基于UG與VERICUT的缸體零件虛擬數(shù)控加工技術(shù)研究

包君

摘 要：本文采用UG 6.0軟件對缸體零件建模、制定加工工藝路線、自動生成數(shù)控加工程序，通過VERICUT7.0進行虛擬環(huán)境中數(shù)控仿真加工，檢查數(shù)控加工過程中可能發(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

壓縮機缸體是壓縮機的核心零部件，壓縮機缸體的制造方式、加工的經(jīng)濟性和加工質(zhì)量直接決定該企業(yè)的市場競爭力。壓縮機缸體在加工過程中，一般它的特點是：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)生切削應力，導致變形等特點。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，壓縮機缸體毛坯是鑄造的鋁合金零件，需要加工的零件實體特征主要有平面、斜面、孔等組成，采用多種建模方式相結(jié)合完成壓縮機缸體建模過程，在基本造型完成之后，應該檢查結(jié)構(gòu)尺寸是否正確，如果發(fā)現(xiàn)錯誤可以通過編輯特征等方法對創(chuàng)建的特征參數(shù)、定位、順序等進行修改，準確無誤后進行細節(jié)特征操作，最后建模完實體如圖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，因此壓縮機缸體零件的建模是基礎(chǔ)。

3 虛擬加工過程

3.1 數(shù)控程序的添加

虛擬加工仿真過程是將在UG中生成的NC數(shù)控代碼導入到VERICUT 7.0中，重點是：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)及加工原點的位置，基本上只要有了這四種數(shù)據(jù)，就可以進行仿真加工了。FANUC OM系統(tǒng)是目前國際上應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)過試切檢查，在UG NX 6.0中生成的數(shù)控加工程序有些細節(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”形式打開格式為.mcd的程序文件，以壓縮機缸體加工的第一道工序中第一個工步為例，在UG NX 6.0中加工第一把刀具的刀具號是“00號”如圖9所示，而我們在VERICUT 7.0中設(shè)置刀具時，指定的第一把刀具的刀具號是“01”號，這樣使虛擬加工中不能按照我們所指定的正確刀具進行仿真加工，所以應該把“記事本”中的程序到刀具號進行修改，才能使虛擬加工得以順利進行，如圖3所示。

3.2 虛擬加工

機床模型重置后，就可以進行數(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床的運動圖片都可以捕捉并輸出到打印機或保存到文件中。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程按照需要以不同的方式進行重放。本文機床的仿真過程如圖4所示。

仿真結(jié)束后，VERICUT 7.0將自動產(chǎn)生Ascll文本格式的日志文件。日志文件包含仿真過程中的錯誤、警告和其他信息，其中錯誤和警告部分包括產(chǎn)生錯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誤和警告定位到某一個程序段。通過與前面介紹的刀軌重放功能結(jié)合起來，可以進一步將錯誤刀軌和視圖中刀具所處位置對應起來。

3.3 仿真結(jié)果分析與與零件的檢驗

分析模塊的主要作用是進行過切與欠切的檢查，它能將仿真加工后的模型和設(shè)計模型疊加在一起進行精確比較，自動識別并顯示出留在工件上的過切與欠切的部位，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始的設(shè)計要求，從而減少試切削的時間，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)實際欠切情況生成欠切報告如圖6所示。并且對錯誤的程序行能夠進行精確的刀軌圖像顯示定位，根據(jù)具體情況對程序進行編輯和修改，然后進行模擬仿真。

4 結(jié)論

本文利用UG 6.0軟件和VERICUT7.0對缸體零件進行虛擬加工，為進一步實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工過程提供了有利條件[9]。利用虛擬加工的相關(guān)數(shù)據(jù)來評定產(chǎn)品的性能和加工工藝存在的問題，用以調(diào)整設(shè)計細節(jié)并縮短設(shè)計周期，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

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