基于VERICUT的零件編程與試切加工研究

摘要：本設(shè)計(jì)將UG與VERICUT相結(jié)合進(jìn)行鼠標(biāo)的編程與試切加工研究，VERICUT仿真功能強(qiáng)大，UG數(shù)控編程也較易學(xué)習(xí)，二者結(jié)合進(jìn)行仿真，編程容易導(dǎo)入。最近幾年，仿真技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了充分應(yīng)用，隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品需求多樣化會(huì)越來(lái)越強(qiáng)烈，以最低的成本，最快的速度同時(shí)保證質(zhì)量響應(yīng)市場(chǎng)決定著企業(yè)的未來(lái)。市場(chǎng)要求企業(yè)提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)成功率，縮短生產(chǎn)周期。而數(shù)控仿真技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)生產(chǎn)的不足，數(shù)控技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工過(guò)程或裝配過(guò)程中的問(wèn)題從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，因此數(shù)控仿真技術(shù)越來(lái)越得到企業(yè)的認(rèn)可和歡心，在市場(chǎng)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)控仿真;傳統(tǒng)生產(chǎn);市場(chǎng)需求;提高成功率

0 ?引言

本研究通過(guò)UG對(duì)鼠標(biāo)零件進(jìn)行建模和數(shù)控編程，利用VERICUT進(jìn)行模擬仿真，探索鼠標(biāo)零件高效和高精度的加工方法，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期的要求。使用UG的強(qiáng)大制圖功能繪制撥動(dòng)桿的三維實(shí)體模型，然后進(jìn)行創(chuàng)建工序生成刀位軌跡，放置刀具模擬單個(gè)工序的正確與否，生成NC代碼進(jìn)行后處理生成程序PTP格式的文件，模型以STL格式文件導(dǎo)出。把保存的文件導(dǎo)入到VERICUT中進(jìn)行模擬仿真加工過(guò)程，檢查過(guò)切、漏加工以及各部件之間的干涉，及時(shí)對(duì)程序進(jìn)行修改，提高工作效率。

1 ?利用UG對(duì)鼠標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模及數(shù)控編程加工

1.1 建立鼠標(biāo)幾何建模

UG軟件融合了CAD/CAM/CAE組成了一個(gè)交互式的系統(tǒng)，由于其在繪圖過(guò)程中的方便靈活性，可以快捷高效的對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行構(gòu)建，如圖1為建模界面。UG的獨(dú)特復(fù)合式建模，使用者可以依據(jù)個(gè)人的需求來(lái)選擇適合自己的建模方式，豐富的資料庫(kù)使得零件的處理更加的高效快捷，如圖2為鼠標(biāo)的曲面模型。

1.2 加工工藝分析

加工總的原則是在滿足要求前提下，盡量降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，如圖3加工工藝分析。

1.3 機(jī)床刀庫(kù)的建立

數(shù)控加工過(guò)程中刀具選擇的是否恰當(dāng)將直接影響零件的加工效率和加工的質(zhì)量，刀具的選擇必須考慮機(jī)床加工的工序內(nèi)容、加工能力和工件材料等諸多的因素。數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床的切削方法相比較，數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求顯然更高，不僅要求刀具要經(jīng)久耐用、精度高、剛性?xún)?yōu)良，而且尺寸要盡量恒定、調(diào)整要很方便。

依據(jù)加工技術(shù)的要求、零件的性質(zhì)、工件材料和刀具等查閱相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)并根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。此外，切削用量的確定還需要考慮刀具差異、機(jī)床、生產(chǎn)效率等許多的問(wèn)題。

①刀具質(zhì)量的差別。不同的生產(chǎn)廠家的刀具在質(zhì)量上有很大的質(zhì)量的差異。因此，需要依據(jù)刀具的質(zhì)量和實(shí)際的加工情況對(duì)切削用量進(jìn)行修改。

②機(jī)床的特性決定切削用量必須在機(jī)床允許的范圍內(nèi)選擇。為了避免動(dòng)力不足，造成汽車(chē)的現(xiàn)象，要避免由于機(jī)床的剛度不足而產(chǎn)生較大的變形或震顫，影響加工零件的質(zhì)量。

