【《某球阀的数字化三维建模设计及仿真加工分析》11000字】

第15页共22页第页某球阀的数字化三维建模设计及仿真加工研究目录TOC\o"1-3"\h\u46942球阀的测绘 3235262.1球阀简介 35837图2-1球阀结构 4145312.2球阀的实际测绘 4201172.2.1球阀的拆卸 4324972.2.2球阀拆卸时注意事项 5106462.2.3测绘所用的量具 57482.2.4测绘主要步骤 514792.3球阀各零部件的测绘 6165302.3.1扳手的测绘 6138952.2.2垫圈的测绘 7210822.2.3阀盖的测绘 7307812.2.4阀芯的测绘 88102.2.5阀杆的测绘 8276032.2.6压紧套的测绘 9225272.2.7阀体的测绘 1065822.2.8其他零部件的测绘 1160913球阀三维建模 1246233.1UG软件的介绍 12192423.2阀体的测绘与建模 13224823.3阀体的测绘与建模 17150744球阀的三维装配 1891594.1球阀的装配 18274694.2球阀干涉分析 2094185球阀的运动仿真 21174335.1进入UG运动仿真模块 21202365.2创建连杆 21202275.3创建运动副 2267495.4求解 2334515.5分析运动干涉 24204276球阀阀体的加工工艺 2692976.1阀体的结构的工艺分析 26187026.2零件的工艺路线 26219776.3毛坯的制造形式 27226926.4定位基准的选择 27179646.4.1粗基准的选择 2719326.4.2精基准的选择 2888136.5主要工序的切削用量选择和计算 29322486.5.1工序3——铣上端面 29192606.5.2工序5——车内圆 30221306.5.3工序7——钻4-φ10孔 31255347安全阀阀体的仿真加工 33223407.1仿真加工的目的和分类 33291527.2UG创建程序步骤 33113127.2.1创建加工坐标、毛坯和工件 33250277.2.2阀体开粗 34191187.2.3阀体半精加工 3734427.2.4阀体精加工 3715689结论 38[摘要]自从三维数字化建模技术从上世纪引入中国，以其强大的功能和工程背景，已经在我国的航空、汽车、机械产品、家电等领域得到广泛的应用。尤其UG软件为代表的三维数字化软件，为我国的三维数字化设计普及起到了良好的推动作用随着CAD/CAM、数控加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在机械产品行业中的普及应用，机械产品设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命，传统的二维设计及模拟量加工方式正逐步被基于产品三维数字化定义的数字化制造方式取代。逐步掌握三维CAD/CAM软件的使用，并用于机械产品的数字化设计与制造，这就是关键。本文将通过探讨通过对球阀的实体测绘，进行三维数字化建模、装配与仿真加工，来讨论三维数字化软件对机械产品的设计生产中的起到的重要作用。[关键词]数字化建模；UG；实体测绘；仿真加工1前言球阀(ballvalve)问世于20世纪50年代。球阀即以球体作为启闭件的阀门。随着加工技术、检测技术与智能控制技术的突飞猛进，以及各种密封新材料的不断涌现，球阀产品将得到越来越广泛的应用。目前球阀产品不仅在一般工业管道得到了应用，而且在西气东输、煤制油工程以及核工业、宇航工业输送管线上得到普遍应用。早在19世纪80年代美国就开始设计球阀，但是当时缺乏适当的密封圈材料，限制了球阀产品的发展。直到本世纪50年代，聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现以及机床工业的发展才使球阀产品的发展出现转机并得到飞速发展。