基于nx6.0的過濾板工藝設(shè)計(jì)及仿真加工大學(xué)論文

PAGE基于NX6.0的過濾板工藝設(shè)計(jì)及仿真加工【摘要】通過對(duì)UGNX6.0軟件，對(duì)過濾板的圖紙進(jìn)行分析，根據(jù)CAD圖紙的三視圖設(shè)計(jì)其工藝路線。因?yàn)樵撨^濾板的孔類加工過多，所以可以采用加工中心進(jìn)行整個(gè)零件的加工與修整。在設(shè)備選擇完后要進(jìn)行毛坯的合理的選擇，做到精確不浪費(fèi)。由于該過濾板其中的孔較特別還需要二次裝夾。因?yàn)榧庸た撞煌缘毒叩倪x擇也有所不同。設(shè)計(jì)完這些工藝卡就要對(duì)零件進(jìn)行三維建模，編制加工程序。也就是用UGNX6.0進(jìn)行CAM的零件編程以及后處理?！娟P(guān)鍵詞】：UGNX6.0、零件圖樣分析、工藝路線、CAM編程目錄引言 1TOC\o"1-2"\h\z\u一、制定過濾板的加工工藝 2(一)過濾板圖樣分析 2（二）制定工藝路線 3（三）加工設(shè)備選用 3（四）毛坯選用 4（五）夾具選用 5（六）刀具和切削用量選用 5（七）制作工藝卡 5二、編制加工程序 7(一）編制零件的NC程序 7三、仿真加工后處理 14四、過濾板的仿真難點(diǎn) 16（一）畫圖過程中遇到的困難 16（二）難點(diǎn)的分析 16小結(jié) 17參考文獻(xiàn) 18謝辭 19PAGE18引言本文通過NXUG6.0軟件對(duì)過濾板進(jìn)行仿真模擬，在利用UG中的CAM對(duì)過濾板進(jìn)行完整的仿真加工。通過完整的仿真軟件?？梢詮倪x料、刀具、機(jī)床設(shè)備、軟件編程等，對(duì)零件有了一定的空間認(rèn)識(shí)，達(dá)到我們想要得到的結(jié)果。，從而解決完成后的加工不足，在較大程度上去改進(jìn)。雖然電腦軟件的問題還有一些不足，因?yàn)閷?shí)際加工時(shí)候會(huì)面臨很多環(huán)境原因或者人為原因，但是這樣的創(chuàng)新畢竟是人類科學(xué)文明的一大進(jìn)步。所以此文僅供學(xué)習(xí)交流，也是自己對(duì)所學(xué)知識(shí)的整體把握創(chuàng)新。一、制定過濾板的加工工藝(一)過濾板圖樣分析過濾板的圖紙如下圖1-1所示，該過濾板結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，主要有臺(tái)階、孔、螺紋孔、圓角等。圖1-1過濾板零件圖零件材料為ASTMA36,此材料為碳素結(jié)構(gòu)板，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ASTMA36/A36M-03a,本標(biāo)準(zhǔn)適用于橋梁和建筑用的鉚接，螺栓連接和焊接結(jié)構(gòu)，以及一般用途的結(jié)構(gòu)鋼品質(zhì)的碳素鋼型鋼，鋼板和棒鋼。過濾板的主要加工內(nèi)容如表1-1所示。表1-1加工內(nèi)容內(nèi)容要求備注外形零件整體外形，尺寸公差為（+0.25/-0.25)凸臺(tái)零件凸臺(tái)，凸臺(tái)總高48（+0.25/-0.25)，臺(tái)階,23（+0.25/-0.25)。2個(gè)Φ30H13孔外圓直徑30（0/+0.039),深度為貫穿。Φ25H13孔外圓直徑25（0/+0.033),深度為貫穿。8個(gè)M10的螺紋孔螺紋規(guī)格M10*1.5,深度為貫通。4個(gè)M20的螺紋孔螺紋規(guī)格M20*2.5，深度為貫通。ΦSAE16的孔該孔是一個(gè)帶有螺紋與錐度的孔，規(guī)格為16.粗糙度零件上下面粗糙度為1.6，地下臺(tái)階上表面粗糙度為6.3.位置度8個(gè)M10的螺紋孔相對(duì)與基準(zhǔn)ABC的位置度為0.5；4個(gè)M20的螺紋孔相對(duì)與基準(zhǔn)ABC的位置度為0.5；2個(gè)Φ30H13孔相對(duì)與基準(zhǔn)ABC的位置度為0.5；ΦSAE16的孔相對(duì)與基準(zhǔn)ABC的位置度為0.5。平面度凸臺(tái)上表面相對(duì)于基準(zhǔn)A的平面度為0.1.