包君

摘 要：本文采用UG 6.0軟件對(duì)缸體零件建模、制定加工工藝路線、自動(dòng)生成數(shù)控加工程序，通過(guò)VERICUT7.0進(jìn)行虛擬環(huán)境中數(shù)控仿真加工，檢查數(shù)控加工過(guò)程中可能發(fā)生碰撞和干涉，分析零件的加工工藝性和工序的合理性，以及檢驗(yàn)數(shù)控加工程序的正確性，這樣能大大縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，降低成本，同時(shí)提高產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：UG；VERICUT；數(shù)控加工；虛擬加工

1 零件圖樣分析

壓縮機(jī)缸體是壓縮機(jī)的核心零部件，壓縮機(jī)缸體的制造方式、加工的經(jīng)濟(jì)性和加工質(zhì)量直接決定該企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。壓縮機(jī)缸體在加工過(guò)程中，一般它的特點(diǎn)是：有加工精度要求較高的活塞孔，孔與孔之間的位置精度、圓柱度表面粗糙度求較高，另外上、下兩平面的平行度要求也較高，鋁合金材料與一般剛件相比，切削后容易產(chǎn)生切削應(yīng)力，導(dǎo)致變形等特點(diǎn)。所需加工的各面如圖1所示。

2 缸體CAD建模

根據(jù)圖紙的要求，壓縮機(jī)缸體毛坯是鑄造的鋁合金零件，需要加工的零件實(shí)體特征主要有平面、斜面、孔等組成，采用多種建模方式相結(jié)合完成壓縮機(jī)缸體建模過(guò)程，在基本造型完成之后，應(yīng)該檢查結(jié)構(gòu)尺寸是否正確，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤可以通過(guò)編輯特征等方法對(duì)創(chuàng)建的特征參數(shù)、定位、順序等進(jìn)行修改，準(zhǔn)確無(wú)誤后進(jìn)行細(xì)節(jié)特征操作，最后建模完實(shí)體如圖2所示。

圖1 缸體零件待加工正面圖 圖2 缸體零件

建模過(guò)程的正確與否，直接影響到后續(xù)零件的數(shù)控程序的生成及彷真加工，因此壓縮機(jī)缸體零件的建模是基礎(chǔ)。

3 虛擬加工過(guò)程

3.1 數(shù)控程序的添加

虛擬加工仿真過(guò)程是將在UG中生成的NC數(shù)控代碼導(dǎo)入到VERICUT 7.0中，重點(diǎn)是：刀具放置的數(shù)據(jù)、工件放置的數(shù)據(jù)、控制器的數(shù)據(jù)及加工原點(diǎn)的位置，基本上只要有了這四種數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行仿真加工了。FANUC OM系統(tǒng)是目前國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的虛擬數(shù)控加工仿真系統(tǒng)之一，它不僅可以模擬數(shù)控代碼查證步驟，還可以最大限度地提高加工效率和加工精度。

經(jīng)過(guò)試切檢查，在UG NX 6.0中生成的數(shù)控加工程序有些細(xì)節(jié)需要修改才能在VERICUT 7.0系統(tǒng)中仿真加工，例如：部分程序刀具號(hào)在UG中和在VERICUT 7.0仿真加工中有可能不一致，需要檢查程序和修改。修改的方法是以“記事本”形式打開(kāi)格式為.mcd的程序文件，以壓縮機(jī)缸體加工的第一道工序中第一個(gè)工步為例，在UG NX 6.0中加工第一把刀具的刀具號(hào)是“00號(hào)”如圖9所示，而我們?cè)赩ERICUT 7.0中設(shè)置刀具時(shí)，指定的第一把刀具的刀具號(hào)是“01”號(hào)，這樣使虛擬加工中不能按照我們所指定的正確刀具進(jìn)行仿真加工，所以應(yīng)該把“記事本”中的程序到刀具號(hào)進(jìn)行修改，才能使虛擬加工得以順利進(jìn)行，如圖3所示。

3.2 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。VERICUT 7.0提供了多種捕捉圖像的方法，正在加工的工件和機(jī)床的運(yùn)動(dòng)圖片都可以捕捉并輸出到打印機(jī)或保存到文件中。圖像的文件格式可以是JPEG、PS、EPSF、TIFF等，圖像的重放功能還可使捕捉到的仿真過(guò)程按照需要以不同的方式進(jìn)行重放。本文機(jī)床的仿真過(guò)程如圖4所示。

仿真結(jié)束后，VERICUT 7.0將自動(dòng)產(chǎn)生Ascll文本格式的日志文件。日志文件包含仿真過(guò)程中的錯(cuò)誤、警告和其他信息，其中錯(cuò)誤和警告部分包括產(chǎn)生錯(cuò)誤的刀軌所在的行數(shù)、刀軌代碼和所用刀具，因此能夠?qū)㈠e(cuò)誤和警告定位到某一個(gè)程序段。通過(guò)與前面介紹的刀軌重放功能結(jié)合起來(lái)，可以進(jìn)一步將錯(cuò)誤刀軌和視圖中刀具所處位置對(duì)應(yīng)起來(lái)。

3.3 仿真結(jié)果分析與與零件的檢驗(yàn)

分析模塊的主要作用是進(jìn)行過(guò)切與欠切的檢查，它能將仿真加工后的模型和設(shè)計(jì)模型疊加在一起進(jìn)行精確比較，自動(dòng)識(shí)別并顯示出留在工件上的過(guò)切與欠切的部位，并顯示發(fā)生該情況的程序行提示用戶修改。這樣就可以保證加工完畢的零件能夠滿足最開(kāi)始的設(shè)計(jì)要求，從而減少試切削的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。如圖5所示在加工中產(chǎn)生欠切現(xiàn)象，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際欠切情況生成欠切報(bào)告如圖6所示。并且對(duì)錯(cuò)誤的程序行能夠進(jìn)行精確的刀軌圖像顯示定位，根據(jù)具體情況對(duì)程序進(jìn)行編輯和修改，然后進(jìn)行模擬仿真。

4 結(jié)論

本文利用UG 6.0軟件和VERICUT7.0對(duì)缸體零件進(jìn)行虛擬加工，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工過(guò)程提供了有利條件[9]。利用虛擬加工的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)定產(chǎn)品的性能和加工工藝存在的問(wèn)題，用以調(diào)整設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)并縮短設(shè)計(jì)周期，最大限度地提高加工質(zhì)量和加工效率，降低生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)

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