在我国，球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。我国的球阀行业市场供求关系已经从长期以来的“普遍短缺”转变为“结构性短缺”。普通的民用设备，所使用的球阀由于其结构简单，生产厂家众多，市场竞争激烈，有供过于求的趋势。而一些大型机械设设备所急需的技术含量要求较高、附加值高的高端球阀，国内能够实现专业化、规模化生产的厂家数量并不多，产量远不能满足国内市场的需求，一部分仍需要进口。随着我国工业行业的不断发展，对高质量球阀的需求不断增加，如何提高球阀的设计制造水平成为我们机械大学生要研究的重要任务。通过对大学所学专业知识的总结和对球阀相关专业知识的研究。了解球阀的相关结构知识，对现有球阀产品进行实际测绘，运用数字化建模技术，对球阀进行三维建模与加工仿真。在此过程中锻炼我们的实际动手能力与巩固设计和加工的相关知识。2球阀的测绘2.1球阀简介球阀它具有旋转90度的动作，阀芯为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制量之用，如V型球阀。球阀的主要特点是本身结构紧凑，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。球阀的结构如图2-1所示：图2-1球阀结构2.2球阀的实际测绘2.2.1球阀的拆卸拆卸零部件是为了准确方便的进行零件.上有关尺寸的测量及形位公差、表面粗糙度和表面硬度的测定，以确定相应的技术要求。拆卸时的要求:遵循“恢复原机”的原则，按照装配关系和装配方式选择正确的拆卸方法。在开始拆卸时就应该考虑到再装配时要与原机相同，即保证原机的完整性、准确度和密封性等。2.2.2球阀拆卸时注意事项1.选择合理的拆卸步骤。机械设备的拆卸顺序，一般是由附件到主机、由外部到内部、由上到下进行拆卸，不能盲目乱拆乱卸。2.对零件编号和作标记。拆卸时应对每个零件命名并作标记，按拆卸顺序分组摆好并进行编号。编号时可采用双面胶纸，将双面胶纸的=一面贴于零件上，另一面贴上白纸，在白纸上写上组号和零件号。也可用数码相机将拆卸的过程拍摄下来备用。3.正确放置零部件。拆下的部件和零件(如阀体、阀门、螺栓、螺母、垫片等)必须有次序、有规则地按原来的装配顺序放置在木架、木箱或零件盘内，对精密的零件应小心安放并包扎好，以防弯曲变形和碰伤。切不可将零件杂乱的堆放，使相似的零件混在起，甚至遗失。这样:重新装配时装错或装反，造成不必要的返工甚至无法装配。4.做好记录。拆卸记录必须详细具体，对每一步逐条记录并整理出装配注意事项，尤其要注意装配时的相对位置，在记录本上绘制装配位置，连接草图帮助记忆，力求记清每个零件的拆卸顺序和位置，以备重新组装。对复杂组件，最好在拆卸前做好照相记录。对在装配中有一定的啮合位置、调整位置的零部件，应先测量、鉴定，标出记号,并详细记录。2.2.3测绘所用的量具全面细致地了解测绘对象的用途、性能、工作原理、结构特点以及装配关系等，了解测绘目的和任务，在组织、资料、场地、工具等方面做好充分准备。进行测绘时主要的测量工具有:游标卡尺、钢直尺、螺纹规、圆弧规、以及内外卡钳等等。如图2-2为几种常用的测量工具。图2-2常用的测量工具2.2.4测绘主要步骤1.拆卸零部件对测绘的零部件进行拆卸，弄清被测零部件的工作原理和结构形状，并对零件进行记录、分组和编号2.绘制零部件草图进行测量装配体中除标准件外的每一个零件，应根据零件内、外结构特点，选择合适的表达方案画出零件草图。3.绘制装配示意图根据所拆卸的零件间的位置装配关系，绘制球阀的装配示意图，以便回装零件和画装配图使用。2.3球阀各零部件的测绘2.3.1扳手的测绘扳手的作用主要是用于打开或闭合球阀，也可用于调整流量大小。扳手是长度方向不在同一平面内的零件。测量扳手过程中用到了游标卡尺、高度尺、和角度尺。