基于nx6.0的过滤板工艺设计及仿真加工大学论文.doc

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1、基于NX6.0的过滤板工艺设计及仿真加工 【摘要】 通过对UG NX6.0软件，对过滤板的图纸进行分析，根据CAD图纸的三视图设计其工艺路线。因为该过滤板的孔类加工过多，所以可以采用加工中心进行整个零件的加工与修整。在设备选择完后要进行毛坯的合理的选择，做到精确不浪费。由于该过滤板其中的孔较特别还需要二次装夹。因为加工孔不同所以刀具的选择也有所不同。设计完这些工艺卡就要对零件进行三维建模，编制加工程序。也就是用UG NX6.0进行CAM的零件编程以及后处理。【关键词】：UG NX6.0、零件图样分析、工艺路线、CAM编程目录引言1一、制定过滤板的加工工艺2(一)过滤板图样分析2（二）制定工艺路

2、线3（三）加工设备选用3（四）毛坯选用4（五）夹具选用5（六）刀具和切削用量选用5（七）制作工艺卡5二、编制加工程序7(一）编制零件的NC程序7三、仿真加工后处理14四、过滤板的仿真难点16（一）画图过程中遇到的困难16（二）难点的分析16小结17参考文献18谢辞19 引言 本文通过NX UG6.0软件对过滤板进行仿真模拟，在利用UG中的CAM对过滤板进行完整的仿真加工。通过完整的仿真软件。可以从选料、刀具、机床设备、软件编程等，对零件有了一定的空间认识，达到我们想要得到的结果。，从而解决完成后的加工不足，在较大程度上去改进。虽然电脑软件的问题还有一些不足，因为实际加工时候会面临很多环境原因或

3、者人为原因，但是这样的创新毕竟是人类科学文明的一大进步。所以此文仅供学习交流，也是自己对所学知识的整体把握创新。一、制定过滤板的加工工艺(一)过滤板图样分析过滤板的图纸如下图1-1所示，该过滤板结构相对复杂，主要有台阶、孔、螺纹孔、圆角等。 图1-1 过滤板零件图 零件材料为ASTM A36, 此材料为碳素结构板，执行标准ASTM A36/A36M-03a,本标准适用于桥梁和建筑用的铆接，螺栓连接和焊接结构，以及一般用途的结构钢品质的碳素钢型钢，钢板和棒钢。过滤板的主要加工内容如表1-1所示。 表1-1加工内容 内容要求备注外形零件整体外形，尺寸公差为（+0.25/-0.25)凸台零件凸台，凸

4、台总高48（+0.25/-0.25)，台阶,23（+0.25/-0.25)。2个30H13孔外圆直径30（0/+0.039),深度为贯穿。25H13孔外圆直径25（0/+0.033),深度为贯穿。8个M10的螺纹孔螺纹规格M10*1.5,深度为贯通。4个M20的螺纹孔螺纹规格M20*2.5，深度为贯通。SAE16的孔该孔是一个带有螺纹与锥度的孔，规格为16.粗糙度零件上下面粗糙度为1.6，地下台阶上表面粗糙度为6.3.位置度8个M10的螺纹孔相对与基准ABC的位置度为0.5；4个M20的螺纹孔相对与基准ABC的位置度为0.5；2个30H13孔相对与基准ABC的位置度为0.5；SAE16的孔相对

5、与基准ABC的位置度为0.5。平面度凸台上表面相对于基准A的平面度为0.1. 此过滤板的主要加工难点为SAE16的孔的螺纹以及锥度。（二）制定工艺路线 此过滤板共需要2次装夹，毛坯留有一定的夹持量，正面一次加工完成，保证位置度，然后反身装夹，把夹持部分铣掉，保证总高，并加工25H13孔以及SAE16的孔。1.备料：碳素结构板，180*155*55.2.铣上表面：平口钳装夹备料板，铣上表面，见光为准，夹持厚度为3-5；3.粗铣外形：粗铣零件外形，留0.3精加工余量；4.精铣外形：精铣零件外形至图纸尺寸；5.外形清根：加工R1圆角至图纸尺寸；6.打孔：在25H13孔位置打20孔，深度贯通；7.铣孔