此過濾板的主要加工難點(diǎn)為ΦSAE16的孔的螺紋以及錐度。（二）制定工藝路線此過濾板共需要2次裝夾，毛坯留有一定的夾持量，正面一次加工完成，保證位置度，然后反身裝夾，把夾持部分銑掉，保證總高，并加工Φ25H13孔以及ΦSAE16的孔。1.備料：碳素結(jié)構(gòu)板，180*155*55.2.銑上表面：平口鉗裝夾備料板，銑上表面，見光為準(zhǔn)，夾持厚度為3-5；3.粗銑外形：粗銑零件外形，留0.3精加工余量；4.精銑外形：精銑零件外形至圖紙尺寸；5.外形清根：加工R1圓角至圖紙尺寸；6.打孔：在Φ25H13孔位置打Φ20孔，深度貫通；7.銑孔：銑Φ25H13至圖紙要求，深度貫通；8.打孔：在ΦSAE16孔位置打Φ30孔，深度為19；9.銑孔：在ΦSAE16孔位置上，銑一個(gè)Φ49,深度為0.3的邊緣，在銑一個(gè)錐度為15度上表面圓為Φ35.55，深度為3.5圓臺(tái)。10.攻ΦSAE16螺紋：攻一個(gè)小徑為24,5大經(jīng)為33.3375的螺紋,深度為19；11.打個(gè)M10的螺紋孔：打Φ8.5螺紋底孔；12.攻M10螺紋：攻8個(gè)M10*1.5的螺紋孔；13.打M20的螺紋孔：打Φ17.5螺紋底孔；14.攻M20螺紋：攻4個(gè)M20*2.5的螺紋；15.銑反面：零件反身裝夾，銑反面，保證零件總厚；16.打孔：在2個(gè)Φ30位置打孔打2個(gè)Φ28的孔，一個(gè)深度為28，一個(gè)深度為21，如圖紙所示；17.銑孔：銑Φ30H13至圖紙要求，深度按圖紙要求。（三）加工設(shè)備選用選用FADAL3016L立式銑削加工中心作為加工設(shè)備，該加工中心為水平床身，機(jī)床內(nèi)有盤型刀庫可自動(dòng)換刀。適合小零件的大批量生產(chǎn)。機(jī)床外形如圖1-2所示。圖1-2西門子機(jī)床圖示（四）毛坯選用此過濾板的材料為ASTMA36,這個(gè)材料為美國(guó)牌號(hào)，通過查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的中外材料對(duì)照表，得到ASTMA36對(duì)應(yīng)的是碳素結(jié)構(gòu)板。此材料性能優(yōu)良，適于切削加工，深孔鉆。很據(jù)零件尺寸和機(jī)床性能，并考慮零件裝夾要求，選用180*155*55的塊料作為毛坯，毛坯如圖1-3所示。圖1-3毛坯（五）夾具選用此過濾板分2次裝夾，在加工正面時(shí)，選用毛坯作為基準(zhǔn)，用平口鉗裝夾，零件左側(cè)面與平口鉗左側(cè)對(duì)齊，零件高度方向伸出55，裝夾夾具如圖1-4所示。加工零件底面時(shí)，采用已加工完畢外形作為定位基準(zhǔn)，為保證零件的孔與螺紋孔的位置度，在平口鉗側(cè)面添加一個(gè)定位塊，為固定零件可以在零件兩側(cè)各加一塊墊塊。圖1-4夾具（六）刀具和切削用量選用根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況和現(xiàn)有的條件，選擇加工過濾板的刀具并確定切削用量，如表1-2所示表1-2刀具及切削用量刀號(hào)規(guī)格加工內(nèi)容轉(zhuǎn)速進(jìn)給切深T01D50銑刀銑平面380015002.5T02D20銑刀粗銑外形300012003T03D10銑刀精銑外形500015000.5T04D1銑刀外形清根450010002T05D20鉆頭打孔800240T06D10鏜刀擴(kuò)孔50080T07D30鉆頭打孔800240T08M10*1.5攻絲10001250T09M20*1.5攻絲10001250（七）制作工藝卡把一次裝夾作為一個(gè)加工工序，根據(jù)企業(yè)規(guī)范制定加工工藝卡如表1-3，1-4所示。表1-3正面工藝卡表1-4底面工藝卡二、編制加工程序(一）編制零件的NC程序1.進(jìn)入零件模型仿真，對(duì)模塊進(jìn)行環(huán)境加工設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置NX加工環(huán)境，選擇cam_general加工環(huán)境，要?jiǎng)?chuàng)建的操作類型，選擇mill_planar加工,如圖2-1所示。