游标卡尺用内测量爪测量外形尺寸，用外测量爪测量内方孔尺寸。高度尺测量整个扳手的高度，将扳手平放在平板上进行测量。角度尺测量扳手折弯处的角度。然后通过标准件比较得出各表面的表面粗糙度，再经过查阅资料得出圆整后扳手的尺寸。具体如下表2.12:有了测量得到的尺寸后，通过CAD软件绘制出其零件图如图2-3所示，在此过程中必须运用好所学的CAD和PRO/E基础进行绘制。设置图形单位、图形界限、工具栏、图层、线型、文字样式、标注样式、表格样式、颜色、捕捉追踪、制作标题栏等。表2-1扳手的尺寸名称尺寸名称尺寸手柄宽度15mm手柄尾部圆弧半径Ф15mm头部厚度8mm折弯处角度0头部台阶高度8mm头部方形孔宽度11.5X11.5mm图2-3扳手零件图2.2.2垫圈的测绘垫圈在螺纹连接中起的是防松作用，使螺栓与阀体间轴向力增大，属于摩擦防松的一种。垫圈是标准件。测量垫圈用到游标卡尺，外圆用内测:量爪测量，内孔用外测量爪测量所得尺寸在国家标准中查找、规整，找出其标准代号。特别要指出的是，在这次垫圈的测绘中，为了方便装配，经过指导老师指导，将不在同一平面的弹簧垫圈简画成在同一平面的普通垫圈。测量垫圈内径尺寸为φ30mm,外径尺寸为φ60mm，厚度为3mm。经查国标得到其标准代号为:GB/T9310。图2-4垫圈的零件图2.2.3阀盖的测绘阀盖的用途有两个:1是给阀杆定位，保证阀杆正常传动开关。2是密封作用，具有一定的强度，防止内部的流体流出。阀盖的测量主要是用游标卡尺进行的，游标卡尺可测量出外形尺寸、内孔尺寸和孔距之间的距离。因为外形宽度方向跨距较大，高度方向游标卡尺不能测量，所以采用高度尺进行测量。因阀盖上螺纹主要用于密封，所以此螺纹为细牙螺纹，用螺纹规测量出螺距后确定此螺纹的代号。在此零件的测绘过程中需要参阅许多资料来确定其尺寸精度。又因为其为铸造件,铸造圆角需要用圆弧规测量。具体尺寸见下表表2-2阀盖的尺寸名称尺寸名称尺寸阀盖高度60mm台阶轴直径中Ф126mm中心孔Ф30mm阀盖底面形状105*102mm螺栓连接孔直径Ф7mm阀盖孔1Ф10mm阀盖圆弧半径63mm阀盖孔2Ф7mm上台阶高度3mm图2-5阀盖的零件图图为其零件图，图中Z=Ra25,Y=Ra12.52.2.4阀芯的测绘阀芯是控制流体通断的重要零件，用游标卡尺测量所得尺寸:阀芯直径Sφ40mm,内孔直径φ30mm,槽底距最远端距离34mm，槽宽4mm，长14mm，深6mm。零件图见图2-6所示。图2-6阀芯的零件图2.2.5阀杆的测绘阀杆是连接扳手与阀芯的零件，测量主要用游标卡尺和圆弧规。测量尺寸见表2-3所示。2.2.5阀杆的尺寸名称尺寸名称尺寸阀杆总长55mm铣方平面宽度10mm大圆柱直径Ф15mm铣方平面长度10mm小圆柱直径Ф14mm大圆柱厚度4mm头部深度6mm头部球半径Ф13mm图2-7阀杆的零件图2.2.6压紧套的测绘压紧套是套在阀杆上，通过螺纹与阀体固定并对阀杆施加力的零件。压紧套虽然体积较小，但技术要求、质量要求较高，加工比较困难。主要还是通过游标卡尺进行测量，配合螺纹规测量螺纹。表2-5压紧套各处测量尺寸名称尺寸名称尺寸内台阶直径Ф17mm外圆直径Ф20mm内孔直径Ф14mm外圆长度18mm槽宽外2mm螺纹代号M20X2槽宽内1mm总长23mm图2-8压紧套零件图2.2.7阀体的测绘阀体是球阀的最重要部件，结构最为复杂，加工难度最高，尺寸多而且不容易测量。测量阀体用到了:游标卡尺、钢尺、内卡钳、高度尺、螺纹规等。特别要说明的是:内卡钳是间接测量工具，只能与钢尺配合使用，主要是用来测量游标卡尺测量不到的深孔。因尺寸繁多，在这里不一一列出，详见下表表2-6阀体的尺寸名称尺寸名称尺寸总高92mm内螺纹代号M20*2阀体最大内孔直径Ф60mm阀体上表面105*102mm阀体底面孔Ф30mm阀体中间内孔直径Ф50mm阀体外圆柱直径Ф80mm安放密封圈处直径Ф50mm

