Создание фрезерной и токарной обработки моделей вала и корпуса в системе NX 7.5

Введение

В настоящее  время, в программировании всё чаще приходится сочетать различные диалоговые интерфейсы между пользователем  и приложением и соответствующие  математические алгоритмы, выполняющиеся  при тех или иных действиях  пользователя, которые к тому же затрагивают графическое отображение  итоговых результатов.

В настоящее  время на производстве очень широко применяются станки с числовым программным  управлением. Для создания управляющих программ для них используются различные CAM – системы. CAM (англ. Computer-aided manufacturing) — подготовка технологического процесса производства изделий, ориентированная на использование ЭВМ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной подготовки производства, так и программно-вычислительные комплексы, используемые инженерами-технологами. Одна из из наиболее популярных таких систем – NX CAM. NX CAM — ключевой компонент системы технологического проектирования, которая также включает в себя средства передачи информации в производство и многие другие функции. Набор средств для программирования станков с ЧПУ позволяет применять NX CAM в самых разнообразных отраслях. NX CAM внедрён и используется в авиационно-космической и оборонной промышленности, автомобилестроении, машиностроении, производстве потребительских товаров, медицинского оборудования и многих других отраслях.

 

1 Постановка задачи

Задание курсовой работы состоит в создании фрезерной и токарной обработок  моделей вала и корпуса в системе  NX 7.5. Реализация данной задачи должна производиться при помощи функции обработки в системе NX. При создании обработки должно использоваться минимальное количество необходимого инструмента, операций, а также нужно выбрать оптимальную траекторию обработки, чтобы избежать повреждение детали инструментом. Детали для фрезерной и токарной обработок представлены на рисунках 1 и 2.

Необходимо  выполнить обработку для детали «Плита»:

 

 

Рисунок 1 – деталь для фрезерования «Плита»

 

А также  для детали «Конус включения»:

 

 

Рисунок 2 – Деталь для точения «Конус включения» 

 

2 Обработка деталей

2.1 Реализация фрезерной обработки «плиты»

Перед началом  обработки создаем 3D модель детали и заготовки и делаем ее полупрозрачной рисунок 3. Далее добавляем лицензии для запуска функции обработки через опции лицензии.

 

 

Рисунок 3 – 3D модель детали и заготовки

 

Для запуска  обработки в панели команд nx выбираем начало ->обработка. Затем появляется окно среды обработки выбираем в нем cam_general и mill_planar для обработки верхней части заготовки. В левой панели команд выбираем вид геометрии и открываем workpiece, указываем в нем деталь и заготовку рисунок 4.

 

 

Рисунок 4 – параметры workpiece

Далее обработаем профиль корпуса. Для этого правый клик мыши по workpiece->вставить->операцию->mill contour->solid profile 3d – операция для фрезерования профиля. В результате откроется окно параметров фрезерования указываем геометрию workpiece, задаем  геометрию обрабатываемого участка – стенки детали, выбираем инструмент mill tool  и называем его фреза ,    задаем его размеры, переходим в параметры резания во вкладку множество проходов и задаем 8 проходов на глубину 30 мм (рисунок 5), задаем траекторию резания вдоль периферии и генерируем (рисунок 6).

 

Рисунок 5 – задание параметров резания

 

 

Рисунок 6 – результат генерирования фрезерования профиля

После генерирования  этой операции сделаем проверку траектории и  посмотрим результат обработки  рисунок 7.

 

 

Рисунок 7 – результат обработки профиля

 

Далее правый клик мыши по workpiece->вставить->операцию->mill planar->face milling – операция для фрезерования верха детали. В результате откроется окно параметров фрезерования, указываем геометрию workpiece, задаем  геометрию обрабатываемого участка – границы грани и контрольное тело, выбираем инструмент milling tool и называем его фреза 1, задаем его размеры, задаем траекторию резания зиг, задаем шаг проходов инструмента и генерируем рисунок 8.

 

 

Рисунок 8 – результат генерирования фрезерования верхней части

После генерирования этой операции сделаем проверку траектории и  посмотрим  результат обработки рисунок  9.

 

 

Рисунок 9 – результат обработки верха корпуса

 

Затем обработаем скругления детали. Сначала снимем слой припуска и сделаем ступени на месте скруглений. Для этого правый клик мыши по workpiece->вставить->операцию->mill contour->covity mull  – операция для создания ступеней детали. В результате откроется окно параметров фрезерования, указываем геометрию workpiece, задаем  геометрию обрабатываемого участка – область резания, выбираем инструмент фреза 1, задаем траекторию резания вдоль детали, задаем шаг 3 мм, глубину резания 3 мм, в параметрах резания зададим остаточный припуск на сторону 0,3мм (рисунок 10) и сгенерируем (рисунок 11).

