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1、摘 要摘 要数控机床已越来越多的应用于现代制造业并发挥出普通机床无法比拟的优势，以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件的加工等优点，在机械加工中得到日益广泛的应用,机械加工过程仿真在制造中占有重要地位，它通过对机床工件刀具构成的工艺系统中的各种加工信息的有效预测与优化，为实际加工过程的智能化实现创造了有利条件，同时它也是研究加工过程的重要手段。仿真技术是数控研究领域中的一个重要部分。随着仿真技术研究的不断深入和拓展，仿真系统作为数控机床设计和研究的经济、可靠、灵活方便的工具，发挥着越来越重要的作用,它对于零件的加工精度要求以及合理选择参数工艺等具有非常重要的意义。本文首先介绍了数控技术
2、及仿真技术在国内外的发展状况，让我们了解到我国的数控技术及仿真技术同世界先进水平之间的差距。其次，对本课题使用的软件Pro/E及仿真进行了简单说明，介绍了它们的一些基本功能及其使用方法，使读者能够对Pro/E软件有所了解。论文的后半部分则讲解了本课题的主要内容，即利用Pro/E建立简单的轴类零件实体模型，然后在Pro/E中对其进行加工过程仿真,然后通过输入不同的加工参数以及不同的加工路径选择最合理的加工方案。本文的研究工作对数控机床加工零件选择最优方案具有一定的指导意义。运用本文的研究方法，可以有效提高零件的加工效率。关键词:数控车削；仿真；Pro/e. AbstractNC machine
3、tool has been more and more used in modern manufacturing industry and play out the general machine tools incomparable advantages, with its high precision, high efficiency, able to adapt to many varieties of small batch machining of complex parts and other advantages, in the machinery processing is w
4、idely applied. Machining process simulation in manufacturing occupies an important position, it through the machine and workpiece and tool of process system in a variety of processing information effective prediction and Optimization for the actual machining process, the realization of intelligent c
5、reated favorable conditions, at the same time it is also the important means to study the processing process.Simulation of NC technology is an important research field of part. Along with the simulation technology research is unceasingly thorough and the development, simulation system for NC machine
6、 tool design and research as an economic, reliable, flexible and convenient tool, is playing an increasingly important role, it is the machining accuracy of parts requirements and reasonable parameter selection process has very important significance.This paper first introduces the numerical control
7、 technology and simulation technology development at home and abroad, let us understand Chinas CNC technology and simulation technology with the advanced world level gap between. Secondly, on the subject of using software Pro/E and Simulation for a simple description, introduces some of their basic
8、function and using method thereof, so that readers can understand the Pro/E software. The second part is to explain the main content of the subject, namely the use of Pro/E to build simple shaft parts solid model, then the Pro/E on the machining process simulation, and then through the importation o
