陳貞奇，劉 濤

(西安北方光電科技防務(wù)有限公司 機(jī)加車(chē)間，陜西 西安 710043)

基于VERICUT軟件的數(shù)控加工中兩道工序合并翻面模擬仿真及參數(shù)設(shè)置

陳貞奇，劉 濤

(西安北方光電科技防務(wù)有限公司 機(jī)加車(chē)間，陜西 西安 710043)

介紹了VERICUT數(shù)控加工模擬過(guò)程，并針對(duì)兩道工序合并的翻面模擬方法及參數(shù)設(shè)置，利用軟件的仿真功能，對(duì)加工工件進(jìn)行了全局的運(yùn)動(dòng)仿真，進(jìn)而調(diào)整加工參數(shù)和進(jìn)行NC程序優(yōu)化，縮短了加工時(shí)間，延長(zhǎng)了刀具壽命，改進(jìn)了表面質(zhì)量，檢查過(guò)切、欠切現(xiàn)象，防止出現(xiàn)機(jī)床碰撞和超行程等錯(cuò)誤，降低了加工成本，達(dá)到了保證零件加工精度的目的。

兩道工序合并；運(yùn)動(dòng)仿真；加工程序驗(yàn)證

VERICUT軟件是美國(guó)CGTECH公司開(kāi)發(fā)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，被譽(yù)為世界最強(qiáng)的數(shù)控模擬仿真軟件之一?？煞抡鏀?shù)控車(chē)床、銑床、加工中心、線(xiàn)切割機(jī)床和多軸機(jī)床等多種加工設(shè)備的數(shù)控加工過(guò)程，還可仿真自編宏程序，也能進(jìn)行NC程序優(yōu)化，從而縮短加工時(shí)間，延長(zhǎng)刀具壽命，改進(jìn)表面質(zhì)量，檢查過(guò)切、欠切現(xiàn)象，防止出現(xiàn)機(jī)床碰撞和超行程等錯(cuò)誤，具有真實(shí)的三維實(shí)體顯示效果[1]?？梢詫?duì)切削模型進(jìn)行尺寸測(cè)量，并能保存切削模型，供檢驗(yàn)和后續(xù)工序的切削加工。

1 2道工序合并翻面模擬的特點(diǎn)

1) 在加工盒體和箱體類(lèi)零件時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到兩道或更多工序合并翻面加工，需要模擬、驗(yàn)證程序的正確性，因?yàn)楹畜w零件一般較復(fù)雜，加工內(nèi)容多，各種孔、型腔和凸臺(tái)較多，一道工序加工完成后，如果凸臺(tái)加工低了或型腔、孔加工深了，并且沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)和檢測(cè)出，在加工第2道翻面工序時(shí)往往在零件銑通、銑透后才發(fā)現(xiàn)原因，但此時(shí)已造成一批零件報(bào)廢，損失巨大[2]。

2)2道工序合并翻面模擬在一般程序模擬軟件中是很難實(shí)現(xiàn)的，需要將第1道工序加工模擬后的三維模型文件單獨(dú)保存，并在下一道模擬時(shí)通過(guò)毛坯定義調(diào)用提取出來(lái)，2道工序編程零點(diǎn)設(shè)置不一致時(shí)容易發(fā)生錯(cuò)誤。

2 2道工序合并翻面模擬的參數(shù)設(shè)置[3]

1)2道工序合并翻面采用數(shù)控機(jī)床加工，根據(jù)零件的不同形狀編制刀具加工運(yùn)動(dòng)軌跡，采用刀補(bǔ)運(yùn)動(dòng)軌跡提高零件加工精度，補(bǔ)償加工誤差。

2)VERICUT軟件可以實(shí)現(xiàn)常用的數(shù)控系統(tǒng)直接調(diào)用，如FANUC、SIEMENSHAAS和HEIDENHAIN等。

3)VERICUT軟件可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床直接從機(jī)床庫(kù)調(diào)用，從三軸到五軸簡(jiǎn)單方便。

4)第1道工序加工完成后不需要保存三維模型，只需翻轉(zhuǎn)毛坯即可。

3 案例分析

為了更好地反映2道工序合并翻面模擬的幾何參數(shù)設(shè)置，通過(guò)如圖1所示案例來(lái)具體說(shuō)明模擬步驟。

圖1 翻面加工的零件

1)打開(kāi)軟件，新建項(xiàng)目，單位默認(rèn)為mm，進(jìn)入模擬加工環(huán)境。

2)雙擊數(shù)控機(jī)床的下一級(jí)菜單“控制”，在工作目錄下找到控制系統(tǒng)庫(kù)，選擇和程序匹配的控制系統(tǒng)。

3)雙擊數(shù)控機(jī)床的下一級(jí)菜單“機(jī)床”，在工作目錄下找到數(shù)控機(jī)床庫(kù)，選擇適合的三、四或五軸數(shù)控機(jī)床，選擇正確參數(shù)后，該選項(xiàng)就由紫色變?yōu)樗{(lán)色，如圖2所示。

圖2 選擇控制和機(jī)床選項(xiàng)

4)右鍵單擊Fixtures，選擇“添加模型”→“模型文件”，在右側(cè)下拉菜單中選擇“樣本”→選擇“3＿axis＿mill＿fanuc＿body＿fxt.stl”和“3＿axis＿mill＿fanuc＿jaw＿fxt.stl”，提取2個(gè)軟件自帶的模型文件，本文選擇的夾具是虎鉗(見(jiàn)圖3)。