6、：铣25H13至图纸要求，深度贯通；8.打孔：在SAE16孔位置打30孔，深度为19；9.铣孔：在SAE16孔位置上，铣一个49,深度为0.3的边缘，在铣一个锥度为15度上表面圆为35.55，深度为3.5圆台。10.攻SAE16螺纹：攻一个小径为24,5大经为33.3375的螺纹,深度为19；11.打个M10的螺纹孔：打8.5螺纹底孔；12.攻M10螺纹：攻8个M10*1.5的螺纹孔；13.打M20的螺纹孔：打17.5螺纹底孔；14.攻M20螺纹：攻4个M20*2.5的螺纹；15.铣反面：零件反身装夹，铣反面，保证零件总厚；16.打孔：在2个30位置打孔打2个28的孔，一个深度为28，一个深度

7、为21，如图纸所示；17.铣孔：铣30H13至图纸要求，深度按图纸要求。（三）加工设备选用 选用FADAL 3016L立式铣削加工中心作为加工设备，该加工中心为水平床身，机床内有盘型刀库可自动换刀。适合小零件的大批量生产。机床外形如图1-2所示。图1-2西门子机床图示 （四）毛坯选用此过滤板的材料为ASTM A36,这个材料为美国牌号，通过查阅机械设计手册中的中外材料对照表，得到ASTM A36对应的是碳素结构板。此材料性能优良，适于切削加工，深孔钻。很据零件尺寸和机床性能，并考虑零件装夹要求，选用180*155*55的块料作为毛坯，毛坯如图1-3所示。图1-3毛坯（五）夹具选用 此过滤板分2

8、次装夹，在加工正面时，选用毛坯作为基准，用平口钳装夹，零件左侧面与平口钳左侧对齐，零件高度方向伸出55，装夹夹具如图1-4所示。加工零件底面时，采用已加工完毕外形作为定位基准，为保证零件的孔与螺纹孔的位置度，在平口钳侧面添加一个定位块，为固定零件可以在零件两侧各加一块垫块。图1-4 夹具（六）刀具和切削用量选用根据企业实际情况和现有的条件，选择加工过滤板的刀具并确定切削用量，如表1-2所示表1-2 刀具及切削用量刀号规格加工内容转速进给切深T01D50铣刀铣平面380015002.5T02D20铣刀粗铣外形300012003T03D10铣刀精铣外形500015000.5T04 D1铣刀外形清根

9、 450010002T05 D20钻头 打孔800 240T06D10镗刀扩孔50080T07D30钻头打孔800240T08M10*1.5攻丝10001250T09M20*1.5攻丝10001250（七）制作工艺卡 把一次装夹作为一个加工工序，根据企业规范制定加工工艺卡如表1-3，1-4所示。表1-3正面工艺卡表1-4 底面工艺卡 二、编制加工程序 (一）编制零件的NC程序1.进入零件模型仿真，对模块进行环境加工设置对话框，设置NX加工环境，选择 cam_general加工环境，要创建的操作类型，选择mill_planar加工,如图2-1所示。 图 2-1 加工环境设置 2.对零件的几何体进

10、行选择,进行零件的几何坐标系选择及MCS_MILL,如图2-2所示。 图2-2 几何视图选择 3.在软件操作导航器中的WORKPICE,对零件的毛坯进行选择，如图2-3所示。图 2-3 WORKPICE设置4、选择部件几何体，弹出部件选择对话框，选择过滤板作为加工部件，选择如图2-4所示为部件。图2-4 指定部件5选择毛坯，弹出毛坯选择对话框，选择几何体，选择已经创建好的块作为零件毛坯，如图2-5所示。图2- 5毛坯设置6.设置加工坐标系，点击操作导航器中的【MCS_MILL_1】，弹出加工坐标系对话框，设置安全距离为50，如图2-6所示。图2-6 加工坐标系设置7点击毛坯上表面，点击【确定】

