某航空撐板產(chǎn)品的VERICUT虛擬數(shù)控加工分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2183某航空撐板產(chǎn)品的VERICUT虛擬數(shù)控加工分析案例 1243591.1VERICUT軟件簡(jiǎn)介 1198251.1.1機(jī)床分析模塊 1322571.1.2分析模塊 2174661.2VERICUT仿真文件建立 2192671.2.1VERICUT仿真流程 2175971.2.2機(jī)床文件的組建 465231.2.3夾具體、零件和毛坯的組建 6207171.2.4刀具的組建 8240711.3VERICUT虛擬加工 9243431.3.1偏置坐標(biāo)系建立 9232301.3.2數(shù)控程序的添加 10172641.3.3多工序數(shù)控程序插入 10117341.3.4VERICUT虛擬加工 1168851.4仿真結(jié)果分析 121.1VERICUT軟件簡(jiǎn)介VERICUT是由美國(guó)CGTech公司開(kāi)發(fā)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件，該軟件可以通過(guò)建立機(jī)床文件，添加數(shù)控程序，進(jìn)行虛擬加工過(guò)程仿真，可以顯示刀具加工零件的實(shí)時(shí)過(guò)程，可以通過(guò)日志文件分析加工過(guò)程中是否發(fā)生干涉現(xiàn)象，根據(jù)干涉情況，修改程序，夾具，裝夾位置等，避免機(jī)床，夾具等發(fā)生干涉、碰撞等現(xiàn)象。通過(guò)自動(dòng)比較功能，可以分析加工是否存在過(guò)切和殘留。并提供了刀具的切削路徑及實(shí)際加工優(yōu)化的功能,提高了切削效率與機(jī)床資源利用率。虛擬數(shù)控加工仿真速度快,圖形逼真,可以利用NC代碼在不同的數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行加工仿真，并可以通過(guò)自帶的分析模塊得到加工結(jié)果。本論文主要用到了VERICUT系統(tǒng)以下模塊：機(jī)床仿真模塊、分析模塊。1.1.1機(jī)床分析模塊（1）仿真NC機(jī)床機(jī)床的數(shù)控加工仿真模塊可以有效地完成整個(gè)數(shù)控過(guò)程中加工工具的三維仿真,具備了精確的檢測(cè)碰撞功能。軟件將實(shí)時(shí)地自動(dòng)檢測(cè)所有的部件,例如:回轉(zhuǎn)軸之間的發(fā)生碰撞、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、主軸、夾具、刀具、工件等，是否發(fā)生干涉和碰撞。（2）建立NC機(jī)床可以輸入STL，IGES和VERICUT的模型文件，這些模型可以在VERICUT組件樹(shù)中建立，在組件樹(shù)可以將各個(gè)模型連接到控制部分，設(shè)定其工作區(qū)域和范圍，并設(shè)定其他機(jī)床參數(shù)，即可完成NC機(jī)床的建立。（3）多軸加工模塊零件及其加工的操作變得更加復(fù)雜,增大了出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能。不得不使刀具路徑精度精準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，使零件及機(jī)床、工人等安全出現(xiàn)很高風(fēng)險(xiǎn)。多軸銑削可以簡(jiǎn)化加工方案，降低刀路精度要求，這大大增加了其重要性。軟件可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控刀具的加工路徑進(jìn)行驗(yàn)證，在多軸模塊加工過(guò)程中,可模擬并驗(yàn)證4軸及5軸的加工。1.1.2分析模塊分析模塊可以通過(guò)比較測(cè)定加工零件與設(shè)計(jì)零件之間的差別，通過(guò)自動(dòng)比較、比較測(cè)定器等多種方法對(duì)加工零件進(jìn)行分析，得出加工過(guò)程是否存在過(guò)切，殘留等情況，保證加工精度，確保實(shí)際加工的正確。1.2VERICUT仿真文件建立1.2.1VERICUT仿真流程1、建立虛擬數(shù)控機(jī)床模型該軟件為用戶(hù)提供了一個(gè)控制文件庫(kù)，包含了從2到5軸各種數(shù)控機(jī)床和加工中心，以及FANUC，西門(mén)子等各種數(shù)控系統(tǒng)，基本已經(jīng)能夠完全滿(mǎn)足實(shí)際的應(yīng)用需求。用戶(hù)還可以調(diào)用或修改機(jī)床文件，來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的加工要求，軟件還提供了機(jī)床的自定義模型建立，通過(guò)軟件自帶建?；?qū)肫渌鸆AD軟件建立的幾何模型來(lái)建立機(jī)床及其組件的實(shí)體模型，然后設(shè)定機(jī)床相關(guān)參數(shù)行程極限、碰撞檢測(cè)等完成機(jī)床文件的建立。2、建立毛坯和夾具模型與機(jī)床模型建立方法一致，可以通過(guò)軟件自帶建?；?qū)肫渌鸆AD軟件建立的幾何模型來(lái)完成毛坯和夾具的建模。3、建立刀具模型刀具模型由夾持裝置和刀具兩部分組成，該軟件刀具庫(kù)包含銑刀、鉆刀、車(chē)刀等各種刀具，可以進(jìn)行參數(shù)化添加刀具。