圖3 選擇夾具

5)右鍵單擊“stock”設(shè)置毛坯，選擇添加“模型”→“方塊”，軟件默認(rèn)為25×25×25，現(xiàn)改為120×120×40。

6)雙擊“碰撞”，勾選“碰撞檢測(cè)”選項(xiàng)，點(diǎn)擊“應(yīng)用”，選擇“關(guān)閉”默認(rèn)選項(xiàng)。

7)雙擊“行程極限”，勾選“超程錯(cuò)誤日志”選項(xiàng)，點(diǎn)擊“應(yīng)用”，選擇“關(guān)閉”默認(rèn)選項(xiàng)。

8)單擊“坐標(biāo)系統(tǒng)”，選擇添加新的坐標(biāo)，出現(xiàn)配置坐標(biāo)系統(tǒng)(Csys1對(duì)話(huà)框)，單擊“到”后面的對(duì)話(huà)框(選中后變?yōu)辄S色)，這時(shí)直接在右側(cè)圖形窗口1(View1-Stock(工件)窗口)選中工件上的程序坐標(biāo)系零點(diǎn)，出現(xiàn)紅色移動(dòng)方向箭頭，左鍵單擊一次，返回Csys1對(duì)話(huà)框配置坐標(biāo)系統(tǒng)，然后單擊“移”圖標(biāo)可發(fā)現(xiàn)， Csys1坐標(biāo)系已移至工件上的程序坐標(biāo)系零點(diǎn)，切記勾選“激活的坐標(biāo)系”選項(xiàng)，否則坐標(biāo)系統(tǒng)是沒(méi)激活狀態(tài)。設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 設(shè)置坐標(biāo)系統(tǒng)

9)單擊“G-代碼偏置”，選擇偏置名“程序零點(diǎn)”，單擊添加，出現(xiàn)配置程序零點(diǎn)對(duì)話(huà)框，單擊“從組件名字”下拉對(duì)話(huà)框，從中選擇Tool(刀具)，單擊下面“到坐標(biāo)原點(diǎn)”下拉對(duì)話(huà)框，從中選擇Csys1(工件坐標(biāo)系)，設(shè)置G-代碼偏置如圖5所示。

圖5 設(shè)置G-代碼偏置

10)添加刀具和數(shù)控程序不是難點(diǎn)，這里不過(guò)多贅述。需要說(shuō)明的是，這里添加的刀具是2道工序共同使用的全部刀具，而程序只是第1道所用的加工程序，添加完這2項(xiàng)內(nèi)容就可仿真模擬第1道工序，如圖6所示。

圖6 工件完成第一道工序模擬

11)第2道工序需要翻面模擬，先將“工位1”拷貝粘貼，自動(dòng)生成“工位2”，單擊“開(kāi)始模擬”按鍵開(kāi)始模擬第1道工序，第1道工序模擬完成后會(huì)自動(dòng)停止，這時(shí)將第1道模擬完成后的毛坯即“加工毛坯”拷貝至工位2(見(jiàn)圖7)。

圖7 拷貝工位1加工模擬后的毛坯

12)翻轉(zhuǎn)毛坯，單擊工位2的“加工毛坯”，出現(xiàn)配置模型對(duì)話(huà)框，選擇旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)，單擊“旋轉(zhuǎn)中心”圖標(biāo)，設(shè)置增量值為180°，單擊“X+”或“X-”圖標(biāo)，可以看到毛坯已旋轉(zhuǎn)了180°，如果Z方向零點(diǎn)不在毛坯的回轉(zhuǎn)中心上，還需要移動(dòng)毛坯，選擇移動(dòng)選項(xiàng)，選擇“到0 0 -10”即毛坯向Z軸負(fù)方向移動(dòng)10 mm,X、Y軸方向不移動(dòng)。需要注意的是，旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)毛坯后一定要單擊“保留毛坯轉(zhuǎn)變”圖標(biāo)，如圖8所示。

圖8 旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)毛坯

13)添加第2道工序的數(shù)控程序后就可以仿真模擬第2道工序了，如圖9所示，還可通過(guò)軟件中的“視圖”→“剖切面”來(lái)進(jìn)一步觀(guān)察型腔深度。

圖9 兩道工序翻面模擬

4 結(jié)語(yǔ)

工件加工程序編制完成后，利用VERICUT軟件進(jìn)行仿真模擬，其整個(gè)仿真過(guò)程包含程序驗(yàn)證、分析，機(jī)床仿真、優(yōu)化和模型輸出等，對(duì)于提高工件合格率，減小首件試切的成本和企業(yè)的加工成本起到了至關(guān)重要的作用。

[1] 楊勝群. VERICUT數(shù)控加工仿真技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[2] 李海霞, 姬東偉, 郭長(zhǎng)永, 等. VERICUT 7.2數(shù)控加工仿真技術(shù)培訓(xùn)教程[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社，2013.

[3] 李云龍，曹巖. 數(shù)控機(jī)床加工仿真系統(tǒng)VERICUT[M]. 西安：西安交通大學(xué)出版社,2005.

責(zé)任編輯李思文

NCProcessingwithTwoStepsProcessSimulationandParameterSettingbasedonVERICUTSoftware

CHEN Zhenqi, LIU Tao

(Machine Shop,Xi′an North Photoelefricity Technology Defense Co.,Ltd.,Xi′an 710043,China)

The paper introduced the Vericut machining process simulation, according to the two processes with turning simulation method and parameter setting and the usage of simulation software, the whole motion simulation of global for processing a workpiece was down to adjust processing parameters and optimize NC program, which can shorten processing time, extend tools life, and improve surface quality, inspected overcut and undercut, prevent the errors like machine tool claps, over stroke, and so on, lower the processing costs, got the goal of ensuring workpiece machining precision.

two step integration, motion simulation, processing program verification

TG 659

：A

陳貞奇(1963-)，男，工程師，主要從事機(jī)械加工技術(shù)等方面的研究。

2014-12-09