2003 級 專 科畢業設 計論文 第 1 頁 共 32 頁 引言 電子技術的飛速發展，促進了數控技術由硬件數控至計算機數控的發展，而計算機為更有效的使用數控技術也發揮了巨大的作用。隨著人們對數控加工的研究日臻完善，各種各樣的 CAD/CAM 系統不斷涌現。利用計算機，進一步提高數控加工的精度，而且不斷拓寬了數控技術的應用領域，從復雜的幾何造型系統到計算機輔助加工程序編制等。發達國家從 20世紀 50年代末就開始了 CAD/CAM技術的研究，如通用公司將CAD/CAM技術應用于汽車覆蓋件的設計與制造。到 60年代末， CAD/CAM 技術日趨完善 。 70年代己經研制出許多 CAD/CAM的專門系統，并取得顯著的應用效果。 80年代，CAD/CAM技術己廣泛用于 各種復雜造型 的設計和制造。 無論在提高生產率、改善質量方面，還是降低成本、減輕勞動強度方面， CAD/CAM技術的優越性是傳統的模具設計制造方法所不能比擬的 :(l)CAD/CAM 可以提高設計和UZ水平。在計算機系統內存儲了各有關專業的綜合性的技術知識，計算機與設計人員交互作用，有利于發揮人機各自的特長，使設計和制造工藝更加合理化， 并且 可加工傳統方法難以加工或根本無法加工的復雜型腔，滿足了生產要求 ； (2)CAD/CAM設計計算和圖樣繪 制的自動化大大縮短了設計時間 ,提高 了工作 效率 ； (3)CAD/CAM技術可以大幅度降低成本。計算機的高速運算和自動化繪圖大大節省了勞動力 ,優化設計節省了原材料 ； 采用 CAM 技術可減少加工和調試工時，使制造成本降低 ,從而 大大增強了產品的市場競爭能力 ； (3)CAD/CAM技術可以大幅度降低成本。計算機的高速運算和自動化繪圖大大節省了勞動力 ,優化設計節省了原材料 ;采用 CAM技術可減少加工和調試工時，使制造成本降低 ,從而 大大增強了產品的市場競爭能力 ； (4)CAD/CAM技術將技術人員從繁冗的計算、繪圖和 NC編程中釋放出 來，使其可以從事更多的創造性勞動。 CAD/CAM技術 具有以下 特點 :(1) CAD/CAM 系統必須具備描述物體幾何形狀的能力 ； (2)標準化是 CAD/CAM的必要條件 ； (3) CAD/CAM系統應具有充分的柔性 ,這是CAD/CAM系統所應具備的基本條件之一。 CAD/CAM技術 呈現以下 發展趨勢 ： (1)基于網絡的 CAD/CAM/CAE 一體化系統結構 ；(2)微機版 CAD/CAM/CAE軟件日益深入人心并發揮重要作用 ； (3)智能化程度逐步提高 ；(4)模具 3D設計和 3D分析的重要性更加明確 ； (5)設計和工藝的最優化 。 本課題要求在充分了解 UG軟件的建模與編程、 VERICUT仿真軟件的應用基礎上，用 UG的 CAD模塊設計 墻壁開關 造型，用 CAM 模塊編制出粗精加工的 CLSF文件，在2003 級 專 科畢業設 計論文 第 2 頁 共 32 頁 Vericut下模擬仿真通過后 ,進行錄像。 如圖 1.1為 工作 流程圖： 圖 1.1 工作流程圖 2 UG 下的 CAD 過程 2.1 UG 軟件 概述 由美國 EDS公司開發的機械設計集成化軟件 UG,具有功能強大、性能穩定以及兼容性好、交互性強等特點，近年來在我國機電產品輔助設計和制造領域得到廣 泛應用。例如在輔助實體造型方面， UG 軟件除擁有同類軟件所具備的通用功能外，還擁有靈活的復合建模、齊備的仿真照相、細膩的動畫渲染和快速的原型工具等卓越功能，其中僅復合建模功能就可以讓用戶在實體建模、曲面建模、線框建模和基于特征的參數建模等不同輔助設計方式中任意選擇，使設計者可以根據工程設計的實際情況確定最佳建模方式，從而得到最佳設計效果。 在采用 UG 軟件進行計算機輔助制造過程中， UG 軟件提供了一種通過交互式編程以產生精確加工軌跡的方法。借助這一方法，可以建立一種稱之為刀具位置源文件CLSF 的刀具軌跡文 件。 UG 軟件的 CAM功能允許模具加工者通過觀察刀具運動來圖形化地編輯刀具軌跡，并進行圖形化的修改工作，如延伸縮短或修剪加工軌跡等。與此同時， CLSF文件也能相應發生改變。最終的 CLSF文件經后置處理即可被數控機床接受并用于加工。 