 

Рисунок 10 – задание параметров резания

 

 

Рисунок 11 – результат генерирования обработки ступеней

 

Затем обработаем ступени, для этого правый клик мыши по workpiece->вставить->операцию->mill contour->fixed contour  – операция для создания ступеней детали. В результате откроется окно параметров фрезерования, указываем геометрию workpiece, в методе управления выбираем пункт площадь поверхности и в настройках задаем управляющую геометрию, в настройках управления задаем шаблон резания зигзаг, задаем шаг типа гребешок высотой 0,001 мм, в дополнительных настройках указываем расчетный шаг типа число: первый рез 100 и последний рез 100 (рисунок 12).

 

 

Рисунок 12 – задание настроек метода управления

 

 Задаем  траекторию резания вдоль детали, задаем шаг 3 мм, создаем инструмент  ball mill и называем его шариковая фреза, задаем его параметры и генерируем (рисунок 13).

 

 

Рисунок 13 – результат генерирования фрезерования скруглений

После генерирования  этой операции сделаем проверку траектории и  посмотрим результат обработки  рисунок 14.

 

 

Рисунок 14 – обработка скруглений

Далее обработаем отверстия в корпусе. Для сверления  отверстия правый клик мыши по workpiece->вставить->операцию->drill->drilling – операция для сверления. В результате откроется окно параметров сверления, указываем геометрию workpiece, задаем отверстие, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, выбираем инструмент drilling tool и называем его сверло 1, задаем его размеры и генерируем рисунок 15.

 

 

Рисунок 15 – результат генерирования сверления отверстия

После генерирования  этой операции сделаем проверку траектории и  посмотрим результат обработки  отверстия рисунок 16

 

 

Рисунок 16 – обработка отверстия

 

После реализации всех операций получим программный  код обработки. Для его получения  в nx есть операция постпроцессирования описанная в разделе 2.1. Чтобы постпроцессировать операции необходимо выбрать станок, на котором будет обрабатываться деталь. Выберем фрезерный станок с трехосевой обработкой, работающий по координатам в миллиметрах, из стандартных библиотек nx (рисунок 17)

 

 

Рисунок 17 – выбор фрезерного станка

Результаты постпроцессирования представлены в приложении А.

 

2.2 Обработка детали «Конус включения»

Здесь будет  использоваться токарная обработка. Деталь будет вращаться вдоль своей  оси и обрабатываться резцом.

Создаем новую сборку и добавляем туда деталь «Рычаг» и заготовку для  нее(о том как создать заготовку описывается в пункте 2). Размещаем детали в начале абсолютной системе координат. Нажимаем «Начало» - «Обработка», далее переходим во вкладку «Навигатор операций» и в пустом месте щелкаем правой кнопкой мыши, в списке выбираем «Вид геометрии». После этого появляется заготовка «Workpiece», щелкнув по этому элементу два раза левой кнопкой мыши вызываем окно, в котором указываем заготовку и деталь.

Далее щелкаем  второй кнопкой мыши по «Workpiece» и в выпадающем списке выбираем «Вставить» - «Геометрия», появляется окно (рисунок 18).

Выбираем  нужную геометрию – в данном случае это Avoidance.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 18 – Создание геометрии

 

Выбрав  эту геометрию настраиваем ее параметры (Рисунок 19).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 19 - Маневрирование

 

Все данные, которые необходимо указать показаны на рисунке 19. Как правильно расположить точки Fr и ST показано на рисунке 20.

 

 

Рисунок 20 – Расположение точек Fr и St (Точка Fr активна)

 

Сохранив  эти настройки в Avoidance можно приступать к созданию операций. Нажимаем правой кнопкой мыши на Avoidance – вставить- операция.

Выбираем  тип операции – turning, подтип – facing (торцевание). В окне торцевание указываем область обработки (рисунок 21).

 

 

Рисунок 21 – Область обработки для операции «Facing»

 

Также необходимо выбрать инструмент, это будет  первый в списке turning резец (рисунок 22).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 22 – Выбор резца

 

Настройка операции закончена, далее нажимаем генерировать, и запускаем проверку. Как видно из рисунка 23, операция работает корректно.

 

 

Рисунок 23 – Визуализация траектории инструмента в 3D

 

Следующие операции ROUGH_TURN_OD и FINISH_TURN_OD, это черновая наружная обработка и чистовое наружное точение соответственно.

Настраиваем операцию чернового точения: задаем область обработки, в данном случае имеется возможность  обработать до точки указанной на рисунке 24.

 

 

Рисунок 24 – Область обработки чернового точения

 

Далее выбираем необходимый инструмент, это будет  тот же резец, который использовался  в операции «Facing». Указываем в параметрах резания необходимый припуск. Настройка этой операции закончена, можно сгенерировать её и посмотреть на результат работы. Настройка операции FINISH_TURN_OD ничем не отличается, выбираем такой же резец и указываем ту же осевую плоскость обрезки. Автоматически снимется слой металла, оставленный от черновой обработки.  

Далее необходимо просверлить сквозное отверстие расположенное вдоль оси вала. Для этого используется операция «Drilling»(Сверление).

 

Рисунок 25 – Расположение операции «Drilling»

 

Заключение

 

В ходе выполнения курсовой работы мною были изучены  принципы работы с модулем обработки NX CAM. Результатом выполнения курсовой являются две управляющие программы для фрезерного и токарного станков с числовым программным управлением реализующие обработку заданных деталей.