图2-9阀体零件图2.2.8其他零部件的测绘密封圈和填料在球阀中起密封作用，测绘所得的零件图如图2-10所示。图2-10密封圈零件3球阀三维建模3.1UG软件的介绍UG（Unigraphics）是德国西门子公司推出的集CAD/CAE/CAM为一体的三维机械设计平台，也是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一，广泛应用于航天航空、汽车、造船等领域。UG是一个交互的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）系统，它具备了当今机械加工领域所需的大多数工程设计和制图功能。UG是一个全三维、双精度的造型系统，使用户能够比较精确地描述任何几何形状，通过这些形体的组合，就可以对产品进行设计、分析和制图。并且可以按预先的设置很容易的进行修改。如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。装配、制图以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计替代，实现产品开发。UG是一种复合建模工具，它提供了多种建模方法。在建立零件模型时，既可以用基本体素建立简单的实体，也可以通过对曲线、草图的拉伸、旋转建立各种扫描实体，还可以用系统提供的特征创建各种特征体。在制图中一般的建模思路如下：1．建立模型的关键结构，如：图层，主要轮廓，关键定位孔确定关键的结构对于你的建模过程起到关键作用；2.如果一个结构不能直接用三维特征完成，你需要找到结构的某二维轮廓特征。然后用拉伸旋转扫描的方法，或者自由形状特征去建立模型；3.尽管UG允许你在一个实体设计上使用多个根特征，这样，你可以分别建立多个主结构，然后在设计后期将他们布尔运算起来；4.确定的设计部分，先造型，不确定的部分放在造型的后期；5.设计基准通常决定你的设计思路，好的设计基准将会帮助你简化造型过程并方便后期设计的修改。通常，大部分的造型过程都是从设计基准开始的；6.零件相关设计UG允许你在模型完成之后再建立零件的参数关系，但是更加直接的方法是在造型过程中直接引用相关参数。3.2阀体的测绘与建模阀体是球阀的最重要部件，结构最为复杂，建模需要用到拉伸、孔和修剪等命令。首先启动UG软件,进入UG的启动界面。在启动界面中，单击新建命令，新建名称为“阀体”的部件文档,点击确定，进入建模环境。点击开始，建模命令打开建模功能，设置图层，把草图放在图层1层单击草图命令，选择草图平面为XC-ZC平面，进入草图模式，构建草图并将其进行约束，结果如图3-1所示。图3-1草图绘制单击完成草图，设置图层进入第1层，单击拉伸按钮，选择创建的草图曲线作为截面线串，进行参数选择，具体参数如图3-2所示，再单击确定按钮，拉伸特征创建完成。图3-2拉伸草图阀体的其它实体特征可以使用相同的拉伸命令进行创建，然后进行求和操作，得到如图3-3所示模型。图3-3拉伸其它特征泵体侧面有个M20的螺纹孔，需要先创建一个φ17mm的底孔，可以通过UG的孔命令进行创建。点击插入工具栏中的孔命令，孔类型为常规孔，孔位置位于侧面凸台的圆弧圆心处，孔直径为：17mm,其它参数填写如图3-4所示，点击确定，孔特征创建完成。图3-4创建孔打开UG的螺纹特征命令，选择刚才创建的螺纹底孔，软件会自动识别螺纹参数。根据之前测绘的数据，螺纹孔深度为20mm，而软件自动识别的孔深为通孔，需要对参数就行修改。具体参数如图3-5所示。螺纹创建完成后，根据测绘结果对其它特征进行倒圆角处理，泵体三维模型创建完成。图3-5创建螺纹孔