選擇加工材料 選擇刀具 選擇機床 進行 CAD/CAM建模 生成 CLSF文件進行仿真 材料選鋁合金 高速鋼銑刀 用 UG 軟件進行 CAD 與 CAM 模塊 選 用 UG 軟件 選用 VERICUT 軟件 并聯機床 用 UG 軟件進行 CAD 與 CAM 模塊 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 3 頁 共 32 頁 UG軟件采用 ToolpathVerify技術進行仿真加工，能交互式地模擬、驗證和顯示NC大局路徑，是一種花費少、效率高、不用機床而可進行 NC 加工試驗的方法，可免去費力耗時的樣件生產，縮短機床調試準備時間，并大大減少刀具磨損量補償和清理等工作。它還可以從刀具仿真示意圖中清楚 看出刀具的路徑軌跡，這對在復雜工件裝夾情況下進行加工來說，將大大減少撞刀、碰刀的機會，從而提高了 CAM的水平和效率。 應當看到， UG 軟件可以很方便地對粗加工、半精加工、精加工、根切各程序中的任意一種進行簡單的編輯，此后即可完成其他的加工，由此大大提高了 CAM 的編程速度。還應看到，應用 UG軟件進行三維建模工作，不僅可以把產品用虛擬模型形象直觀地表現出來，而且還可進行各零件三維模型的虛擬裝配，以檢驗結構的合理性以及在裝配過程中可能發生的干涉，以便及時更正或修改，避免發生設計錯誤。在計算機上進行虛擬裝配 和干涉檢查，能使設計者在開發時提前發現在樣機試制階段中才出現的問題，節約了樣機試制費用，縮短了樣機試制周期，對新產品的開發十分有利。 UG的功能非常強大，涉及到平面工程制圖、三維造型、機構分析、運動分析、制造、渲染和動畫仿真、模擬加工過程等。 CAD功能實現了目前制造業行業中常規的工程設計和繪圖的自動化 ;CAE功能能夠進行有限元分析、靜力學分析、動力學分析 ;CAM功能則為數控機床提供 NC編程技術。同時它還提供了一整套 CAD/CAE/CAM 業界最先進的二次開發工具集，為不同的用戶提供相應的開發工具，去定制 UG使 它滿足一個企業的具體需求。 UG軟件解決方案的目標是 : (1)減少產品上市時間，實現產品創新 ; (2)減少成本 ; (3)獲取和再使用知識 2.2 UG CAD 模塊 的功能和特點 UG是由多種功能模塊集成的軟件 ,它不但具有強大的三維設計與圖形編輯功能 ,而且還提供了先進的制造技術。 它的 CAD(計算機輔助設計 )主模塊包括 :(1)實體建模 ；(2)特征建模 ； (3)自由曲面建模 ； (4)用戶自定義特征 ； (5)裝配建模 ； (6)工程制圖 ；(7)高級裝配 。 2.3 墻壁開關 的 UG CAD 造型 本課題要求進行 墻壁開關 造型銑削， 首先利用 UG 的 CAD 模塊建立 墻壁開關 造型，2003 級 專 科畢業設 計論文 第 4 頁 共 32 頁 具體過程如下： 1.打開 UG ，開始 程序 Unigraphics nx2.0 Unigraphics nx 2.新建一個文件，命名為 zy1,單位為毫米。 3.進入 UG主環境，點擊工具欄中 圖標，進入建模模塊。 4. 點擊菜單條中“插入曲線矩形”，出現點構造器對話框，如圖 2.1所示： 圖 2.1 建點對話框 對話框 中輸入基點 XC值為 -50,YC值為 -50，點擊“確定”，再次出現點構造器對話框，輸入基點值為 50，值為 50，單擊“確定”，得到一個長為 50，寬為 50的矩形，取消點構造器對話框。 5.點擊工具欄中 拉伸體圖標，出現對話框如圖 2.2所示，依次選中矩形四 條邊，單擊“確定”，出現對話框如圖 2.3，點擊“方向和距離”，出現矢量構成對話框如 圖 2.4，點擊 出現拉伸體對話框如圖 2.5所示，在“終止距離”對話框中輸入“ 50”，繪出一個長 100寬 100高 50的長方體，如圖 2.6所示。 圖 2.2 拉伸選項 圖 2.3 拉伸選項 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 5 頁 共 32 頁 圖 2.4 拉伸方向 圖 2.5 拉伸參數 圖 2.6 拉伸體 6.點擊 按鈕進入草圖編輯狀態，選擇 平面并單擊 確定。 7.點擊 鍵，畫一條與 YC、 ZC軸重合的直線，并在其兩側分別畫一條垂直于XC軸的直線，如圖 2.7所示。 圖 2.7 草圖 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 6 頁 共 32 頁 8.