圖2-1加工環(huán)境設(shè)置2.對(duì)零件的幾何體進(jìn)行選擇,進(jìn)行零件的幾何坐標(biāo)系選擇及MCS_MILL,如圖2-2所示。圖2-2幾何視圖選擇3.在軟件操作導(dǎo)航器中的WORKPICE,對(duì)零件的毛坯進(jìn)行選擇，如圖2-3所示。圖2-3WORKPICE設(shè)置4、選擇部件幾何體，彈出部件選擇對(duì)話框，選擇過濾板作為加工部件，選擇如圖2-4所示為部件。圖2-4指定部件5．選擇毛坯，彈出毛坯選擇對(duì)話框，選擇幾何體，選擇已經(jīng)創(chuàng)建好的塊作為零件毛坯，如圖2-5所示。圖2-5毛坯設(shè)置6.設(shè)置加工坐標(biāo)系，點(diǎn)擊操作導(dǎo)航器中的【MCS_MILL_1】，彈出加工坐標(biāo)系對(duì)話框，設(shè)置安全距離為50，如圖2-6所示。圖2-6加工坐標(biāo)系設(shè)置7．點(diǎn)擊毛坯上表面，點(diǎn)擊【確定】，如圖2-7所示。點(diǎn)擊【確定】，同樣的方法設(shè)置MCS_MILL_2，選擇表面為毛坯的下表面，完成加工坐標(biāo)系設(shè)置。圖2-7加工坐標(biāo)系設(shè)置8.創(chuàng)建刀具，刀具具體參數(shù)如圖2-8所示，刀具直徑為50，刀具底角半徑為2，刀刃為2，刀具長(zhǎng)度為75，刀具刃口長(zhǎng)度為50，刀具號(hào)為T1，長(zhǎng)度補(bǔ)償為1，刀具補(bǔ)償為1，其他刀具用同樣的方法創(chuàng)建，如圖2-4所示。圖2-8刀具參數(shù)設(shè)置9．用同樣的方法創(chuàng)建刀具T2，類型選擇為MILL_PLANAR，子類型選擇為MILL，刀具位置為GENERIC_MACHINE，刀具名稱為T2_D20，直徑為20，底角半徑為0，刃口為4，長(zhǎng)度為85，刃口長(zhǎng)度為60，刀具號(hào)為02，長(zhǎng)度補(bǔ)償為02，刀具補(bǔ)償為02。10.用同樣的方法創(chuàng)建刀具T3，刀具名稱為T3_D10，直徑為10，刀具號(hào)為03，長(zhǎng)度補(bǔ)償為03，刀具補(bǔ)償為03。11．創(chuàng)建刀具5，點(diǎn)擊菜單條【插入】，點(diǎn)擊【刀具】，彈出創(chuàng)建刀具對(duì)話框，如圖2-9所示。類型選擇為drill，子類型選擇為DRILLING_TOOL，刀具位置為GENERIC_MACHINE，刀具名稱為T3D20，點(diǎn)擊【確定】,彈出刀具參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。圖2-9創(chuàng)建刀具12.設(shè)置刀具參數(shù)，直徑為20，長(zhǎng)度為50，刃口為2，刀具號(hào)為5，長(zhǎng)度補(bǔ)償為5，完成刀具創(chuàng)建。13.用相同的方法設(shè)置7號(hào)鉆頭，刀具名為T7D30，直徑設(shè)置為30，刀具號(hào)為7，長(zhǎng)度補(bǔ)償為7。14.同樣的方法創(chuàng)建6號(hào)擴(kuò)孔刀，刀具名稱為T6D10，直徑設(shè)置為10，刀具號(hào)為6，長(zhǎng)度補(bǔ)償為6。15.在加工操作導(dǎo)航器空白處，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇【程序視圖】，點(diǎn)擊菜單條【插入】，點(diǎn)擊【操作】，彈出創(chuàng)建操作對(duì)話框，類型為MILL_PLANAR，子類型為FACE_MILLING，程序?yàn)镻ROGRAM，刀具為T1D50，幾何體為MCS_MILL_1，方法為MILL_FINISH，名稱為FACE_MILLING，如圖2-10所示，點(diǎn)擊【確定】，彈出操作設(shè)置對(duì)話框，如圖2-11所示。圖2-10創(chuàng)建操作圖2-11操作設(shè)置16.這里主要是加工的方式類型為MILL_PLANAR,子類型為PLANAR_MILL,程序?yàn)镻ROGRAM,刀具為T2D10，,幾何體為MCS_MILL_2，方法為MILL_FINISH,如圖2-12示圖2-12操作設(shè)置17.