3.3阀体的测绘与建模阀盖在球阀产品中起到了封闭和连接的作用，其形状较为简单，通过拉伸命令即可创建完成。和阀体的创建一样，新建一个名为“阀盖”的UG文件，进入建模环境，首先创建草图，点击拉伸，如图3-6所示。图3-6泵盖拉伸使用UG的拉伸命令，根据测绘数据对泵盖其它相关尺寸进行拉伸求和，孔特征可以用拉伸也可以通过上述的孔命令穿件，取决于使用者的习惯。最终创建好的泵盖实体如图3-7所示。图3-7泵盖球阀其它部件的结构相对简单，通过UG的基础建模命令即可创建完毕，这里不需要详细介绍。通过UG数字化建模后的特征，如果有需要修改的地方，只需要在部件导航器中点击之前创建的特征，进行修改，部件就会重新生成，这对设计师提高设计效率有着重要的作用。

4球阀的三维装配4.1球阀的装配装配是NX中集成的一个应用模块，它方便了部件装配的构造、装配关联中各部件的建模以及装配图纸的零件明细表的生成。可创建从装配到其组件的链接以简化产品定义的各个级间更改的合并。使用装配的一个好处是对某个部件文件进行的设计更改可在使用该部件的所有装配中反映出来。装配部件文件指向次要部件中的几何体和特征，而不是在装配的每个级别创建这些对象的副本。该技术不仅将装配部件文件的大小最小化，还提供高级关联性。例如，修改组件的几何体将导致会话中使用该组件的所有装配自动反映此更改。1.新建名为“球阀”的装配图，单击添加组件，放置位置定位为绝对原点，选择部件名为“阀体”的部件。2.单击添加组件，选择部件名为“阀盖”的部件，放置位置定位为配对，配对方式为面面配对和面面对齐。如图4-1所示.图4-1阀体和阀盖装配3.阀体和阀盖约束完毕后，再添加新的组件，选择“阀杆”，把阀杆导入到装配环境中，调整阀杆的位置，设置装配约束，阀杆中心与阀体侧面螺纹孔同心，圆柱顶面与阀体凸台顶面约束为接触对齐，如图4-2所示。图4-2阀杆装配4.球阀的其它组件根据装配关系依次进行组装，得到的装配效果图如图4-3所示，球阀的爆炸图如图4-4所示。图4-3球阀装配效果图图4-4球阀爆炸图

4.2球阀干涉分析装配体的干涉分析一般分为静态干涉分析和动态干涉分析，结合本次球阀的装配模型，将采用静态装配分析，对其结构的合理性进行进一步检查。UG的静态干涉分析不示。考虑各部件间的可能运动，只分析静态问题。点击菜单栏中的“分析”选择“简单干涉”即可弹出简单干涉对话框，如图4-5所示。图4-5简单干涉选择想要检查手否发生干涉的两个组件，在干涉检查结果中设置如图2-16所示选项，即可判断组件的干涉情况，发生干涉的组件接触面会高亮显示。如图4-6所示，检查阀体与阀盖的干涉情况。图4-6阀体和阀盖干涉检查5球阀的运动仿真5.1进入UG运动仿真模块打开之前创建好的球阀装配文件，点击“开始”命令，点击“运动仿真”进入UG的运动仿真模块。在运动导航器中新建一个仿真文件，弹出“环境”对话框，具体参数设置如图5-1所示。图5-1环境5.2创建连杆点击新建连杆命令，第一个连杆设置为“固定连杆”，选择球阀阀体部分的所有零件，具体设置如图5-2所示。图5-2创建固定连杆新建连杆2，选择球阀的阀芯和手柄，把“固定连杆”前面的勾去掉，如下图所示。图5-3创建连杆25.3创建运动副在运动副中创建一个旋转副，连杆选择连杆2，旋转中心为阀芯的圆心，矢量为手柄的法向方向，点击确定。如图5-4所示。图5-4创建旋转副设置旋转副的驱动，旋转类型选择“恒定”，阀芯旋转的初速度设置为5degrees/sec,如图5-5所示。图5-5设置驱动5.4求解在菜单栏中点击“插入”命令，选择最下面的“结算方案”具体参数设置如图5-6所示，设置完成后点击确定。图5-6解算方案点击“求解”生成球阀的运动动画，可以在“动画控制”工具条中播放动画，并可以导出动画视频文件，如图5-7所示。图5-7播放动画5.5分析运动干涉干涉分析可以用于检查机构中的动态干涉和最小间隙，获得机构稳定运行位置，以便对设计进行进一步的改进。选择菜单中的“工具”点击“封装”，在下拉列表中选择“干涉”命令。干涉类型为高亮显示，第一组检查对象选择齿轮，第二组检查对象选择同步环，点击确定，如图5-8所示。图5-8创建干涉创建完干涉进行运动求解后，选择菜单栏中的“分析”点击“运动”，选择“动画”。系统弹出动画对话框，在封装选项中干涉命令前的对话框中打钩，点击播放动画，即可得到干涉信息。如图5-9所示图5-9干涉数据