點擊自動判斷的尺寸按鈕 選中與 YC、 ZC重合的線和其右側的線并右擊，如圖 2.8所示對話框，輸入“ P3=30” 并回車，同理確定與 YC、 ZC 軸和其左側線之間的距 離為 30，如圖 2.9所示 。 圖 2.8 草圖 圖 2.9 草圖 9.過點（ 30， 0）、（ -30， 0）畫一個三角形，如圖 2.10所示。 圖 2.10 草圖 10.單擊自動判斷的尺寸按鈕 ，繪出如圖 2.11所示銳角為 15的直角三角形。 圖 2.11 草圖 11.單擊工具欄中快速裁剪按鈕 將尺寸剪去，如圖 2.12所示。進入另一草圖。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 7 頁 共 32 頁 圖 2.12 草圖 圖 2.13 草圖 12.單擊工具欄中 畫一個半徑為 1 的圓，圓心在較長的那條直角邊上，圓 心到銳角頂點距離為 43，圓心到 XC軸距離為 11.3，如圖 2.13所示。 13.單擊刪除鍵 刪除尺寸得到圖 2.14。圖 2.14 草圖 14.單擊 退出草圖 模塊。 15.點擊拉伸體 ，出現對話框如圖 2.15所示，選中三角形并確定，出現對話框如圖 2.16，單擊“方向和距離”出現矢量構成對話框如圖 2.17 所示，選中 XC方向出現對話框如圖 2.18，確定起始距離為 35，終止距離為 -35，得到圖 2.19。 同理，拉伸圓得到如圖 2.20 所示，拉伸方向為 XC 軸，起始距離為 -25，終止距離為 25。 圖 2.15 拉伸選項 圖 2.16 拉伸選項 圖 2.17 拉伸方向 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 8 頁 共 32 頁 圖 2.18 拉伸參數 圖 2.19 拉伸體 圖 2.20 拉伸體 16.點擊 邊緣圓角按鈕，出現對話框如圖 2.21所示，默認半徑為 3， 選中三角形拉伸體的邊，得到如圖 2.22所示圖形。 圖 2.21 倒圓角參數 圖 2.22 倒圓角后的模型 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 9 頁 共 32 頁 17.點擊 ，如圖 2.23所示 ，即為整個墻壁開關造型 。 圖 2.23 最終的三維模型 3 UG 下的 CAM 過程 3.1 UG CAM 模塊的功能和特點 .CAM(計算機輔助制造 )主模塊 包括 :(1)后處理 ,可使用戶能夠對工業中常用的大多數數控機床方便地建立自己的后處理程序 ； (2)車加工 ； (3)平面銑削 ； (4)型芯和型腔銑削 ； (5)固定軸銑削 ； (6)清根切削 ； (7)可變軸銑削 ； (8)順序銑削 ； (9)制造資源管理系統 ； (10)切削仿真 ； (11)線切割 ； (12)機床仿真 。 3.2 墻壁開關 的 UG CAM 造型銑削編 程 1.確定加工方案。 零件為墻壁開關模型，實際加工材料為鋁，其中有平面為傾斜面，需用并聯機床進行刀軸傾斜一定角度加工。 加工方案如下（如表 3.21和 3.21所示）： 粗加工：選用較大直徑平底銑刀，分層銑削，型面余量為 0.3mm。 精加工：選用平底銑刀與球頭銑刀，精加工型面、清根，局部精修。 序號 刀具名 刀具直徑 刀長 刃長 刀桿直徑 刀號 1 D16 16 75 50 16 1 2 D2 2 75 50 2 2 3 D4R2 4 75 50 4 3 表 3.21 工藝方 案表 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 10 頁 共 32 頁 序號 方法 程序名 操作方式 刀具名 說明 1 粗加工 ROUGH 型腔銑 D16 去除大余量 2 精加工 FINISH_1 區域輪廓銑 D2 局部曲面精加工 3 精加工 FINISH_2 表面銑 D16 傾斜 平面精加工 4 精加工 FINISH_3 區域輪廓銑 D4R2 曲面精加工 5 精加工 FINISH_3 表面銑 D16 平面精加工 表 3.22 工藝方案表 2.打開模型，單擊工具欄中的 （加工）進入加工模塊，同時出現“加工環境”對話框，設置 CAM進程配置為 cam_general,CAM設置為 mill_contour,單擊“初始化”功能按鈕進入加工環境。 