切削模式為跟隨部件，步距為刀具直徑的50%，如圖2-13所示,刀軌如圖2-14。圖2-13刀軌設(shè)置圖2-14刀軌路徑18.對(duì)于零件的粗加工完成后，利用相似的方法對(duì)零件進(jìn)行精加工。即把上面MILL_ROUGH改為MILL_FINISH，如圖2-15所示。圖2-15精加工操作模式19.對(duì)零件外部輪廓加工完成后，及對(duì)孔進(jìn)行加工，先對(duì)凸臺(tái)上面的孔進(jìn)行定位，選擇加工類型為DRILL,子類型為DRILLING,程序?yàn)镻ROGRAM,，刀具為T3D9.8，幾何體為MCS_MILL_1，方法為DRILL_METHOD,名稱為DRILL_1，如圖2-16所示，這時(shí)系統(tǒng)會(huì)彈出鉆孔的設(shè)置操作對(duì)話框，如圖2-17所示。圖2-16創(chuàng)建操作圖2-17操作設(shè)置20.點(diǎn)擊指定孔，點(diǎn)擊確定，選擇如圖2-18所示的孔，完成操作。圖2-18孔的選擇21.選擇循環(huán)類型為啄鉆，如圖2-19，彈出對(duì)話框，輸出距離3，點(diǎn)擊【確定】，彈出對(duì)話框，輸入1，點(diǎn)擊【確定】，設(shè)置為通孔，輸出孔的安全距離為1.5。圖2-19循環(huán)類型22.鉆孔設(shè)置結(jié)束后，選擇刀軌設(shè)置，點(diǎn)擊進(jìn)給和速度，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為2400，切削速度為500，可以得到零件的加工刀路，完成鉆孔的刀軌創(chuàng)建。最后類似選擇對(duì)零件進(jìn)行擴(kuò)口的設(shè)置以及攻絲的設(shè)置。達(dá)到零件的尺寸要求。三、仿真加工后處理1.在操作導(dǎo)航器中選擇PROGAM,選中所有刀軌，彈出仿真加工對(duì)話框顯示刀軌路徑如圖3-1所示，選擇2D動(dòng)態(tài)模式，如圖3-2所示，點(diǎn)擊播放按鈕，開始仿真加工，仿真結(jié)果如圖3-3。圖3-1刀軌路徑圖3-2刀軌可視化圖3-3仿真結(jié)果2．后處理得到加工程序，在刀軌操作導(dǎo)航中選擇加工操作，點(diǎn)擊后處理按鈕，如圖3-4所示，彈出對(duì)話框。圖3-4后處理命令3.后處理器選擇MILL_3_AXIS,指定合適的文件路徑和文件名，確定完成后處理，得到加工該過濾板的加工程序，如圖3-5所示。圖3-5加工程序四、過濾板的仿真難點(diǎn)（一）畫圖過程中遇到的困難圖紙中重要的加工難點(diǎn)就是ΦSAE16，這是一個(gè)HUSKY中的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，其中孔畫圖的難度較大。需要查找手冊(cè)表中的對(duì)應(yīng)尺寸。給畫圖造成了很大的困難。SAE規(guī)格如下圖4-1所示。圖4-1HUSKYMachineDesignReferenceSAE直螺紋標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注（二）難點(diǎn)的分析通過上表可以查出對(duì)應(yīng)的SAE16的數(shù)據(jù)可得1-5/16122B這是一個(gè)是1-5/16-12unc

1-5/16是公稱直徑，12是每英寸12牙（1英寸=25.4mm）屬于細(xì)牙螺紋，螺紋孔大徑是1-5/16等于33.3375mm這個(gè)是美制螺紋，要看ASME。小徑是1”等于25.4。對(duì)于這個(gè)SAE標(biāo)準(zhǔn)的孔加工難度較大，先從凸臺(tái)上面加工，用一個(gè)直徑為20的鉆頭鉆一個(gè)深度為27mm的孔，然后用直徑10的銑刀對(duì)其擴(kuò)孔到25.4mm，再在孔表面銑一個(gè)直徑為49mm深度為0.3的孔和一個(gè)上圓為38mm錐度為15度總長(zhǎng)為3.5mm的圓臺(tái)。最后用1個(gè)特質(zhì)的優(yōu)質(zhì)直槽美標(biāo)統(tǒng)一螺紋機(jī)用絲錐15/16-12UN2B對(duì)內(nèi)