 

Список литературы

 

1. Интерактивное руководство в системе NX7.5 English по NX Open API.

2. Гончаров  П.С. NX для конструктора- машиностроителя / Гончаров П.С., Ельцов М.Ю., Коршиков С.Б., Осиюк В.А. - М.: ДМК-Пресс, 2010 -504 c.

3. Краснов  М. Unigraphics для профессионалов / М. Краснов, Ю. Чигишев. - М.:Лори, 2004 - 141с

 

 

Приложение А

============================================================

Информация создана для  пользователя: admin

Дата                           : 30.11.2011 16:27:54

Текущая рабочая деталь         : D:\kursyak\13turn.prt

Имя узла                       : serghio

============================================================

%

N0010 G40 G17 G90 G70

N0020 G91 G28 Z0.0

:0030 T00 M06

N0040 G0 G90 X-7.0866 Y-1.7717 S0 M03

N0050 G43 Z.5118 H00

N0060 Z.1181

N0070 G1 Z0.0 F9.8 M08

N0080 G3 X-5.315 Y0.0 I0.0 J1.7717

N0090 G1 Y.2953

N0100 G2 X-1.7612 Y5.3099 I5.315 J0.0

N0110 X1.7612 I1.7612 J-.1918

N0120 X5.315 Y.2953 I-1.7612 J-5.0146

N0130 G1 Y-.2953

N0140 G2 X1.7612 Y-5.3099 I-5.315 J0.0

N0150 X-1.7612 I-1.7612 J.1918

N0160 X-5.315 Y-.2953 I1.7612 J5.0146

N0170 G1 Y.2953

N0180 G2 X-5.2922 Y.7867 I5.315 J0.0

N0190 X-4.8957 Y1.1218 I.3688 J-.0342

N0200 G1 X-4.831 Y1.1169

N0210 G3 X-4.4199 Y1.4129 I.0294 J.3926

N0220 G2 X-1.5108 Y4.5967 I4.4199 J-1.1176

N0230 G3 X-1.0098 Y5.2281 I-.2504 J.7132

N0240 G2 X1.0098 I1.0098 J-.11

N0250 G3 X1.5108 Y4.5967 I.7514 J.0818

N0260 G2 X4.5591 Y.2953 I-1.5108 J-4.3014

N0270 G1 Y-.2953

N0280 G2 X1.5108 Y-4.5967 I-4.5591 J0.0

N0290 G3 X1.0098 Y-5.2281 I.2504 J-.7132

N0300 G2 X-1.0098 I-1.0098 J.11

N0310 G3 X-1.5108 Y-4.5967 I-.7514 J-.0818

N0320 G2 X-4.5591 Y-.2953 I1.5108 J4.3014

N0330 G1 Y.1538

N0340 G2 X-4.416 Y.4573 I.3937 J0.0

N0350 G1 X-3.8392 Y.9335

N0360 G3 X-3.7061 Y1.1488 I-.2506 J.3036

N0370 G2 X-1.2603 Y3.8835 I3.7061 J-.8535

N0380 G3 X-.2583 Y5.1462 I-.5009 J1.4264

N0390 G2 X.2583 I.2583 J-.0281

N0400 G3 X1.2603 Y3.8835 I1.5029 J.1637

N0410 G2 X3.8031 Y.2953 I-1.2603 J-3.5882

N0420 G1 Y-.2953

N0430 G2 X1.2603 Y-3.8835 I-3.8031 J0.0

N0440 G3 X.2583 Y-5.1462 I.5009 J-1.4264

N0450 G2 X-.2583 I-.2583 J.0281

N0460 G3 X-1.2603 Y-3.8835 I-1.5029 J-.1637

N0470 G2 X-3.8031 Y-.2953 I1.2603 J3.5882

N0480 G1 Y.0837

N0490 G2 X-3.6597 Y.3875 I.3937 J-.0001

N0500 G1 X-3.0775 Y.8667

N0510 G3 X-2.947 Y1.0705 I-.2502 J.304

N0520 G2 X-1.0098 Y3.1703 I2.947 J-.7752

N0530 G3 X-.3137 Y3.5643 I-.7514 J2.1396

N0540 G2 X.3137 I.3137 J-.3792

N0550 G3 X1.0098 Y3.1703 I1.4475 J1.7456

N0560 G2 X3.0472 Y.2953 I-1.0098 J-2.875

N0570 G1 Y-.2953

N0580 G2 X1.0098 Y-3.1703 I-3.0472 J0.0

N0590 G3 X.3137 Y-3.5643 I.7514 J-2.1396

N0600 G2 X-.3137 I-.3137 J.3792

N0610 G3 X-1.0098 Y-3.1703 I-1.4475 J-1.7456

N0620 G2 X-3.0472 Y-.2953 I1.0098 J2.875

N0630 G1 Y.2953

N0640 G2 X-3.0342 Y.577 I3.0472 J0.0