Y方向成45角的直线，用“快速延伸”指令使直线与圆再产生另外两个交点。再加上X、Y方向与圆产生的四个交点。这样，直径39的圆与直线相交有8个交点。再以每个交点为圆心绘制直径36的圆，再用“修剪”指令去掉不需要的部分。然后用“圆角”指令将两条相交曲线倒半径为7的圆角。
然后将草图拉伸30，如图
2. 直径66的槽
用“曲线”指令中的“基本曲线”指令画直径66的圆。再画圆时，首先利用点
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构造器将X、Y、Z坐标值重置到0，然后点确定，再在X坐标栏中输入33，点确定，这样直径66的圆就绘制完成。
然后利用“拉伸”指令将直径66的圆拉伸。首先先选中直径66圆的草图，在
拉伸对话框中结束值一栏中如入6，点击求差。如果拉伸方向向下，点击“反向”，这样方向就会向上。直径66的槽如图
3. 直径60的槽
用“动态wcs”将坐标系移到三维实体上表面，然后用“曲线”指令中的“基本曲线”指令，在上表面画直径60的圆。再画圆时，首先点击“基本曲线”中的“圆指令”，再利用点构造器将X、Y、Z、坐标值重置到0，然后点确定，再在X坐标栏中输入30，点击确定。如图
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然后利用“拉伸”指令将直径60的圆拉伸。首先先选中直径60圆的草图，在
拉伸对话框中结束值一栏中如入12，点击求差。如果拉伸方向向上，点击“反向”，这样方向就会向下。直径60的槽如图
4. 圆周槽
在XOZ面绘制草图。首先选中XOZ面，再沿轮廓画一条线，再利用“圆弧”指令绘制圆弧，使用圆弧指令时选用“三点圆弧”。然后用“约束”指令将直线固定，把圆弧的中心固定在0点。如图
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然后拉伸草图。首先选中草图，然后拉伸指令，在使用“拉伸”指令时，选择“对称拉伸”，起始值与结束值要大于37.5。然后点击求差，这样就产生前后两个圆周槽，如图
另外两个圆周槽。，做法和上面一样，不过要在YOZ面绘制草图，然后拉伸、求
差，产生左右两个圆周槽。如图
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5. 四个孔
首先用“动态wcs”将坐标系移到直径60槽的上表面，然后用基本曲线画一个直径17的圆，再沿X方向画一条直线，要与圆相交。再用“孔”指令直接绘制实体。如图
然后利用“实例特征”中的“环形阵列”指令，产生4个孔。使用环形阵列时，首先在过滤器中找到刚才做的孔，然后点确定，在下一对话框中数字一栏填4，角度
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一栏填90，然后点确定，然后选择“点和方向”，选择Z方向，点确定，再重置一下，然后点确定，再点击是，这样4个孔就完成了，然后将实体移到1图层，基准面移到61图层，草图移到21图层，曲线移到41图层，这样烟灰缸就完成了，如图
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第三章 烟灰缸仿真加工
1.AutoCAD测绘零件图（标出节点数值及编程坐标系）
2整理数据表格（节点坐标） A (-37.5, 0) B (-33.32, 11.54） （-11.54，33.32） (31.72, 15.4) (31.72，-15.4） (-11.54,-33.32) (-33.32, -11.54) （8.5，0） C F I L O S V (-31.72， 15.4） (11.54，33.32） (33.32, 11.54) (15.4, -31.72) (-15.4, -31.72) (-8.5，0) (0，8.5) D （-15.4，31.72） E G (15.4, 31.72) J (33.32, -11.54) H K N R U M (11.54, -33.32) P T (-31.72 ,-15.4) (0，8.5)
3零件工艺分析
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(1)机床：立式加工中心
(2)材料：低碳钢大小为76*76*40的长方体毛坯
(3)夹具：选择工艺板作为夹具。（单击“夹具”，选择“毛坯”，在选择“工艺板”） 4刀具 序号 1 2 3 4 刀具 类型 DZ4000-10 平底刀 SC216.19.08-40 平底刀 DZ-BS-8 球头刀 钻头-8 钻头 刀具名称 直径 10 40 8 8 圆角 半径 0 0 4 0 总长 110 120 120 100 刃长 50 12 19 20 5基准工具选择测量棒 6加工路线：
先用面铣刀铣端面至35mm,然用D20的平底刀铣外轮廓，再用D40的平底刀铣直径为60的槽，再用D8的平底刀铣4个圆周槽，再用D8的钻头钻孔。
调头装夹后，用面铣刀铣端面至尺寸，，然后用D40加工D66的工艺孔。 7对刀
选择立式加工中心，定义合适尺寸的零件毛坯，选择工艺夹具（工艺板），然后将毛胚安装到工作台上。进行选刀，后选择基准工具(测量棒)，点“塞尺检查”，选择1毫米的。安装完毕后按下紧急停止按钮，待机床正常启动后先回原点（X-Y-Z回到最大位置）。先利用测量棒，进行X方向和Y方向对刀。Z方向利用刀具对刀。采用平均值法对出X方向的几何中心坐标。
首先回到机床参考点，然后测量棒下移，移动工作台（前后左右），先对X方向对刀，当测量棒接近工件时，如图
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此时，将控制面板上的手动脉冲按钮打开，利用手轮调节测量棒与工件之间的距离，如图
微调X方向的移动量，当界面显示合适时，停止X方向坐标，并记下当前值x1，如图
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然后将Z轴抬起，把X轴向与刚才相反的方向移动，然后Z轴下移，利用手轮微调X，使测量棒与工件无限接近，直至界面显示合适时，停止摇动手轮，记下当前值X2，如图
然后将(X1+X2)/2的值输入到G54坐标系中。 Y方向对刀同X方向对刀。
X.Y方向对好刀后，将Z轴上移。主轴停，换下测量棒，装上刀具。然后开主轴，刀具下移，当接近工件时，同样将手动脉冲按钮打开，微调刀具与工件的距离，当刀具切到工件第一刀时（产生切削的时刻），记下当前值，并输入到G54坐标系中。
对其他刀具进行长度补偿和半径补偿设置
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8程序编写 (1)加工上表面
主程序 O1001;
G21G94G40G49G80G90G54Z100.; G91G28Z0.; M06T01; M03S1000; G00X-50.Y-50.; G90G00Z5.; G01Z0.;
M98P00061002; G90G00Z100.; G91G28Z0.; M05; M06T02; M03S500;
G90G43G00Z5.H02; X0.Y0.
