宜宾职业技术学院
毕业设计

题目：基 UG 铣削零件动编程仿真加工



系 部 现代制造工程系
专 业 名 称 数控技术
班 级 数控 11701
姓 名 杨学关
学 号 201718684
指 导 教 师肖善华（教授）






2019 年 9 月 25 日


基 UG 铣削零件动编程仿真加工
指导老师：肖善华
2017 级数控技术专业 学号：201718684 姓名：杨学关
摘
数控技术高低衡量国家制造业力重标志着国计算机技术制造
水断提高数控加工编程程序动化仿真技术成数控技术中重
方面UG 交互式 CADCAMCAE（计算机辅助设计计算机辅助制造计算机辅助
工程）软件进行建模产品设计运动仿真数控加工编程限元分析等
数控加工言现复杂零件编程电脑编程样高效提高力需完成
工作准确迅速目前 UG PC 应取迅猛增长模具行业里已成
流应文利款功非常强软件分析软件数控机床仿真软件
UG(CADCAMCAE)VERICUT 相结合模拟三轴四轴机床运动程利完成
零件仿真文容：1运 UG 完成零件模型建立利数控加
工模块功生成刀具加工轨迹数控程序2运 VERCUT 软件建立刀柄刀具
建立工件坐标毛坯3 VERICUT 调机床(现实加工机床例 11)刀具库
程序利仿真模块实现完全真实虚拟加工
关键词：数控仿真UGVERICUT数控加工










Ⅰ
目录
1 绪 1
11 研究背景意义 1
12 数控仿真技术 2
2 软件简介 4
21 UG 简介 4
22 VERICUT 简介 5
3 零件加工工艺设计 6
31 分析零件 6
311 工件装夹 6
312 刀具选择 7
313 切削量确定 7
32 填写工艺文件 10
321 机械加工工艺程卡 10
322 数控加工工序卡 11
323 数控加工刀具卡 13
33 冷液确定 14
4 模型建立编程 15
41 实体零件建模 15
42 零件刀路创建 17
43 结 17
5 VERICUT 仿真加工 22
51 仿真加工界面 22
511 系统选择 22
513 毛坯选择 22
514 坐标系建立 22
515 刀具建立 22
Ⅱ
516 程序导入 23
517 加工窗口 23
518 切欠切检查 24
6 总结 25
参考文献 26
致谢 27
附录 28
















1
1 绪
11 研究背景意义
早铣床美国 E惠特尼 1818 年创造卧式铣床铣削麻花钻螺旋
槽美国布朗 J R 1862 年创造第台万铣床升降台铣床锥形1884
年出现龙门铣床20 世纪 20 年代出现半动铣床1950 年铣床控制系统
方面发展快数字控制应提高铣床动化程度尤 70 年代
微处理机数字控制应提高铣床动化程度
21 世纪制造业兴起时代计算机辅助设计计算机辅助制造技术浪潮席卷
全世界影响全部技术领域击传统力工作模式数控机床助强编程
软件 UGUG CADCAMCAE 结合间切换具强数控加工力
功强
现企业缩短产品生产周期提高市场竞争力企业招聘相
关技术产品设计中三维绘图软件 UG采特征建模实体建模参数
图纸建模等方便设计出三维实体模型利三维实体模型动生成二维工程图
生产前动态模拟装配程进行干涉检查重零部件进行限元分析
优化设计模拟数控加工生成零件工艺规程三维绘图必制造业
流
CAM(计算机辅助制造)指利参数化数设置生成数控加工程序
长期直梦想 CAM 软件够独立运转通常需知识技丰富
操作员选择合适铣刀优化佳刀路需参数策略现复杂零件编程
考虑快速高效工已动编程相中 UG 中 CAM 模块实现动编
程解决力需解决问题极程度解决动化产业部分
CAM 编程运国家涉广制造产业军工企业等等通次毕业设
计前学专业知识次综合运巩固扩展学基理专业知识
培养探索创新精神实践力通次设计够进步深入掌握模型设计
制造技术

