农机部件模具数控加工及仿真...—基于UG和VERICUT 袁宏培.pdf

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DOI:.
农机部件模具数控加工及仿真建模研究
—基于UG和VERICUT
袁宏培1,王胜2
,,

,,
摘要基于UG和VERICUT软件特性设计了旋耕机旋转刀齿零件模具和虚拟加工环境并通过实例阐述了
利用UG和VERICUT进行数控加工及仿真建模的主要步骤。仿真结果表明设计的旋转刀齿的模具尺寸精度
,,
和质量都能达到实际要求实际研究结果与仿真模拟的结果一致证实了系统的可靠性。
关键词旋耕机旋转刀齿数控加工仿真UGVERICUT
-188X202306-0203-05
问题
引言。
0,
3旋转刀齿叶片较薄在加工时容易出现弯曲变
,
随着机械设计和数控技术的发展越来越多的零性等问题。
部件都采用数控加工设计,但零部件设计和加工复杂为了保证设计和加工制造的旋转刀齿符合要求,
多变以及机床价格昂贵都对加工的准确性和安全性对旋转刀齿叶片的曲面、齿状大小、根部方角进行准
,
提出更高的要求。为了保证农机部件模具数控加工确的分析核实从而制定合理的设计和加工方案。
,
的准确性和安全性利用UG和VERICUT软件对旋耕1旋转刀齿加工工艺设计。将旋转刀齿加工工
,
机旋转刀齿进行了模具和机床***轨迹的设计。艺划分为3个阶段即粗、半精和精3个加工工序。
其中,粗加工是为了快速除掉毛坯上多余的材料,得
农机部件加工工艺
1到旋转刀齿形状半精加工是为了在粗加工的基础上
,,
以旋耕机为例进行实际的设计仿真。旋耕机一进一步去除余量得到比较均匀的旋转刀齿表面为
,
般是和拖拉机配套使用用于完成耕、耙等作业的机下一步精加工做准备精加工是为了保证零部件符合
,,
械其碎土能力较强作业后耕作土地较为平坦。旋设计的加工尺寸和精度等。
,
耕机核心零部件为旋转刀齿主要由叶片和叶片根方2加工***的选择。选择的铣刀要具备很好的
,,
角组成而叶片则由压力曲面、包覆曲线组成。旋转切削、排屑和断屑等性能且要能够适应各种曲面加
,,
刀齿结构如图1所示。工。另外选择的刀杆具备一定的刚度防止被折断。
整个旋转刀齿是扭矩较大的复杂曲面,叶片和流
道面之间类似于半抛的曲面,用于翻覆土块,以断绝
杂草的生长。这些结构往往会增加设计和制造的难
,
度具体体现在如下3个方面
,
1旋转刀齿叶片半抛的曲面角度较大叶片间的
空间会很小,在加工过程中特别需要模具,防止发生
过切事件。
,
2由于加工空间的闲置选择的***直径会很
小,在加工过程中***容易发生震颤和***折断
图1旋转刀齿结构示意图

收稿日期2021-10-26
基于的农机零件模具加工流程
基金项目安徽高校自然科学研究重大项目KJ2017ZD51安徽高校2UG
自然科学研究重点项目KJ2019A1184
,,,,农机零件模具设计流程
作者简介袁宏培1975-男安徽六安人高级讲师E-
******@。模具设计成功与否,主要在于模具设计者是否有
·203·
2023年6月农机化研究第6期
根据该模具设计的关键问题进行设计而设计得是否
合理主要是取决产品形状是否满足模具的需要。
在农机零件模具设计过程中,应该先确定几个方
案,然后对几个方案进行分析,确定每种方案的优缺
,
点并选择最好的方案进行加工制造。基于UG的农
机零件模具设计流程如图2所示。
图3创建零件模具的型腔/型芯的流程图

