UG汽车轮毂
数控加工工艺综合实践论文大纲
目 录
绪论 (2)
MASTERCAM 软件的介绍 (2)
UG 软件介绍.............................................................2 1．零件设计思路.. (3)
2．ABS 材料性能介绍 (3)
3．汽车轮毂外形曲线曲面设计..............................................................4 4. 输出文件IGES ...................................................................................13 5．1传入文件并加工.............................................................................15 5.2外形加工...........................................................................................16 5.3曲面挖槽粗加工................................................................................22 5.4 使用3D 等距精加工........................................................................24 6．后处理................................................................................................25 7．结论....................................................................................................26 8．总结....................................................................................................26 9、谢辞........................................................................27 参考文献.. (27)
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绪论
Mastercam 软件介绍
Mastercam 是美国CNC 公司开发的基于PC 平台的CAD/CAM 软件。该软件自1984年问世以来，就以其强大的三维造型于加工功能闻名于世。根据国际CAD/CAM 领域的权威调查公司最新数据显示，它的装机数量居世界第一。
基于PC 平台的Mastercam 软件，虽然不如工作站级软件功能全、模块多，但就其性价比来说更具有灵活性。它对硬件的要求不高，且操作灵活，易学易用，能使企业很快创造效益。
伴随着全世界范围内机械加工技术的发展和计算机技术的进步，“面向产品”设计的三维设计软件系统日益完善，它们的发展大大超出了设计师们的预想。目前，Mastercam 软件被
广泛应用于航天、机械、电子、汽车、家电、玩具、模具等多种行业中。
Mastercam 采用图形交互方式自动编程。交互式编程是一种人机对话的编程方法，编程人员根据屏幕提示的内容于计算机对话，选择菜单目录或回答计算机的提问，直至将所有问
题回答完毕，然后即可自动生成NC 程序。NC 程序的自动产生是受软件的后置处理功能控制
的，不同的加工模块（如车削、铣削、线切割等）和不同的数控系统对应于不同的后处理文件。软件当前使用哪一个后处理文件，是在软件安装时设定的，而在具体应用软件进行编程之前，一般还需要对当前的后处理文件进行必要的修改和设定，以使其符合系统要求和使用者的编程习惯。
UG4.0软件介绍
Unigraphics NX 4.0中文版（简称UG／NX4.0），其功能覆盖了整个产品的开发过程，即覆盖了从概念设计、功能工程、工程分析、加工制造到产品发布的全过程，在航空、汽车、机械、电器电子等各工业领域中应用非常广泛。
UG 软件起源于美国麦道飞机公司，自20世纪60年代起成为商业化软件以来，一直被全球众多知名公司所采用，UG 软件在客户需求驱动下，汽车多个大型工程项目的实际考验，被公认为世界一流的企业级CAD/CAM/CAE 一体化软件之一。
汽车轮毂模型设计
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（1） 用UG 造型把汽车轮毂的模型先造型出来 （2） 用Mastercam 编程加工外形
（3） 上机床加工上下两面，材料为ABS ，材料特性如下：
ABS 塑料
化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene 比重:1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7% 成型温度：200-240℃ 干燥条件：80-90℃ 2小时 特点：
1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS 差一点，比PMMA 、PC 等好，柔韧性好。
用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.
成型特性：
1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.
2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.
3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方
法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS 工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。
汽车轮毂设计
一、 轮毂外形的设计
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1、 新建文件
在开始菜单中打开UG NX4 然后点新建
，输入文件名，单位选择毫米，点击开始——建模
2、 用基本体素法做轮毂外行曲线 单击基本曲线命令
，在弹出的对话筐中选取点方式为点构造器
在弹出的对话框中输入坐标点1（80，150，0）按确定后继续输入坐标点2（80，200，0）按确定后继续输入坐标点3（90，198，0）…… 按照这个方法继续输入坐标点4（X90，Y178），坐标点5（X100，Y175），坐标点6（X110，Y110），坐标点7（X175，Y100），坐标点8（X190，Y168），坐标点9（X200，Y165），坐标点10（X200，Y170），关闭对话框退出。得到下图
图2-1 连续曲线
继续选择命令基本曲线，与以上同样的方式画连续线，坐标分别为1（X565，YO ），2（X565，
Y100），3（X550，Y100），4（X550，Y90），5（X490，Y95），6（X485，Y70）关闭对话框确定，得到下图：
图2-2 第二条连续曲线
画圆弧，点击基本曲线
，选择圆弧命令，并选择圆弧，生成方式为起点，终点，半径。
在下面的跟踪栏里面半径输入
得到下图
