基于NX的阀座的加工工艺及仿真

I基于 NX 的阀座的加工工艺及仿真摘要：目前，世界制造业在不断发展，传统的设计制造已经无法适应当前快速发展的需要，而随着计算机的广泛推广与使用，计算机辅助设计与制造应运而生，我们称其为 CAD/CAM。直到本世纪最初十几年，CAD/CAM 也已经发展的比较成熟，它对于制造业的推进起着越来越重要的作用，其中，NX、PRO/E、 MASTERCAM 等软件都属于比较成熟的计算机辅助设计软件。NX 是当今世界上比较先进且高度集成的 CAD/CAM/CAE 高端软件之一，是由美国 UnigraphicsSolutions（简称 UGS）公司所研发的，它广泛应用于机械，汽车，航空航天，家电，电子以及化工等各个行业的产品设计和制造领域。NX 提供了一个完整的 NC 编程系统所需的一切组件，包括三维建模、钻孔、车削、铣削、线切割、刀具生成、刀具轨迹生成仿真、程序后处理等。而且它还提供了多种的数据转换格式，用来处理任何第三方 CAD 软件所生成的数据。NX软件的开发与应用，大大减少了机械制造产业中对于人力的需求，解放了劳动力，减少了人力成本。在产品的开发与研究中，方便了研究人员，大大提高了开发效率，缩短开发周期。本课题就阀座零件的加工进行研究，阀座是一种常用的零件，本零件尺寸要求较低，孔的加工具有一定的难度。本课题采用使用软件编程的手法，通过 NX软件的应用，对阀座零件进行全方位的三维建模，加工仿真，得出可以实际运用的 G 代码程序，具有现实的工程意义。关键词：NX；仿真加工；计算机辅助设计IIProcess and simulation of seat based on NXAbstract: Nowadays, Manufacturing industry continues to develop, and manual design and manufacture can no longer adapt to the current environment in the world.and the widely promotion and use of computer, computer aided design and manufacturing, we call it the CAD/CAM. Until today, the development of the society, have also been very mature, the development of CAD/CAM for some important manufacturing industry it is playing a more and more important role in the development, among them, NX, PRO/E, MASTERCAM software belongs to mature of computer aided design software.NX is software that is relatively advanced and highly integrated CAD/CAM/CAE one of high-end in the world today, it was developed by the UnigraphicsSolutions (UGS) , it is widely used in machinery, automobile, aerospace, electrical appliances, electronics, chemical industry and other industries in product design and manufacturing.NX not only provides all components that is a complete system of NC programming need, including 3D modeling, drilling, turning, milling, line cutting, cutting tool, cutting tool path generation algorithm for simulation and post-processing program, etc,but also it provides a variety of data conversion formats for processing data generated by any third party CAD software.The development and application