基于VERICUT的零件編程與試切加工研究

摘要：本設計將UG與VERICUT相結合進行鼠標的編程與試切加工研究，VERICUT仿真功能強大，UG數控編程也較易學習，二者結合進行仿真，編程容易導入。最近幾年，仿真技術在生產實踐中得到了充分應用，隨著技術的發展，產品需求多樣化會越來越強烈，以最低的成本，最快的速度同時保證質量響應市場決定著企業的未來。市場要求企業提高產品設計成功率，縮短生產周期。而數控仿真技術彌補了傳統生產的不足，數控技術可以及時發現加工過程或裝配過程中的問題從而指導設計時出現的問題，因此數控仿真技術越來越得到企業的認可和歡心，在市場中得到越來越多的應用。

關鍵詞：數控仿真;傳統生產;市場需求;提高成功率

0 ?引言

本研究通過UG對鼠標零件進行建模和數控編程，利用VERICUT進行模擬仿真，探索鼠標零件高效和高精度的加工方法，達到降低生產成本，縮短生產周期的要求。使用UG的強大制圖功能繪制撥動桿的三維實體模型，然后進行創建工序生成刀位軌跡，放置刀具模擬單個工序的正確與否，生成NC代碼進行后處理生成程序PTP格式的文件，模型以STL格式文件導出。把保存的文件導入到VERICUT中進行模擬仿真加工過程，檢查過切、漏加工以及各部件之間的干涉，及時對程序進行修改，提高工作效率。

1 ?利用UG對鼠標進行數學建模及數控編程加工

1.1 建立鼠標幾何建模

UG軟件融合了CAD/CAM/CAE組成了一個交互式的系統，由于其在繪圖過程中的方便靈活性，可以快捷高效的對復雜零件進行構建，如圖1為建模界面。UG的獨特復合式建模，使用者可以依據個人的需求來選擇適合自己的建模方式，豐富的資料庫使得零件的處理更加的高效快捷，如圖2為鼠標的曲面模型。

1.2 加工工藝分析

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

1.3 機床刀庫的建立

數控加工過程中刀具選擇的是否恰當將直接影響零件的加工效率和加工的質量，刀具的選擇必須考慮機床加工的工序內容、加工能力和工件材料等諸多的因素。數控機床與傳統機床的切削方法相比較，數控機床對刀具的要求顯然更高，不僅要求刀具要經久耐用、精度高、剛性優良，而且尺寸要盡量恒定、調整要很方便。

依據加工技術的要求、零件的性質、工件材料和刀具等查閱相關的技術手冊并根據自身的經驗來確定。此外，切削用量的確定還需要考慮刀具差異、機床、生產效率等許多的問題。

①刀具質量的差別。不同的生產廠家的刀具在質量上有很大的質量的差異。因此，需要依據刀具的質量和實際的加工情況對切削用量進行修改。

②機床的特性決定切削用量必須在機床允許的范圍內選擇。為了避免動力不足，造成汽車的現象，要避免由于機床的剛度不足而產生較大的變形或震顫，影響加工零件的質量。

③數控機床的生產效率。數控機床的費用一般都是比較高的，相對來說刀具損耗的費用比占用是很低的。因此可以選用較大一點的切削量適當縮短刀具壽命，以提高機床的生產率。

2 ?VERICUT下的仿真加工

通過UG的默認后處理進行模型導出，選擇導出STL格式的文件，然后保存文件。再通過VERICUT打開文件，進行模擬仿真的準備。

2.1 VERICUT中機床的選擇

數控加工和模擬仿真是針對具體的機床的操作。任何一臺實際中的機床，在VERICUT中都可以根據其尺寸和結構形式，機床的運動原理、各個坐標軸之間的運動關系、機床坐標系等參數進行構建。

2.2 參數設置并進行仿真加工

VERICUT仿真加工前需要進行夾具的構建、設定與三維軟件繪制模型時相一致的坐標系、代碼偏置、選擇仿真需要的刀具最后把程序導入準備進行模擬加工。

在VERICUT操作頁面的工具條中點擊“重置模型”，然后再點擊工具條的“仿真到末端”，模擬仿真加工就開始了，下面截取仿真加工時的畫面如圖4所示。

2.3 數控程序的優化

VERICUT對加工程序的改進關系到數控繪編人員的能力水平和操作工的先前遇到的情況。在準備生產以前要把最合適的進給速度定好，避免可能發生的誤差對加工的影響，如不加工時刀具的運轉速度低、進給速度的制約等一系列的問題。現實生產中，可依據加工的環境如刀具的種類、機床的性能等設置每個工步段的最合適的轉速。改良程序之后的結果是將縮短大量的加工時間。還可減輕刀具的損耗，零件的質量得到提升，延長刀具的使用壽命。此外，VERICUT根據不同刀具、不一樣的工件質地、加工環境、進給速度等得到一個數據庫，并存儲得到優化向外公開。從數據庫中得到的反饋信息相同，同樣能獲得很好的加工過程，是不錯的改良方法。

3 ?結束語

本研究將數控加工仿真與優化軟件VERICUT與 CAD/CAM軟件UG相結合，建立了一臺虛擬的銑床，并利用這臺機床完成了一些特殊零件的整個加工全過程的仿真。此外，本研究還進行實驗的方法對論文的理論研究進行了基本的驗證，將設計零件在實際機床上進行了加工，與其在VERICUT系統模擬處理的結果中進行對比，預想與實際所得零件在外形上保持了一致，提高了機械加工的質量，降低了生產成本，具有很強的現實意義。

電子汽車衡是用使應變電測重原理進行貨物稱重的一種衡器。基于三維軟件Pro/E對DCS40結構進行建模設計，提出多種改進方案，利用ANSYS等工具對多種方案汽車衡進行靜力分析，確定新方案，并對新方案進行有限元分析，直至設計出理想方案。此方法建模過程快捷、效率高、大大降低了生產成本，有比較好的現實推廣意義。

參考文獻：

[1]趙立忠，郭登月，馬云輝，閆紀紅.基于VERICUT的數控仿真環境建立與教學應用[J].實驗室研究與探索，2013（01）.

[2]燕杰春.基于UG和Vericut軟件平臺的多軸數控加工編程與仿真加工研究[J].制造業自動化，2012（03）.

[3]陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業出版社，2009，3.

[4]謝騏，王文格，鄧奕.顯像管屏幕銅模CAD/CAM與加工仿真[J].湖南工程學院學報（自然科學版），2008（03）.

作者簡介：李應峰（1982-），男，河南禹州人，中專講師，研究方向為機械設計與制造及其自動化。