2
12 数控加工仿真技术
计算机数控仿真应计算机技术数控加工操作程进行模拟仿真门新技
术该技术面实际生产程机床仿真操作加工程刀具运动轨迹逼真现
学生数控加工着直观认识软件仿真反复动手进行数控加工操
作效解决数控成昂贵定危险性培养全面熟练掌握数控加工技术
实型技方面发挥显著作
数控加工程序参数设定完成没进行零件加工前需加工程序进
行正确性法检验果处理程序中存错误者刀具选择合理导致工件
切者欠切工作台刀具碰撞等问题工件切者欠切零件报废重原
刀具加工环境间发生碰撞非常危险进行正式零件加工前
数控加工程序进行正确性检验必少步骤
传统加工程序检验方式般工检查试切前面项完全机床操作员
验简单数控加工程序进行检验太复杂工检查太现实
零件试切零件进行试加工根试加工程加工结果检验程序正确性
种检验方式相工检查方式言检查复杂程序效率低成
高需占机床进行加工增加时间成尤型复杂工件更
计算机视化技术发展数控加工切削程进行计算机仿真成采
计算机仿真加工进行数控程序正确性检验直观结果程快速成较低
助缩短生产时间提高产品质量减轻编程员工作量时提高数控机床
率
3
2 软件简介
21 UG 简介
UG Unigraphics 缩写集 CADCAMCAE 功体软件集成系统
款软件功强实现种复杂实体造型建构诞生初基
工作需着计算机发展全球户迅速增长UG 计算机应取
迅猛增长目前已成模具行业三维设计流应
UG CAD 功模块出色三维实体建模方面果 Auto CAD 软件作
杯水 UG 片湖 UG 基 Auto CAD 三维更全面 Auto CAD
二维画图工具然 Auto CAD 三维画方便UG CAD 模块
功 1实体建模(实体建模集成基约束特征建模显性建模两种方
法提供符合建模方案够方便建立二维三维模型扫描旋转实体
布尔运算表达式实体建模特征建模形状建模基础)2特征建模(圆柱
体长方体类)3形状建模(曲面建模合体)4工程制图 5装配建模
UG CAM 模块 UG 计算机辅助制造模块该模块提供 NC 加工建立编辑
提供包括铣轴铣车削钣金等加工方法交互操作具置处理支
持置设置支持
UG CAE 模块工程设计中计算机辅助工程指计算机辅助求解分析复杂工程
产品结构力学性优化结构性等 CAE 模块做静态结构分析动态
分析研究线性非线性问题分析结构(固体)流体电磁等
总说 UG 首先建模然 CAM 模块实现编程复杂零件应 CAE
模块分析运动性结构问题确保零件实际生活中性
22 VERICUT 简介
VERICU 软件美国 CGTECH 公司开发数控加工仿真软件数控程序验证模块机
床运动仿真模块轴模块机床模块实体较模块仿真数控车床铣床
加工中心龙门机床轴机床等种加工设备数控加工程进行数控加工程
序优化缩短加工时间合理安排刀具改进表面质量检查零件切欠切防止
机床夹具碰撞超行程等错误报警真实三维实体显示切削模型简
单进行尺寸测量保存切削模型供续工位加工VEERICUT 具 CADCAM 接口
4
实现 UG 等软件相互连接运行VERICUT 软件目前广泛应航空航天汽车模
具制造等行业特点仿真种 CNC 系统仿真刀具仿真 CADCAM
置处理程序整仿真程包含程序验证分析机床仿真优化模型输出等
款基实体仿真软件更帮助直观刀具运动轨迹零件产
品节约时间成降低













5
3 零件加工工艺设计
31 分析零件
款模型相关软件建模型进行仿真加工机床法拉克
VMC850 铣床材料选 7075 航空铝该零件材料法进行焊接普通抗腐蚀
性切削加工制造零件 7075 铝合金锌材料中开铝外
元素加少许镁合金材料受热处理达非常高强度特性系列
材料般加入少量铜铬等合金中编号 7075 铝合金尤品高
适合飞机构架高强度配件实际中材料较硬应选硬质合金刀具该零件
毛坯模型 100x105mm该零件表面留刮痕零件图纸图 31 示