of NX software greatly reduced the demand for manpower in the machinery manufacturing industry, liberated the labor force and reduced the labor cost.In the development and research of products, it is convenient for researchers,improve the development efficiency and shorten the development cycle.This subject is to research the processing of seat parts, the seat is a common part, The size requirement of this part is lower, the processing of the hole has certain difficulty. This topic adopts the method of software programming, through the application of NX software, the valve seat parts are fully 3d modeling and processing simulation, get the G code program that you can actually use.Keywords： NX，Simulation Machining，Computer Aided Design.III目 录摘 要 .IABSTRACT .II第一章 绪论 .11.1 研究目的 .11.2 研究意义 .11.3 阀座零件的介绍 .21.4 本章小结 .2第二章 计算机辅助设计软件介绍 .32.1 NX 软件介绍 .32.2 NX 主要功能领域 .32.3 NX 的功能模块 .32.4 本章小结 .4第三章 基于 NX 的数控自动编程 .53.1 零件二维视图 .53.2 零件的三维模型建模 .63.2.1 外形轮廓建模 .63.2.2 内轮廓的建模 .103.2.3 孔的建模 .123.2.4 零件斜孔基准体的建模 .173.2.5 零件毛胚的的建模 .193.3 本章小结 .19第四章 加工仿真与刀具路径的生成 .204.1 刀具的选择 .204.2 工艺规程设计 .204.3 生成刀具路径 .214.3.1 创建刀具 .214.3.2 预加工部分刀轨生成 .214.4 本章小结 .26第五章 后置处理及程序的生成 .275.1 打开后置处理器 .27IV5.2 机床参数设置 .285.3 程序与刀具路径 .285.4 运用后置处理器生成程序 .295.4 本章小结 .30第六章 结论 .31参考文献 .32致谢 .33附录 上方六棱柱刀轨程序 .34附录铣削外圆程序 .37附录铣削内孔程序 A.38附录铣削内孔程序 B.422第一章 绪论1.1 研究目的在现实机械制造加工中，利用 NX 软件的特性与功能，从工件的三维建模、加工编程到仿真及加工都在计算机上进行，可以有效节约成本，减少前期工作量。利用 UG 软件的加工模块直接生成 NC 代码，这既解决了手工变成需耗费大量时间，又解决了程序容易出错的问题，更为便利的是，对于编程没有太多知识与经验支撑的人，也可以轻而易举的利用这款软件进行变成，使更多的人可以完成这个工作。通过优化，不仅可以提升加工效率、加工质量，也可减少加工成本以及减少人力劳动。在这个制造业飞速发展的时代，NX 软件各个模块良好的结合，可以有效的进行新产品的开发与制造，也能促进机械行业得到更好更快的发展。1.2 研究意义在当今世界，我国制造业与其他国家相比还有一些差距，而这些差距主要来源于产品设计和制造加工仿真技术的落后，因此，我国制造业核心竞争力必须尽快解决。目前有很多高档的 CAD/CAPP/CAM 软件都具有颇为强大的设计制造以及加工仿真功能，以及生成刀具路径和解决加工过程红可能出现的问题，可以在一个零件的设计初期就减少高额的工作量，大大的提高工作效率。根据我国机械制造技术的现阶段发展，并结合世界机械强国的经验，为了发展我国的机械制造技术，首先要发展我们的计算机辅助设计技术，随着制造业与计算机辅助设计结合的不断融合，机械制造设备的数控化率已成为衡量一个国家制造技术水平的一个重要指标。数控技术发展的有效途径就是虚拟制造仿真技术。通过虚拟制造仿真技术，设计人员可以模拟和评估出待处理物品的功能和可加工性问题。企业可以利用虚拟制造仿真技术进行合理的资源配置和生产安排。