③數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。數(shù)控機(jī)床的費(fèi)用一般都是比較高的，相對(duì)來(lái)說(shuō)刀具損耗的費(fèi)用比占用是很低的。因此可以選用較大一點(diǎn)的切削量適當(dāng)縮短刀具壽命，以提高機(jī)床的生產(chǎn)率。

2 ?VERICUT下的仿真加工

通過(guò)UG的默認(rèn)后處理進(jìn)行模型導(dǎo)出，選擇導(dǎo)出STL格式的文件，然后保存文件。再通過(guò)VERICUT打開(kāi)文件，進(jìn)行模擬仿真的準(zhǔn)備。

2.1 VERICUT中機(jī)床的選擇

數(shù)控加工和模擬仿真是針對(duì)具體的機(jī)床的操作。任何一臺(tái)實(shí)際中的機(jī)床，在VERICUT中都可以根據(jù)其尺寸和結(jié)構(gòu)形式，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)原理、各個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系、機(jī)床坐標(biāo)系等參數(shù)進(jìn)行構(gòu)建。

2.2 參數(shù)設(shè)置并進(jìn)行仿真加工

VERICUT仿真加工前需要進(jìn)行夾具的構(gòu)建、設(shè)定與三維軟件繪制模型時(shí)相一致的坐標(biāo)系、代碼偏置、選擇仿真需要的刀具最后把程序?qū)霚?zhǔn)備進(jìn)行模擬加工。

在VERICUT操作頁(yè)面的工具條中點(diǎn)擊“重置模型”，然后再點(diǎn)擊工具條的“仿真到末端”，模擬仿真加工就開(kāi)始了，下面截取仿真加工時(shí)的畫(huà)面如圖4所示。

2.3 數(shù)控程序的優(yōu)化

VERICUT對(duì)加工程序的改進(jìn)關(guān)系到數(shù)控繪編人員的能力水平和操作工的先前遇到的情況。在準(zhǔn)備生產(chǎn)以前要把最合適的進(jìn)給速度定好，避免可能發(fā)生的誤差對(duì)加工的影響，如不加工時(shí)刀具的運(yùn)轉(zhuǎn)速度低、進(jìn)給速度的制約等一系列的問(wèn)題?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，可依據(jù)加工的環(huán)境如刀具的種類(lèi)、機(jī)床的性能等設(shè)置每個(gè)工步段的最合適的轉(zhuǎn)速。改良程序之后的結(jié)果是將縮短大量的加工時(shí)間。還可減輕刀具的損耗，零件的質(zhì)量得到提升，延長(zhǎng)刀具的使用壽命。此外，VERICUT根據(jù)不同刀具、不一樣的工件質(zhì)地、加工環(huán)境、進(jìn)給速度等得到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，并存儲(chǔ)得到優(yōu)化向外公開(kāi)。從數(shù)據(jù)庫(kù)中得到的反饋信息相同，同樣能獲得很好的加工過(guò)程，是不錯(cuò)的改良方法。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

本研究將數(shù)控加工仿真與優(yōu)化軟件VERICUT與 CAD/CAM軟件UG相結(jié)合，建立了一臺(tái)虛擬的銑床，并利用這臺(tái)機(jī)床完成了一些特殊零件的整個(gè)加工全過(guò)程的仿真。此外，本研究還進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)論文的理論研究進(jìn)行了基本的驗(yàn)證，將設(shè)計(jì)零件在實(shí)際機(jī)床上進(jìn)行了加工，與其在VERICUT系統(tǒng)模擬處理的結(jié)果中進(jìn)行對(duì)比，預(yù)想與實(shí)際所得零件在外形上保持了一致，提高了機(jī)械加工的質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

電子汽車(chē)衡是用使應(yīng)變電測(cè)重原理進(jìn)行貨物稱(chēng)重的一種衡器?；谌S軟件Pro/E對(duì)DCS40結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，提出多種改進(jìn)方案，利用ANSYS等工具對(duì)多種方案汽車(chē)衡進(jìn)行靜力分析，確定新方案，并對(duì)新方案進(jìn)行有限元分析，直至設(shè)計(jì)出理想方案。此方法建模過(guò)程快捷、效率高、大大降低了生產(chǎn)成本，有比較好的現(xiàn)實(shí)推廣意義。

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作者簡(jiǎn)介：李應(yīng)峰（1982-），男，河南禹州人，中專(zhuān)講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造及其自動(dòng)化。