图2基于UG的农机零件模具设计流程图

partsbasedonUG
农机零件模具设计的合理性,决定了开模具的成
,
功因此设计人员应该充分考虑制作过程中的壁厚、
拔模斜度和BOSS柱的细节处理。

模具设计通常是先构建三维模型,然后根据零部图4旋转刀齿的型腔/型芯设计图
件的结构特点选择合适的分型方法,
,
自动分型两种方法。最后根据旋转刀齿的结构特
模架是用于给模具进行定位的装置,通常由不同
点,选择了自动分型,调用标准模架库系统,修改相关
,的钢板配合零部件组成,是整套模具的骨架模架库
参数后建立模架并利用标准零件库设计顶出系统。。
上的模架主要用于型腔和型芯的装夹顶出以及分离
、
,等功能模具上的模架都是采用标准的模块制成的,
。
中耗费的时间,将繁琐的设计和操作变得精准和便一般配置为面板、A板前范本、B板后范本、C板
,方铁底板顶针面板顶针底板以及导柱回针等
捷。本文采用该组件设计旋转刀齿模具并在设计完、、、、
成后自动更新到对应的模具零部件中,大大提高了设零配件,在结构形式和尺寸上都具备一定的标准化,
且具有一定的互换性
计创作的时间。创建零件模具的型腔/型芯的流程如。
在进行注塑模向导后,再分别选择模架
图3所示。【】【】、
模架管理选项,选择适当的尺寸参数,便可以得到
创建点击【创建型腔】后弹出对话框【Selectcavi-【】
,设计完成的模架旋转刀齿模架结构如图所示
tysheets】此时系统已默认选中了补片面、产品体、分。5。
型面,直接按确定之后,系统创建型腔完毕,出现对
3基于VERICUT构建虚拟模具加工环境
话框“查看分模结果”。创建的型腔/型芯如图4
在零部件设计过程中,常常会因为程序编写
所示。NC
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,,
错误导致***长度不够及刀柄发生干涉等问题影响配作业。一般情况下只是对机床的外壳、面板进行
,,
整个设计和生产计划造成重大损失而采用VERI-模拟仿真只需要导入参加仿真的模拟部件即可。搭
构建虚拟的模具加工环境,可以对设计的模具进建虚拟机床的流程为搭建机床的基体建立虚
CUT①②
行模拟验证,通过对毛坯夹具开展检测,提前发现机拟机床的三轴坐标系设计机床的数控系
、X、Y、Z③
床不同运动部件是否会发生碰撞等问题构建虚拟统设计插补匀速***补偿等逻辑控制虚拟机
。④、。
模具加工环境流程如图6所示。床结构如图7所示。
图7虚拟机床结构图
图5旋转刀齿模架结构图


***
基于VERICUT设计构虚拟加工环境的***模
型,共包括刀头和刀柄两部分,详细对二者的参数信
,
息进行设计。在刀头和刀柄建模过程中还需要根据
,
对应的坐标环境确定其安装位置。设计的***模型
,
实际参数必须与NC代码内***信息一致不然会导
,
致仿真操作时***调用错误。在此采用BT40刀柄
和R5的圆鼻刀头、虚拟加工环境下的***模型如图8
所示。
图6构建虚拟模具加工环境流程图
***模型图

首先,对实际机床逻辑进行拆解,
础上构建一套简单的数字模型,根据实际逻辑完成装将UG软件设计的旋转刀齿NC代码导入到
·205·
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,,,
VERICUT软件内并利用VERICUT进行实际的切削具确定切削***参数后设计了NC代码并基于
,,,
仿真操作。之后软件会记录预警和错误等参数方VERICUT构建了虚拟机床确定了合适的数控系统进
便设计人员进行修改和优化设计。行了切削仿真。结果表明设计的旋转刀齿模具尺寸
精度和质量都能达到实际要求,实际研究结果与仿真
仿真建模分析
4,
模拟的结果一致证实了系统的可靠性。
,
为了验证系统的准确性利用VERICUT进行了参考文献
[]徐其航,林若波,林德雄轮胎模具加工夹具的优化设计与
设计的仿真。在VERICUT设计完各项参数和***运1.
,力学分析[]机电工程技术,,
动轨迹后启动VERICUT进行了实际的仿真。-134.
,[]夏琴香,曾伟国,黄国军模具零件智能加工工艺设计系统
刀齿的仿真加工效果如图9所示实际加工组装的旋2.
[],,
-48.
10。[][]

,
属通报20213180-181.
[],

[],,
-197.
[][]

,
机与配件20202181-82.
[][]

,
科技论坛中英文202011116-118.
[][]
-
,,
械工程师20209148-149151.
[][]

,
农机2020559-61.
[][]

图旋转刀齿仿真加工效果图,,
9脂及塑料202037254-58.
[][]

,
工冷加工2020253-57.
[],

[],,
-1393.
[][]
.
,,,
工程塑料应用2019471286-9096.
[],,

[],,

,
-418.
[],

[],

Z1120-123.
[]阳夏冰,杨素华基于的控制器支架热流道注塑模具

设计与成型件数控加工[]中国塑料,,

,
processedandassembled-117143.
[],

与数控加工[]舰船电子工程,,
具参数和虚拟加工环境的加工切削参数、-193.
[]
精确度都很高,
[]机械管理开发,,
量都能达到实际要求,-8.
[]张田,韩军基于与电风扇叶轮模具三轴

。[],,
-
,
结论138140.
5[],,

采用软件设计了旋耕机旋转刀齿零件及其模[],,
-64.
·206·
2023年6月农机化研究第6期
[][][]

,[],
燃机与配件20195115-.
[],[],

[],,[],,,
--4851.
[],,[],[]

[],,,,
--70.
[],[],,

[],,[],

[][],
-215.
,[],

[][][],,
-122.
,[]

[],,[],
.
[],,[]
-
[][],,
-
[],,
-.
[][]

[],[],
-77.
ResearchonNCMachiningandSimulationModelingof
AgriculturalMachineryPartsandMolds
—BasedonUGandVERICUT
1,2
YuanHongpeiWangSheng
,,,,,
’an
,
237011China
,
AbstractBasedonthecharacteristicsofUGandVERICUTsoftwareitdesignsthemoldandvirtualmachiningenviron-
,
mentofrotarycutterteethofrotarycultivatorandexpoundsthemainstepsofNCmachiningandsimulationmodelingby

,

provesthereliabilityofthesystem.
KeywordsrotarycultivatorrotatingcutterteethNCmachiningsimulationUGVERICUT
·207·