通过这种技术，可以实现零废品率，减少或消除新产品开发，新系统、新设备应用的初试过程，可以降低生产成本，减少资源损失病增加的产品设计质量。基于当今这个制造业飞速发展的社会，使用电脑软件全程进行产品的设计与检验以及仿真加工最终生成程序就显得尤为重要。如果能将生成的程序直接应用在机床上，使其进行完美的加工制造，这将具有非常重要的意义。31.3 阀座 零件的介绍阀座（seat ring）固定在阀门构件中，阀门关闭构件支撑并形成密封。软座密封采用弹性密封胶和小推杆提供气密密封。紧密座的紧密性导致材料的弹性变形并将其压缩到座椅的表面中。相应的金属部分泄漏路径。材料的渗透性是流体泄漏的基础。密封必须小心固定，以防止压差泄漏和破损。软座是粘合金属部件的一种方式，但它们并不能完全解决问题，因为在热冲击时，连接断裂并失效。足够大的压降破坏粘合材料。目前，中国的阀门产业产值已经有了 500 亿，这有力的展现了中国阀门产业现有的规模和发展潜能。但是，在优秀的工业形式背景下，也有一些可能令人担忧的问题，例如中国的阀门公司主要在小型家庭企业。这将会成为中国阀门产业未来发展的一项重大问题。现如今，我国阀门制造商可以设计和制造各种符合国际标准的阀门，如国际ISO 标准，德国 DIN 标准，美国 AWWA 标准等。 随着时代的发展，我国的阀门行业整体水平明显提高，但其质量还不稳定，如跑、冒、滴、漏等现象常出现在国产阀门中。此外，我国的配套阀门和发达国家的产品仍然存在差距。阀门市场的竞争变得越来越趋于白热化：传统阀门产品的一些市场已经饱和，供应领先于需求，这使得中小企业难以发展。 但是，如若产品的技术含量较高，其在国际市场中还是有非常强有力的竞争力的。1.4 本章小结本章主要介绍了该课题的研究目的，以及研究意义和方法，表明了本篇文章的主要研究方向和文章的主要内容，并对本课题所研究的零件进行了简单的介绍，包括其材质、用途、国内外情况等。4第二章 计算机辅助设计软件介绍2.1 NX 软件介绍交互式 CAD/CAM 系统是 NX 的别称，并且它是在上个世纪 80 年代，由美国 UGS 公司推出的一款制图软件，该软件不仅可以三维制图，并且是集CAD/CAM/CAE 于一体且拥有强大的计算机辅助设计制造功能。该软件在零件设计、三维建模仿真、刀具轨迹模拟仿真产等方面具有较大优势，并且它被应用于各种制造生产、各大高校教学实验等各种环境中。它拥有非常完善的建模模块，可以快速实现各类零件实体及产品模型的构建。在它在发展初期，工作站应用广泛，但随着计算机性能的广泛提高与硬件的发展和软件功能的日趋完善，使用它的人数越来越多，目前已经成为机械设计制造行业、各高校实验室广泛使用的一款三维制图软件 4。NX 诞生于上个世纪 80 年代，它的计算机语言是在 C 语言的平台上所创新开发的。该软件具有足够灵活的设计思维且支持多种格式文件的再编辑。所以它可以对其他大多数制图软件生成的文件进行再编辑。2.2 NX 主要功能领域NX 软件具备实体三维建模、拆卸建模等功能，能生成直接的、可编辑的数字图形，并对其做出一系列刀轨仿真、加工模拟、防撞刀检查及零件受力分析。其功能特点如下：（1）用外形来设计产品，达到了设计思维的直观描述目的。（2）充分的柔性设计，使新型概念设计成为现实。（3）拥有完整的零件设计与产品分析的功能模块。（4）三维图形和计算机数据的绝对一致及工程数据的自动更新。（5）提供了输出输入接口与二次开发工具。2.3 NX 的功能模块（1）工业设计NX 的建模模块，设计师可以快速而有效创建出复杂的产品模型并且对其不5足之处进行改进，而且可以使用各种的美化工具来尽可能达成大众的审美要求。（2）产品设计NX 拥有迄今为止最有效的产品设计应用模块之一。其较高性能的机械设计和制图模块是 NX 软件所具备的特色，该模块为工业与教学实验提供了较高性能和较高灵活性，从而可以满足绝大多数客户使用其做出各种复杂产品的需求。（3）仿真确认优化NX 可以让客户用专业数字化的形式进行仿真、确认和优化产品及其开发过程。经过在开发周期中较早地使用数字化仿真性能，各大用户可以因为在产品的开发早期就较早的进行数字化仿真，从而在改善产品品质的同时，去除对于产品实际场地话的设计、构建，更可以打消对变更周期的依赖。（4）NC 加工在 NX 软件中，所有其他模块都以框架的形式连接。我们称这个模块为一个处理模块，它为 NX 的其他模块提供了一个类似的易于操作的窗口环境。每个主要用户都可以直观地查看软件。工具沿轨迹的运动可以修改。该模块还提供编程应用程序（如钻孔，钻孔和攻丝）的一般编程和编程功能。模块交互界面可根据用户需求灵活定制标准化的刀具库，加工参数，半精加工和精加工等标准操作工具可缩短时间 学习和优化加工过程。 NX 应用软件的所有模块都可以在实体模型上生