11、，如图2-7所示。点击【确定】，同样的方法设置MCS_MILL_2，选择表面为毛坯的下表面，完成加工坐标系设置。图2-7 加工坐标系设置8.创建刀具，刀具具体参数如图2-8所示，刀具直径为50，刀具底角半径为2，刀刃为2，刀具长度为75，刀具刃口长度为50，刀具号为T1，长度补偿为1，刀具补偿为1，其他刀具用同样的方法创建，如图2-4所示。图2-8 刀具参数设置9用同样的方法创建刀具T2，类型选择为MILL_PLANAR，子类型选择为MILL，刀具位置为GENERIC_MACHINE，刀具名称为T2_D20，直径为20，底角半径为0，刃口为4，长度为85，刃口长度为60，刀具号为02，长度补偿

12、为02，刀具补偿为02。10.用同样的方法创建刀具T3，刀具名称为T3_D10，直径为10，刀具号为03，长度补偿为03，刀具补偿为03。11创建刀具5，点击菜单条【插入】，点击【刀具】，弹出创建刀具对话框，如图2-9所示。类型选择为drill，子类型选择为DRILLING_TOOL，刀具位置为GENERIC_MACHINE，刀具名称为T3D20，点击【确定】,弹出刀具参数设置对话框。图2-9 创建刀具12.设置刀具参数，直径为20，长度为50，刃口为2，刀具号为5，长度补偿为5，完成刀具创建。13.用相同的方法设置7号钻头，刀具名为T7D30，直径设置为30，刀具号为7，长度补偿为7。14.

13、同样的方法创建6号扩孔刀，刀具名称为T6D10，直径设置为10，刀具号为6，长度补偿为6。15.在加工操作导航器空白处，点击鼠标右键，选择【程序视图】，点击菜单条【插入】，点击【操作】，弹出创建操作对话框，类型为MILL_PLANAR，子类型为FACE_MILLING，程序为PROGRAM，刀具为T1D50，几何体为MCS_MILL_1，方法为MILL_FINISH，名称为FACE_MILLING，如图2-10所示，点击【确定】，弹出操作设置对话框，如图2-11所示。图2-10 创建操作 图2-11 操作设置16.这里主要是加工的方式类型为MILL_PLANAR,子类型为PLANAR_MILL

14、,程序为 PROGRAM,刀具为T2D10，,几何体为MCS_MILL_2，方法为MILL_FINISH,如图2-12示图2-12 操作设置17.切削模式为跟随部件，步距为刀具直径的50%，如图2-13所示,刀轨如图2-14。 图2-13 刀轨设置 图2-14 刀轨路径18.对于零件的粗加工完成后，利用相似的方法对零件进行精加工。即把上面MILL_ROUGH改为MILL_FINISH，如图2-15所示。 图2-15 精加工操作模式19.对零件外部轮廓加工完成后，及对孔进行加工，先对凸台上面的孔进行定位，选择加工类型为DRILL,子类型为DRILLING,程序为PROGRAM,，刀具为T3D9.

15、8，几何体为MCS_MILL_1，方法为DRILL_METHOD,名称为DRILL_1，如图2-16所示，这时系统会弹出钻孔的设置操作对话框，如图2-17所示。 图2-16 创建操作 图2-17 操作设置20.点击指定孔，点击确定，选择如图2-18所示的孔，完成操作。 图2-18 孔的选择21.选择循环类型为啄钻，如图2-19，弹出对话框，输出距离3，点击【确定】，弹出对话框，输入1，点击【确定】，设置为通孔，输出孔的安全距离为1.5。图2-19循环类型22.钻孔设置结束后，选择刀轨设置，点击进给和速度，设置主轴转速为2400，切削速度为500，可以得到零件的加工刀路，完成钻孔的刀轨创建。最后