G01Z-12.F50; G00X10.Y0.;
G02X10.Y0.I-10.J0.; G00Z5.;
G49G00Z100.; G91G28Z0.; M05; M06T03; M03S500;
G90G43G00Z5.H03;
G00X43.Y0.; G00Z-4.; G01X25.F50; G00X-25.Y0.; G01X-43.F50; G00Z5.;
G00X0.Y-43.; G00Z-4.;
G01X0.Y-25.F50; G00X0.Y25.; G01X0.Y43.; G00Z5.;
G49G00Z100.; G91G28Z0.; M05; M06T04; M03S300;
G90G43G00Z5.H04;
G98G81X8.5Y0.Z-16.R-4.F50; X0.Y-8.5; X-8.5Y0.; X0.Y8.5;
G49G00Z100.; G91G28Z0.; M30;
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子程序 O1002
G91G01Z-5. F50;
G41G00X-37.5Y-50.D01; G01X-37.5Y0.;
G02X-33.32Y11.54R18.; G03X-31.72Y15.4R7.; G02X-15.4Y31.72R18.; G03X-11.54Y33.32R7.; G02X11.54Y33.32R18.; G03X15.4Y31.72R7.; G02X31.72Y15.4R18.; G03X33.32Y11.54R7.; G02X33.32Y-11.54R18.; G03X31.72Y-15.4R7.; G02X15.4Y-31.72R18.; G03X11.54Y-33.32R7.; G02X-11.54Y-33.32R18.; G03X-15.4Y-31.72R7.; G02X-31.72Y-15.4R18.; G03X-33.32Y-11.54R7.; G02X-37.5Y0.R18.; G01X-37.5Y10.; G40G00X-50.Y-50.; M99
（2）加工D66的工艺孔 程序如下 O1001;
G21G94G40G49G80G90G54Z100;M03S800; G00Z5.;
G00X0.Y0F50; G01Z0.F100; G01Z-6.; G01X13.Y0.;
G02X13.Y0.I-13.J0.; G01X0.Y0.; G00Z100.; M30;
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9加工过程中出现的问题
1忘记设刀补，导致加工不正确，有时也能遇到这样的情况，刀补设的太大，影响加工尺寸。
2 在加工的过程中，有时遇到这样的问题，半径起始值与终止值之差超过规定值，经过检查的得出问题出于程序有误。
3 加工一半后，突然显示“主轴运转的过程中不能进行换刀”，后来知道忘了先回换刀点。
4在做练习一时，做了几次都加工不出正确的零件，后发现我所编写的程序的工件原点和我在仿真上的不一致，经过改正加工加工出来了。
5经常会出现这样，刀具一次切削的深度太大，要分层切。
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第四章 心的体会
经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
我学会了对相关科技文献的检索，一切科学研究都是建立在前人研究的基础之上的。因此，对于相关文献资料的检索显得尤为重要。在现代社会中，随着计算机的普及以及网络技术的发展，，对于文献的检索已经从图书馆的纸质资料转移到网络平台下的电子文档。通过毕业设计，我详细的学习并掌握了中国知网、万方数据库等数据库的检索与使用。
通过这次毕业设计还使我了解了科技论文的写作规范，熟悉了office系列软件在文字处理与排版等方面的使用。
这次毕业设计不是简简单单的完成了一个课题，而是使我初步的掌握了科学研究的步骤与方法，巩固了我的专业知识，练习了我的实际操作能力，锻炼了我分析解决问题的能力，为今后的科研工作打下了坚实的基础。
在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
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第五章 致谢
通过这次毕业设计，我认识到所学知识的重要性，同时为能够把所学知识应用到实际生活中感到高兴。在设计过程中我查阅了大量的资料，大大的提高了我的文献检索的能力，同时也巩固了以前所学的知识，促进了对UG以及数控仿真加工方面的了解。我相信这对我以后的工作大有好处。
当然，要感谢我的指导老师孙斌对我的指导和帮助，在整个毕业设计过程中，孙老师一直关心我的进度，推荐了一些参考资料给我，给我提出了很多有意义的建议，他严谨的治学态度给我留下了深刻的印象，对我即将走向工作岗位有很大好处。
由于我的水平和经验有限，本设计中难免会出现不足之处，诚请老师批评和指正!
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第六章 参考文献
1 裴炳文主编.数控加工工艺与编程. 机械工业出版社，2008，5
2 李体仁，夏田，杨立军编著.加工中心编程实例教程.化学工业出版社，2006，6 3 田春霞主编.数控加工工艺.机械工业出版社，2008，2 4 郭玲文.AutoCAD 2005使用教程.机械工业出版社，2005，6 5刘魁敏主编.机械制图与计算机绘图.机械工业出版社，2005，9
6 刘向阳，占向辉，张思光.UGNX4.0 CAD详解教程.清华大学出版社，2007，4 7 洪如瑾编著.UGNXCAD快速入门指导.清华大学出版社，2003，2 8 宋春华.UG工业设计实例.机械工业出版社，2002，10
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