6球阀阀体的加工工艺6.1阀体的结构的工艺分析阀体是球阀的主要部件之一，有着承载其它阀体零件的作用，同时还有连接作用，阀体及结构较为复杂，结构强度较高。各个加工面的形位公差都有要求，加工时不仅保证各个面的形状尺寸，还应该考虑到，产品的装夹，工艺合理性、生产效率、生产成本和环保性，减少加工成本的同时还应保证加工的精度要求。6.2零件的工艺路线阀体的工艺路线如表6-1所示表6-1阀体的工艺路线工序号工名序称工序内容10热铸件人工时效处理20喷丸喷丸整型30铣以阀体下端面为基准，铣上端面40铣以阀体上端面为基准，铣下端面，保证阀体92mm的高度尺寸。50车以阀体下端面为基准，粗车Ф60，Ф50，Ф30的内孔，保证其台阶尺寸。60铣以阀体下端面为基准，铣阀体右端面。70钻钻阀体上端面4-Ф10孔。80钻钻阀体右端面Ф17孔，倒角，并攻M20螺纹。90钻钻阀体下端面4-Ф10孔。110钳倒角，去毛刺。120检检查所有尺寸。6.3毛坯的制造形式零件材料为HT200，采用灰铸铁作为原材料，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性，起综合性能接近钢，其铸性能好，成本低廉，生产方便，工业中广泛应用。属于大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用砂型机械造型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。6.4定位基准的选择在制订加工工艺时，基准的选取是一切机械加工的起步，基准的选择是不是合理和正确，确保了加工零件的形位精度和尺寸精度的正确，定位基准的确定也影响零件加工顺序的安排。当零件需要夹紧时，也会影响夹具结构的复杂度。所以说基准的确立是一个很重要的问题。选择加工基准时，按照加工尺寸的精度要求，遵循先粗后精的选择原则，第一步的工序为后续的工序创造条件6.4.1粗基准的选择粗基准选择因该要能合理分配加工表面的余量，还要为后续工序带来精基准。并遵循不重复的基准原则，只能使用一次。如图6-1阀体下端为粗基准，铣削上端面。图6-1阀体粗基准6.4.2精基准的选择精基准的选取主要是要确保尺寸精度和加工装夹的方便，它要思考以下几个大原则来确保自己的加工正确性。（1）基准重合原则。即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。（2）基准统一原则。即应采用同一组基准定位加工零件尽可能多的面。(3）自为基准原则。即某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，用于提高加工面本身的精度。(4)互为基准原则。即当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。（5）便于装夹原则。即所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。如阀体毛坯在图3-1中被铣削的端面作为图6-2的精基准。图6-2阀体精基准6.5主要工序的切削用量选择和计算6.5.1工序3——铣上端面1.加工条件工件尺寸：a选用X52立式升降台铣床，P=4.5KW。刀具选取硬质合金端铣刀YG6(ae取d0=120mm,z=12,v=2.铣削用量查《切削用量手册》可得：背吃刀量每齿进给量f则机床主轴转速为：