9、f different machining parameters and different processing path to select the most reasonable processing plan.In this paper, the research work on the CNC machining parts to choose the optimal scheme has certain guiding significance. Using the research method of this paper, can effectively improve the
10、 machining efficiency.Key word:NC machining, simulation, Pro/e.I目录目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 绪 论11.1 选题的背景和意义11.2 仿真技术11.2.1 仿真技术的概念和原理11.2.2国内数控加工仿真技术的发展状况21.2.3 国外数控加工仿真技术的发展状况21.2.4 数控加工仿真技术的发展趋势41.4 本课题研究的问题和采用的研究手段51.4.1 研究的问题51.4.2 采用的研究手段5第二章 软件介绍62.1 Pro/ENGINEER 软件介绍62.1.1 Pro/ENGINEER的基本概念
11、72.1.2 建模方法72.1.3 基准平面82.1.4 草绘基础82.1.5 基本特征102.1.6 零件装配112.2 Pro/E加工过程仿真介绍112.3 本章小结17第三章Pro/E建立简单轴模型183.1细长轴建模步骤183.2 阶梯轴建模步骤19第四章Pro/E进行车削加工过程仿真214.1建立制造文件214.2装配工件224.3建立工件初始模型234.4设定基准坐标系254.5制造基础设置264.6表面车削加工28结 论31致 谢32参考文献33附 录36III第一章 绪 论第一章 绪 论1.1 选题的背景和意义车削加工过程是一个复杂的工艺过程，加工质量与刀具形状、刀具磨损、切削
12、流动、温度分布有密切的关系。随着计算机技术的发展，利用数值仿真的方法，对车削过程进行仿真。为合理的选择参数工艺中的车削速度，背吃刀量及进给率提供预测。对车刀几何结构（前角后角和断削槽等）进行优化设计，但目前大多数的有限元素分析基本还是二维模型分析，而实际切削过程是三维空间内进行的，这样就限制了二维数值模拟的结果，对实际加工的预测有影响。为了使数值模拟的结果更加符合实际，对加工过程进行三维模型模拟是很有必要的1。金属零件的加工方式可以分为塑性加工、热成形或压力成形加工、机械加工、高能加工、电及化学加工等几大类。上述各种加工方法中机械制造过程所占比重最大，用途最广是的是机械加工中的切削加工和磨削加
13、工，而车削加工是分析各种切削方法的基础。对车削加工进行具体分析，对加工过程中材料参数工艺中的车削速度、背吃刀量及进给率；对车刀几何结构（前角、后角和断削槽等）进行分析是研究加工技术的重要方法，是实现加工高精度、自动化、提高金属切除率的重要手段，是制定加工工艺的主要依据。车削过程的分析对车削加工进行模拟是三维的，在以前大部分的模拟是二维的，忽略了在Z方向的力，虽然在分析正交切削来说精度是足够了但在斜倾角切削时就不再适合了。实际切削加工中的大多数情况属于斜角切削方式。基于有限元分析软件ADAMS,对高速车削加工进行仿真研究。通过实例分析了解车削的加工过程中切削力大小、切削温度及应力变的分布情况。该
14、仿真结果对车削加工过程中工艺效果的预测和优化具有现实的指导意义2。1.2 仿真技术1.2.1 仿真技术的概念和原理计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础，以计算机及其相应的软件为工具，通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术，伴随着计算机的发展而形成的一门学科。它的研究起源于20世纪70年代，但由于受计算机软硬件水平的影响，很难得到广泛应用。它一般设计和构造一个客观世界某一系统的数理逻辑模型，并借助计算机对该模型进行实验的过程。根据仿真过程中所采用计算机类型的不同，计算机仿真大致经历了模拟机仿真、模拟数字混合机仿真和数字机仿真三个大的阶段。20世纪50年代计算机仿真主要采用模拟机；6
15、0年代后串行处理数字机逐渐应用到仿真之中，但难以满足航天、化工等大规模复杂系统对仿真时限的要求；到了70年代模拟数字混合机曾一度应用于飞行仿真、卫星仿真和核反应堆仿真等众多高技术研究领域；80年代后由于并行处理技术的发展，数字机才最终成为计算机仿真的主流。现在，计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用3。1.2.2国内数控加工仿真技术的发展状况国内的主流数控加工仿真软件有上海宇龙软件工程有限公司开发的宇龙数控加工仿真系统、南京宇航自动化技术研究所开发的YHCNC 宇航数控车铣模拟仿真教学软件、北京斐克科技有限责任公司开发的VNUC 数控加工仿真软件。宇龙开发的数控加工仿真系统目前在国内的职业技术培训学校获得了广泛的使用，取得了较好的效果。软件可以支持二轴和三轴的动态加工仿真，兼容国内的主流数控系统如fanuc数控铣床和数控车床，siemens数控铣床和数控车床，PA系统等4。YHCNC 宇航数控车铣模拟仿真教学软件是结合机床厂家实际加工制造经验与高校(含职业技术学院、中等专业学校、 技工学校和职业学校)教学训练一体所开发的，也具有一定的用户群。该软件支持的机床和数控系统较