4、設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)數(shù)控加工仿真中，還需要在軟件中設(shè)置一些參數(shù)，如工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)以及機(jī)床坐標(biāo)系等。5、加工仿真在項(xiàng)目樹(shù)中調(diào)入通過(guò)CAM軟件生成的數(shù)控加工代碼或者手工編寫(xiě)的數(shù)控加工程序，在VERICUT系統(tǒng)中進(jìn)行加工仿真，可以觀察零件加工的完整過(guò)程。6、仿真結(jié)果分析零件加工仿真過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，會(huì)放到日志文件中?？梢酝ㄟ^(guò)日志文件分析加工過(guò)程中是否發(fā)生干涉現(xiàn)象，根據(jù)干涉情況，修改程序，夾具，裝夾位置等，避免機(jī)床，夾具等發(fā)生干涉、碰撞等現(xiàn)象。通過(guò)自動(dòng)比較功能，可以分析加工是否存在過(guò)切和殘留。（工作流程如圖1.1所示）。圖1.1VERICUT數(shù)控仿真加工基本過(guò)程1.2.2機(jī)床文件的組建打開(kāi)VERICUT，在軟件中點(diǎn)擊“新項(xiàng)目”，工作目錄如下圖1.2所示。雙擊“機(jī)床”系統(tǒng)彈出“打開(kāi)機(jī)床”對(duì)話(huà)框，如下圖1.3所示，選擇“3_axis_tool_chain”機(jī)床。雙擊“控制”系統(tǒng)彈出“打開(kāi)控制系統(tǒng)”對(duì)話(huà)框，如下圖1.4所示，選擇“fan10m”控制系統(tǒng)。圖1.2工作目錄圖1.3機(jī)床的選擇圖1.4機(jī)床控制系統(tǒng)的選擇1.2.3夾具體、零件和毛坯的組建1、在UG中繪制夾具以及毛坯，并在夾具底面建立“WCS”坐標(biāo)系，如圖1.5所示。并將毛坯、夾具和零件各自保存為“STL”文件。圖1.5毛坯、夾具、工作坐標(biāo)系建立2、在VERICUT工作目錄中，右鍵“Fixture”選擇“添加模型”→“模型文件”如圖1.6所示，選擇在UG中導(dǎo)出的夾具模型文件。添加完成的夾具模型如圖1.7所示。圖1.6夾具添加過(guò)程圖1.7夾具模型添加3、與插入夾具同理，分別右鍵“Stock”和“Design”分別選擇UG中導(dǎo)出的毛坯和零件模型文件。添加完成的夾具模型如圖1.8和1.9所示。圖1.8毛坯模型添加圖1.9零件模型添加1.2.4刀具的組建本論文組建的刀具庫(kù)共包含6把典型刀具，包括球頭銑刀，圓鼻銑刀和孔加工刀具。VERICUT中各刀具刀長(zhǎng)、刀刃長(zhǎng)和刀具夾持長(zhǎng)度等信息可以任意修改和編輯。但是切削部分和刀號(hào)需要和UG中所定義的刀具一致。在VERICUT界面下點(diǎn)擊“項(xiàng)目”→“刀具”，系統(tǒng)彈出刀具管理對(duì)話(huà)框，點(diǎn)擊添加銑刀，選擇刀具類(lèi)型，并輸入?yún)?shù)，如下圖1.10所示。刀具添加完成后還需要定義對(duì)刀點(diǎn)和裝夾點(diǎn)如圖1.11所示。圖1.10刀具參數(shù)設(shè)置圖1.11刀具對(duì)刀點(diǎn)和裝夾點(diǎn)設(shè)置1.3VERICUT虛擬加工1.3.1偏置坐標(biāo)系建立點(diǎn)擊“坐標(biāo)系系統(tǒng)”中的“Program_Zero”得到如圖1.12所示對(duì)話(huà)框，點(diǎn)擊“位置”選項(xiàng)，按照UG加工模塊中機(jī)床坐標(biāo)系的位置在對(duì)應(yīng)的位置建立偏置坐標(biāo)系。得到結(jié)果如下圖1.13所示。圖1.12坐標(biāo)系位置設(shè)置圖1.13底面偏置坐標(biāo)系建立1.3.2數(shù)控程序的添加右鍵“數(shù)控程序”→“添加數(shù)控程序文件”，彈出“數(shù)控程序”對(duì)話(huà)框，選擇通過(guò)UG后處理的數(shù)控文件，完成數(shù)控程序的插入。UG中數(shù)控程序未設(shè)置工件坐標(biāo)系，需要在程序第一行輸入“G54”如下圖1.14所示。圖1.14數(shù)控程序的修改1.3.3多工序數(shù)控程序插入第一步工序完成后，需要對(duì)零件進(jìn)行翻面處理，并建立新的偏置坐標(biāo)系，插入新的數(shù)控程序。建立新的工位，點(diǎn)擊“Stock”彈出對(duì)話(huà)框如圖1.15所示，通過(guò)移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)操作將零件翻面。偏置坐標(biāo)系和數(shù)控程序的插入同上。圖1.15零件的翻面所有工序都插入到VERICUT中，數(shù)控程序就可以在VERICUT中進(jìn)行虛擬加工了。1.3.4VERICUT虛擬加工機(jī)床模型重置后，就可以進(jìn)行數(shù)控加工仿真了，加工狀態(tài)如圖1.16所示，此時(shí)可以通過(guò)“VERICUT日志器”查看夾具、刀具、工件和刀具以及工件的碰撞情況。機(jī)床仿真過(guò)程如圖1.17所示。圖1.16機(jī)床的加工狀態(tài)圖1.17機(jī)床的仿真過(guò)程1.4仿真結(jié)果分析加工