图 31 零件简图
311 工件装夹
金属切削加工程中保证工件定位时确定正确位置防止工件切削力
离心力重力等作产生位移振动必须工件夹紧种保证加工精度安
全生产装置称夹紧装置零件图纸分析采三次装夹第次装夹：铣
刀铣夹持面口虎钳夹住毛坯铣六边形第二次装夹：翻面夹住铣圆柱四方
第三次装夹：三爪卡盘夹住六边形铣四方特征
6

图 32 口虎钳
312 刀具选择
刀具选硬质合金刀加工刀具直径 D16 立铣刀C45 倒角刀D6 立铣刀
D4 立铣刀D2 立铣刀详情见表 35
313 切削量确定
进行数控加工时编程员需合理选择切削量切削量包括轴转速背
吃刀量进速度等切削量选择原保证零件加工精度表面粗糙度充
分发挥刀具降低生产成确定方法三类：验估计法查表法分
析计算法
（1）确定背吃刀量
背吃刀量(ap)受机床工件刀具刚度限制原满足工艺
求工艺系统刚度许条件选背吃刀量提高加工效率
保证表面质量零件侧壁底面余量 05mm
（2）确定轴转速
根允许切削速度 Vc(mmin)选取
n (31)
中 Vc—切削速度
D—工件刀具直径(mm)
现选取Φ 16 立铣刀例说明计算程
根切削原理知切削速度高低取决加工零件精度材料刀
具材料刀具耐度等素参考表 31 选取
D
Vc

1000
7
式子 31 表 31 知
n 粗398090rmin
n 精497611rmin
结合实际生产中转速
n 粗3500rmin
n 精4000rmin
刀样中 C45 倒角刀
n1500 rmin
表 31 铣削时切削速度
工件材料 硬度HBS
切削速度 (mmin)
高速钢铣刀 硬质合金铣刀
钢
<225 18～42 66～150
225～325 12～36 54～120
325～425 6～21 36～75
铸铁
<190 21～36 66～150
190～260 9～18 45～90
160～320 45～10 21～30
铝 70～120 100～200 200～400
黄铜 53～56 20～50 100～180
表 32 铣刀齿进量
工件材料
齿进量 (mmz)
粗铣 精铣
高速钢铣刀 硬质合金铣刀 高速钢铣刀 硬质合金铣刀
钢 010～015 010～025 002～005 010～015 铸铁 012～020 015～030
铝 006～020 010～025 005～010 002～005
（3）确定进速度
F zn (32)
cv
Zf
Zf
8
齿进量 选取取决工件材料力学性刀具材料工件表面粗
糙度值等素工件材料强度硬度越高 越反越工件表面粗糙
度值越 越硬质合金铣刀齿进量高类高速钢铣刀参考表
32 选取
现选取Φ 16 立铣刀例说明计算程式子 32 表 32 知
F 粗1750mmmin
F 精400mmmin
实际情况考虑效率操作员进手动改定进速度获佳切削
状态
32 填写工艺文件
工艺文件程中实现成终产品操作文件指工操作
生产工艺理种技术文件工艺文件做正确完整致清晰
切实指导生产保证生产稳定进行
321 机械加工工艺程卡
通零件加工工艺分析零件加工时需种参数需设备
求进行工艺卡片编制表 33表 34表 35表 36 示
表 33 工艺程卡
宜宾
职业
技术
学院
数控加工工艺程卡
产品型
号
零件
图号 01 1 页
产品名
称
零件
名称
轴
零件
第 1 页
材料
牌号
7075 航
空铝
毛坯
种类
铸
件
毛坯外
形尺寸 100x105