ns=由X51立式升降台铣床转速范围，选取相近转速：则实际切削速度为：v=每分钟进给量3.铣床功率查切削用量手册，知：机床切削功率机床允许功率PPcc<故，满足功率要求。6.5.2工序5——车内圆1.加工条件工件尺寸：孔尺寸：φ60、φ50、φ30选用机床CA6140车床，90°车刀，车刀尺寸B×H选择16×100。2.车削用量查《切削用量手册》可得：背吃刀量每齿进给量f（1）则车床车φ60圆转速为：n根据CA6140的转速表，选取相近转速：则实际切削速度为：v=每分钟进给量故，满足功率要求。（2）车床车φ50圆转速为：n根据CA6140的转速表，选取相近转速：则实际切削速度为：v=每分钟进给量（3）车床车φ30圆转速为：n根据CA6140的转速表，选取相近转速：则实际切削速度为：v=每分钟进给量3.车床功率查切削用量手册，知：本次车削的最大切削功率机床允许功率PPcc<6.5.3工序7——钻4-φ10孔1.加工条件选用Z3040钻床，P=4KW刀具选取硬质合金麻花钻头φ102.钻削用量查《切削用量手册》可得：背吃刀量每转进给量f切削速度v=40m/min则机床主轴转速为：

n由Z3040钻床转速范围，选取相近转速：则实际钻削速度为：v=每分钟进给量3.钻床功率查切削用量手册，知：机床切削功率机床允许功率PPcc<故，满足功率要求。

7安全阀阀体的仿真加工7.1仿真加工的目的和分类通过建立阀体的几何模型通过UG对其进行数控加工仿真模拟,期望达到以下目标：

1、检验数控加工程序的几何正确性：通过数控加工仿真可用几何图形、图像或动画的，方式显示加工过程,从而检验零件的最终几何形状是否符合要求,加工过程中是否存在漏切过切现象，刀具运动过程中是否会与夹具或机床产生碰撞,从而确保能加工出符合设计的零件,并避免刀具、夹具和机床的不必要损坏。

2、检验数控加工参数的合理性：数控加工参数,如切削深度、切削速度和进给量的选择直接影响最终零件的表面质量和精度,并对刀具寿命和机床变形等有直接影响,通过仿真可对数控加工参数进行优化,从而提高产品质量或提高加工效率。

3、为在线精度补偿提供依据：在仿真过程中计算切削力、切削热,进而计算出工件、刀具、夹具和机床预测刀具寿命：根据刀具和工件的材料属性、加工过程中的物理参数切削热、切的变形量,以便进行在线精度补偿,从而提高加工精度。

4、削力可计算出刀具的使用寿命,以便当刀具接近寿命极

限时及时换刀,避免因刀具崩刃或过度磨损产生废品或使夹具和机床产生不必要的损坏。

UG加工仿真系统分为几何仿真系统和物理仿真系统,几何仿真用于检验刀具路径,进行刀具与工件、夹具和机床的碰撞检测而物理仿真则根据各种物理模型计算切削力、切削热、变形量等物理量,从而为精度补偿或切削过程优化提供依据。几何仿真为物理仿真提供计算所需的各种几何信息数据。7.2UG创建程序步骤7.2.1创建加工坐标、毛坯和工件在UG的加工模块中进入“工序导航器”中的“几何视图”选择对象的CSYS坐标为阀体的加工坐标，安全平面为“自动片面”距离10mm，如图6-1所示。图7-1创建加工坐标然后双击进入“WorkPiece”,选择阀体为工件，选择创建好的铸件为毛坯，保证阀体加工面留出充足的加工余量，如图7-2所示。图7-2创建毛坯和工件7.2.2阀体开粗开粗时要先确定阀体的开粗方向，和开粗部位，否则会影响后续整个产品的加工。本次开粗，先开粗阀体“+X”方向的那侧，然后再开粗另一侧。点击侧“创建工序”选择“型腔铣”选择如图6-3所示的各项参数。图7-3开粗点击确定，进入型腔加工模块。之后进行各项加工参数的设置，由于先加工阀体的“+X”侧，所以要先设置刀轴的方向，点击设置刀轴为“+XC”,刀具直径百分比为50%、余量0.5mm、切削深度0.5mm。同时还要进行“非切削移动”的设