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图2-3 得到圆弧
3、 构建底部曲面的线框 单击基本曲线
，选择点方式为点构造器
输入坐标点（240，100，0）
单击后退，在跟踪栏上输入角度-12.5度，长度300，按下回车后
退出得到下图
图3-1
画圆弧，单击圆弧命令
，在对话框中选取参数，开始点选择切线，输入半径值，输入
坐标值（470，30，0）得到圆弧如下图
图 3-2 得到圆弧 选择基本曲线，修剪
。选择要修剪的线，选择修剪边界
确定后得到
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图3-3 最后修剪结果 4、 旋转曲线产生轮毂外形曲面 单击命令回转
，选择要旋转的几何如下：
图4-1 旋转几何区 选择旋转轴为YC 轴， 以原点为确定矢量点。
旋转45度后得到曲面如图：
图4-2 旋转成曲面 同样的方法旋转底部曲线。 5、 构建凹槽曲面投影轮廓线 移动坐标原点，单
击，出现对话框为一个点构造器，设置移动坐标Y400，
旋转坐标
，绕X 轴选择90度。画直线，单击基本曲线
，选择点构造器，以原点为起
点（重置——确定——后退）
图5-1 在跟踪栏输入长度和角度 按回车确定。
以同样的方式画第二条直线，角度和长度分别为37和550。
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画两个圆，半径分别为420，250，得到下图：
图5-2 两个圆
分割两个圆和两条直线，根据边界以点构造器的方式分割（编辑——曲线——分割）：
图5-3根据边界选择对象 图5-4 选择点构造器
图5-5 选择分割点
确定后分割成功，以同样的方式分割其他曲线，把多余线段删掉后得到下图：
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图5-6 分割结果
四边倒圆角，半径为20。单击基本曲线
，点击曲线倒圆。（注意逆时针选择）
图5-7 倒圆 图5-8 倒圆结果 6、 构建外形曲面投影轮廓线
单击偏置命令
，弹出对话框，选择要偏置的曲线，设置偏置参数
图
6-1 偏置参数 图6-2 偏置结果
7、创建外形曲面和凹槽曲面的投影线
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单击投影命令，选择要投影的曲线，点鼠标中键盘，然后选择要投影到的面，选择方向方
式如图7-1：
图7-1 选择相对于矢量角度 图7-2 选择 -Z 轴 确定后得到如图7-3：
图7-3
同样的方法，把另外一条曲线投影到底部曲面，结果如图7-4：
图7-4 投影结果 8、 利用投影线分割曲面 选择分割面命令
，如图8-1：
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图8-1 分割面 选择后按中键确定，选择分割线，如图8-2：
图8-2 分割线 点击确定得到下图8-3：
图8-3 分割效果图
同理，分割底部曲面，然后隐藏多余面得到下图8-4：
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图8-4 得到两个面
9、 产生凹槽曲面
选择命令通过曲线组
，弹出对话框如图9-1：
图9-1 图9-2
选取第一条截面线如图9-2，按中键确认，继续选择第二条截面线，按中键确定，完成凹槽曲面如图9-3：
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图9-3 凹槽曲面 10、 旋转复制曲面 选择变换命令
，弹出对话框
选择类型片体，选择所有片体 确定后出现对话框如图
10-1
图10-1 变换类型 图10-2
选择绕直线旋转弹出下一个对话框如图10-2，选择现有的直线，并选择直线如下图10-3：
图10-3
谈出对话框中输入角度45，然后点确定，弹出下一个对话框中选择复制操作 选择复制后围成一个轮盘形，如下图10-4：
图10-4 外形曲面 偏置成确定后得到下图10-5：
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图10-5 轮毂实体
11、 把实体输出到Mastercam,进行加工该模型 选择保存该模型，然后选择文件导出如图：
图11-1 导出该模型格式
弹出对话框中选择指定IGES 文件
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图11-2 指定IGES 文件 在弹出的对话框中输入文件名后退出。
确定后点击类型选择，选择所有的实体如图11-3：
图11-3 选择要导出的图形 单击确定后文件已经用IGES 格式传到你所选定的文件夹。
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图11-4 传送过程
图11-5 传送完毕
二、 传入Mastercam 加工该模型
找到该文件夹，用Mastercam 方式打开该文件夹
图1-1
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图1-2 Mastercam 打开效果图 1、 外形加工 定义零件的毛坯 （1）、根据加工要求定义其毛坯的大小。选择主菜单中的刀具路径——工作设定命令。 （2）、系统弹出工作设定对话框，如图1-3所示。
图1-3 定义毛坯尺寸 （3）、工件原点定在系统的原点处（如果中心不在原点处，就点主菜单中的转换命令来实现移动零件） （4）、完成毛坯定义的图形如图1-4所示，其中虚线部分为毛坯范围（等角视图）
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图1-4 完成毛坯定义 2、 启动外形加工
（1） 选择主菜单中的刀具路径——外形铣削——外形铣削——串连命令。 （2） 直接选取如图2-1所示的直线。
图2-1 串连的图形及串连后图形 （3） 选择执行命令 3、 定义刀具参数
（1） 在上一步选择执行命令后，系统弹出如图3-1所示的刀具参数设置对话框
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图3-1 刀具参数设置对话框
（2） 根据零件的尺寸大小及其形状特征，在进行外形铣削加工时选用直径12的平铣刀。 （3） 在如图3-1所示的刀具参数设置对话框中的空白区右键单击，选择从刀库中选取刀具
命令。
（4） 系统弹出如图3-2所示的刀具管理员对话框，从中选取所需加工刀具。
图3-2 刀具管理员 （5） 设置刀具参数如图3-3所示。
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图3-3 设置刀具参数 4、 定义外形铣削参数
（1） 外形铣削参数设置如图4-1所示。
图4-1 设置外形铣削参数
（2） 由于考虑到毛坯在XY 平面的余量较大，不适合一次切削完成，则选用平面多次铣削，
设置平面多次铣削参数如图4-2所示。
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图4-2 设置平面多次铣削参数
（3） 该零件的加工厚度有220，也不适合一次性切削完成，需对其Z 轴进行分层加工，设
置Z 轴分层铣深参数，如图4-3所示。
图4-3 设置Z 轴分层参数
（4） 设置进退刀参数如图4-4，为了减小空刀路径，适当地将进退刀长度和切入切出圆弧
的半径设小点。
5、 生成刀具路径
完成参数设置后，该零件的外形铣削加工的刀具路径如图5-1所示。
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