毛
坯
制件
数
1
工序
号
工序名
称
工序容
车
间
工
段
设备
工艺
装备
工时
1 备料 100x105 毛坯

准
终
单件

Zf
9
续表 33
2 铣削
铣六边形等特征
数控
加工
中心

口
虎钳
铣圆柱四方等
数控
加工
中心

口
虎钳


铣 A 轴容
数控
加工
中心
三爪
卡盘
3 钳 毛刺
4 检验 量具测量尺寸
编制 杨学关 审核 肖善华 批准 1 页 第 1 页
322 数控加工工序卡
表 34 数控加工工序卡

工厂

数控加工工序卡 产品名称代号
零件图号
01
工序名称 铣削加工

材料 7075 航空铝
设备 VMC850
工序号 2
夹具 口虎钳三爪卡
盘
程序编号
夹具编号

10
续表 34
工步号 工步容 加工面 刀具号 刀具规
格mm
轴转速
（rmin）

进速
度
（mmmi
n）
背
吃
刀
量
mm
备注
1 铣夹持面 T01 D16 800 200 5
2 粗铣六边形
椭圆 T01 D16 3500 1300 1
3 精铣面
底面侧面 T01 D16 3500 1300 05
4 倒角 T02 C45 1500 1000 02
表 35 数控加工工序卡
工步容 加工面 刀具号 轴转速
（rmin）

进速度
（mmmin）
背吃刀量mm 备注
精铣轮廓外形 T01 4000 1500 05
粗加工四方
圆柱 T01 3500 1300 1
铣Ф 45 圆柱
面 T01 4000 1500 05
精加工 70x70
面圆柱
侧面
T01 4000 1500 05
Ф 45 圆柱倒角 T02 1500 1000 02
精加工四方
侧面 T01 4000 1500 05
Ф 100 圆柱开
粗 T01 3500 1300 1
11
续表 35
Ф 100 圆柱精
加工 T01 4000 1500 05
四方特征粗加
工 T03 1000 700 1
四方特征精加
工 T03 1200 900 05
工步容 加工面 刀具号 刀具规格
mm
轴转速
（rmin）
进速度
（mmr） 背吃刀量mm 备注
字母加工 T04 D4 1000 500 05
字母清根 T05 D2 800 500 02
编制 杨学关 审核 肖善华 1 页 第 1 页
323 数控加工刀具卡
表 36 数控加工刀具卡片
产品名称代号 零件图号 零件名称 程序编号
刀具号 刀具名称 刀柄型号
刀具 备注
直径
mm
长度
mm
补偿值
mm

T01 立铣刀 D16
T02 倒角刀 C45
T03 立铣刀 D6
T04 立铣刀 D4
T05 立铣刀 D2
编制 杨学关 审核 肖善华 1 页 第 1 页
12
33 冷液确定
切削加工程中切削层金属变形切屑刀具前面摩擦工件
刀具面摩擦产生量热——切削热量切削热会加剧刀具磨损
切削液更降低成提高加工效率
金属切削加工中切削液带走量切削热降低切削区温度
时切削液起润滑作降低刀具工件刀具切屑摩擦提高加工
质量切削热切削热产生切削温度影响刀具磨损加工精度重素
高切削温度刀具磨损加剧耐度降降低表面质量增加刀具材料
损耗影响生产效率加工质量成合理利切削液提高切削效率保证
加工质量
通查询资料知道常冷液三种表 37 示
表 37 常冷液
冷液名称 成份 作
水溶液 水防锈添加剂 冷
乳化液 水油乳化剂 冷 润 滑 清 洗
切削油 矿物油动植物油极压添加剂 润滑
文中采硬质合金刀具切削速度快需源源断切削液进行冷根
实际考虑般采乳化液更济实惠





13
4 模型建立编程
41 实体零件建模
开 UG80 进入界面图 41 示鼠标点击新建弹出图 42 话框示
话框中输入名称毕业设计然点击保存

图 41UG 界面图 42 模型建立
进入界面左角点击创建草图图 43 示进入草图界面找插入选项找
曲线中边形命令图 44 示次填入数创建六边形

图 43 创建草图图 44 六边形建立
找 UG 中曲线命令中椭圆命令弹出话框图 45 示次输入数
创建椭圆(图 47)示样 UG 中点击圆命令创建圆形草图(图 47)
示