16、类似选择对零件进行扩口的设置以及攻丝的设置。达到零件的尺寸要求。 三、仿真加工后处理1.在操作导航器中选择PROGAM,选中所有刀轨，弹出仿真加工对话框显示刀轨路径如图3-1所示，选择 2D动态模式，如图3-2所示，点击播放按钮，开始仿真加工，仿真结果如图3-3。图3-1 刀轨路径 图3-2刀轨可视化图3-3 仿真结果2后处理得到加工程序，在刀轨操作导航中选择加工操作，点击后处理按钮，如图3-4所示，弹出对话框。图3-4后处理命令3.后处理器选择MILL_3_AXIS,指定合适的文件路径和文件名，确定完成后处理，得到加工该过滤板的加工程序，如图3-5所示。图3-5 加工程序四、过滤板的仿真难点

17、（一）画图过程中遇到的困难 图纸中重要的加工难点就是SAE16，这是一个HUSKY中的尺寸标准，其中孔画图的难度较大。需要查找手册表中的对应尺寸。给画图造成了很大的困难。SAE规格如下图4-1所示。 图4-1 HUSKY Machine Design Reference SAE直螺纹标准标注（二） 难点的分析 通过上表可以查出对应的SAE16的数据可得1-5/16 12 2B这是一个是1-5/16-12unc1-5/16是公称直径，12是每英寸12牙（1英寸=25.4mm）属于细牙螺纹，螺纹孔大径是1-5/16等于33.3375mm这个是美制螺纹，要看ASME。小径是1”等于25.4。对于这个

18、SAE标准的孔加工难度较大，先从凸台上面加工，用一个直径为20的钻头钻一个深度为27mm的孔，然后用直径10的铣刀对其扩孔到25.4mm，再在孔表面铣一个直径为49mm深度为0.3的孔和一个上圆为38mm锥度为15度总长为3.5mm的圆台。最后用1个特质的优质直槽美标统一螺纹机用丝锥1 5/16-12 UN 2B对内孔的螺纹进行加工，深度为19mm.因为SAE16的孔是美制螺纹，所以可以对应找到标准的塞规对产品做检测。 小结在大学学习生活的这段期间，我收获了很多，也尽力了很多。尤其是在毕业论文穿凿这段时间，让我对我的专业知识得到了重新的认识与巩固。在此要感谢我的指导老师，是因为你的悉心指导和帮

19、助让我不断成长。本次论文，从分析开始，再进行修改，最后到作品实现，每一步都让我将理论学习的知识应用到实践中去。在这一过程中，我通过查阅相关资料，与同学交流经验，向老师请教等方式，让自己学到了不少知识，培养了我独立思考和探索发现的能力，相信会对我以后的学习和工作有非常有帮助。毕业论文让我领悟了很多，让我知道了虽然以前学过的知识曾取的过比较优异的成绩，但是过了很长时间才发现自己懂的其实真的很少很少，所以从中我对于孔子说过的“温故而知新，可以为师矣。”这句体会的跟深刻了。所以很高兴能有这样一个机会可以认识到自己不足，所以以后我一定会对自己学过的只是定期的温习，还要不断尝试新的知识给自己带来的提升。成为一个社会所需要的人才。参考文献1 李立.机械工程基础.机械工业出版社.2005年9月第一版2 熊光华.数控机床. 机械工业出版社.2007年7月第一版3 顾京/数控机床加工程序编制.机械工业出版社.2007年2月第三版4 李春雷.数控机床控制技术与系统.机械工业出版社.2006年6月第一版5 苏建修.机械制造基础.机械工业出版社.2006年3月第二版6 刘力.机械制图.高等教育出版社.2004年7月第二版7 石皋莲.UG NX CAD 应用案例教程.机械工业出版社.2010年9月第一版 18