图 45 椭圆建立图 46 圆建立

直线命令画 70x70mm 草图图 47 示图中 47 示 XY
14
面草图总次进行拉伸求求差图 48 示样实体

图 47 四边形建立图 48 拉伸实体
四方画条弧然偏置功圆弧命令画月形槽进行约束
草图图 49 示四方面画条线定位字母处位置然找文
功次填入数图 410 示

图 49 月形槽建立图 410 字母建立
四方画两特征体曲线命令草图图 411 示次曲线命
令四方画六Ф 8 圆约束图 412 示

图 411 圆长方形凹槽建立图 412 六孔建立
四方特征草图约束完全四面草图次进行拉伸求求差
图 413 示样实体 UG 中找倒斜角命令倒四方 4 圆
角倒角实体图 413 示
15

图 413 处理实体图 414 倒斜角
Ф 65 圆柱建实体拉伸Ф 65 圆图 415 示单独实体
整体求面创建刀路中需实体实体建成图 416 示

图 415 拉伸 Ф65 圆图 416 实体模型
42 零件刀路创建
UG 加工模块(图中左边切削工序见表 34) 图 417 示点击加工模块进入
加工界面

图 417 加工界面
进入加工模块次创建刀具 D16C45D6D4D2 计五刀中 C45
倒角刀例子创建刀具图 418 示刀路完成加工工位图 419 示
16

图 418 创建刀具图 419 创建编程
加工模块中设置工位坐标图 420 示中细节栏途
设置偏置设 1 否处理出程序中没 G54 坐标点击型腔铣命令
窗口中设置需加工方式设置选择部件刀深度 1mm切削层 30mm 等
数设置设置完刀路图 421 示

图 420 设置坐标 G54 图 421 六边形椭圆
加工模块中创建面铣命令命令框中设置选择部件边界填入数刀
深度设置 05mm 切削层设置 2mm然设置该命令中加工安全高度结果图
422 示选择精加工底面命令命令中设置部件边界毛坯边界底面
填入数然加工方式设置摆线加工结果图 423 示

图 422 铣 Ф100 面图 423 精铣椭圆底面
加工模块中创建加工侧壁命令中设置部件边界毛坯边界指定加
17
工底面次填入数图 424 示加工方式轮廓加工创建实体轮廓
3D 命令命令中指定选择部件指定倒角壁设置深度偏置 01mm 刀路
图 425 示

图 424 精铣椭圆侧面图 425 椭圆倒角
创建型腔铣命令中设置指定部件指定毛坯填入数图 426
示创建型腔铣设置指定部件指定毛坯切削层 50mm 深切削模式
部件刀 15mm 刀路图 427 示

图 426 精铣六边底面图 427 四方面刀路
剩方法图类似加工坐标方(需机床创建 G54 坐
标相)图中截取部分需知加工工步表 34 示

图 428 中间圆柱加工刀路图 429 六孔加工刀路
18

图 430 字母加工刀路图 431 两特征加工刀路

图 432 月形槽加工刀路图 433 圆倒角


图 434 处理输出
43 结
章中完成零件实体建模零件加工 UG 中建模模块参图纸
实体三维模型建造出程中拉伸文布尔运算椭圆倒角倒
斜角等命令综合起终图纸零件展现出重步
编程 UG 中加工模块加工模块中首先创建加工零件刀具创建
创建刀路刀路容型腔铣面铣壁精铣粗铣等高轮
廓铣变轮廓铣等等合理运书容 UG 中刀路设置参数避免编
程出错
19
5 VERICUT 仿真加工
51 仿真加工界面
VERICUT 界面图 51 示VERICUT 仿真软件里八步骤次
数控系统选择数控机床选择毛坯模型(stock)夹具模型(Fixture)坐标系统
G 代码偏置加工刀具数控程序次填入数进行数控机床仿真加
工

图 51VERICUT 界面图 52 刀柄建立
511 系统选择
系统选择两分 fan10mfanucoi 分三轴四轴选控制系
统
512 机床选择
机床选择电脑中两文件名 VMC850 4a 分三轴四轴加工
513 毛坯选择
实际加工中零件总长需操作员保证毛坯总长设 105mm直径
100mm夹具采模板夹具
514 坐标系建立
坐标系必须建模中坐标系相 VERICUT 中坐标中心(圆心矩
形)够动捕捉出建立坐标系执行步
515 刀柄建立
刀柄建立 VERICUT 中需输入刀柄尺寸信息图 52 示绘制刀柄
轮廓通旋转建立刀柄
516 程序导入
20
UG 中处理(图 420)检查 G 代码否错误 G54 坐标否建立然
VERICUT 中导入程序
517 加工窗口
步骤完成加工三次装夹应该三工位软件问题
工位分开三轴采两工位四轴采工位(工位装夹意思)详情
图 53图 54图 55图 56图 57 示

图 53 六边形椭圆仿真加工图 54 机床视角加工

图 55 四方圆柱仿真加工图 56 四方特征仿真加工

图 57 中间圆柱仿真加工
518 切欠切检查
VERICUT 较模块作进行切欠切检查仿真加工
实体设计模型重合起进行精确较电脑识显示出留工件
切欠切部位显示发生该情况程序行提醒户修改保证加工零件
够满足质量求提高零件加工质量生产效率
21

图 58 模型较 图 59 设计模型
VERICUT 左边栏项目中找 Stock(毛坯)右键单击添加模型文件(模型文
件 UG 中已设计模型) 1stl(设计模型)图 59 示设计模型位
置加工完成工件位置重合添加完毕进入动较功图 58 示然
点击较实现设计模型加工出零件较更加真实反映出加工
出实体零件质量









22
6 总结
文 UG 软件VERICUT 相互结合起建立建模制图仿真体加工
序利仿真加工全程运动状态进行查总结全文出成果
（1）首先利 UG 软件建三维实体模型运加工模块刀路参数进行设置优化
然处理数控程序进行输出
（2）利 UG 制图功三维模型实体进行投影种视图导出桌面格式
DWG 格式然利 CAXA(文未 CAXA 创建图纸程写进文中知道
CAXA 请见参考文献)电子图版制图生成图纸结果见图 31
（3）利 VERICUT 仿真软件建立三轴四轴运动关系链机床添加夹具等完成
装配形成机床三维模型机床配置合适数控系统机床模型见图 54
图 56
（4）述基础通 VERICUT 仿真模块调加工程序加工程进行仿
真见图 55仿真程展示刀具切毛坯余材料终成行程仿真中
会遇种问题刀柄工件碰撞刀具夹具碰撞刀路合理切欠切等
通仿真直观效解决问题降低验证程成提高效率缩短
加工时间
通文进行工作更解 VERIUCT UG 相互结合作二者间
进行数控加工证明种高效准确办法种行办法利未更出现
工智更广泛应讲该方法利数控机床开发通仿真状态
缩短试制实际节约开发成
设计程中遇少困难加工工艺理方面欠缺定参数
考虑问题需工作学中进步提高指导老师肖善华帮助
网资源解文利完成
23
参考文献
[1]张喜江轴数控加工中心编程加工技术[M]北京：化学工业出版社2017
[2]连国栋UG NX 100 完全学宝典[M]北京：机械工业出版社2015
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[13]胡仁喜刘昌丽CAXA2013 入门精通[M]北京：机械工业出版社2015
[14]周开全学生毕业文写作指南成：西南交通学出版社2015











24
致谢
文完成际回顾三学生活禁心潮起伏里首先
感谢指导老师肖善华仅学业予精心指导生活工作等
方面帮助教诲受益匪浅身学终生财富
衷感谢
感谢指导老师肖善华老师学知识生活知识
知识毕业设计够期完成感谢学校予支持帮助感谢学
私帮助时感谢百忙中参加毕业答辩评审老师
感谢关心帮助












25
附图轴零件图


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