3.設置加工坐標系、安全平面。 (1)在操作導航器工具條中單擊 Geometry View 按鈕，在 Operation Navigator欄雙擊 MCS_MILL,彈出 MILL_ORIENT對話框。 圖 3.23 設定加工原點 (2)單擊 MILL_ORIENT對話框中 （原點）功能按鈕，設置加工原點 使得 MCS位于毛坯上表面中心位置，如圖 3.23所示。 (3)選擇 開關外 殼 下表面， Offset欄中輸入 22，單擊 按鈕，完成安全平面設置 。 (4)單擊 按鈕，退出 MILL_ORIENT對話框，完成加工坐標系與安全平面設置。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 11 頁 共 32 頁 4.設置加工方法。 (1)在工具條 Operation Navigator 中單擊 Machining Method View 按鈕，雙擊導航器中的 MILL_ROUGH,彈出 MILL_METHOD對話框，在部件余量欄中輸入 0.3，表示粗加工時側壁留余量 0.3mm。 (2)雙擊導航器中的 MILL_FINISH,彈出 MILL_METHOD對話框，設置部件余量為 0。 5.建立刀具。 (1)在 Manufacturing Create 工具條中單擊 （創建刀具組）按鈕，彈出“創建刀具組”對話框。 (2) 在子類型欄選擇 項，在名稱欄中輸入銑刀名為 D16(如圖 3.24所示 )，單擊應用按鈕；在彈出的 Mill Tool-5 Parameters對話框中，輸入銑刀參數： D=16mm,刀具號為 1,如圖 3.25所示。 圖 3.24 創建直徑 16平底刀 圖 3.25 直徑 16平 底刀參數 (3)在子類型欄選擇 項，在名稱欄中輸入銑刀名為 D2，單擊應用按鈕 ， 在彈出的 Mill Tool-5 Parameters對話框中，輸入銑刀參數： D=2mm,刀具號為 2。 (4)單擊 Manufacturing Create 工具條中 按鈕，彈出“創建刀具組”對話框，在子類型欄選擇 項，在名稱欄中輸入銑刀名為 D4R2，單擊應用按鈕；在彈出的 Mill Tool-5 Parameters對話框中，輸入銑刀參數： D=4mm,刀具號為 3。 6.建立加工幾何體、毛坯。 (1)單擊 Create Geometry 按鈕，彈出創建幾何體對話框（如圖 3.26所示）。在 Type欄中選擇 mill_contour,在子類型欄選擇 WORKPIECE,在父本組欄選擇 GEOMTRY,2003 級 專 科畢業設 計論文 第 12 頁 共 32 頁 單擊應用按鈕。出現 WORKPIECE對話框。 (2)在 WORKPECE對話框中選擇 part項，如圖 3.27所示，單擊 功能按鈕，彈出 Part Geometry對話框。 (3)選擇 Blank項，單擊 按鈕，定義毛坯。在選擇選項中選擇自動塊，如圖 3.28所示，設置 ZM+為 0.4，單擊 ，結束加工幾何、毛坯的建立。 圖 3.26 創建幾何體 圖 3.27“ WORKPIECE” 對話 框 圖 3.28 毛坯幾何體參數 (4)選擇零件，單擊 按鈕，回到 WORKPIECE對話框。 7.創建粗加工操作 ROUGH（型腔銑）。 (1)在工具條 Manufacturing Create 工具條中單擊 創建操作按鈕，彈出創建操作對話框（如圖 3.29所示） ， 按圖設置各選項，單擊 按鈕，彈出 CAVITY_MILL 對話框（如圖 3.30所示）。 (2)設置切削方式為 （跟隨工件），步距參數設為 50,單擊 按鈕，出現切削層對話 框，選擇圖 3.31所示位置，在切削層對話框中最底點已變為 15.43，在每一刀深度欄輸入 1。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 13 頁 共 32 頁 圖 3.29 創建型腔銑操作 圖 3.30 型腔銑對話框 圖 3.31 指定切削層位置 (4)單擊“切削”功能，出現“切削參數”對話框，按圖 3.32所示設置各選項。 (5)單擊“進給率 ” 功能按鈕，彈出“進給與速度”對話框，設定主軸轉速為 1200rpm，主軸方向為 CLW。 (6)單擊 生成刀軌，如圖 3.33所示。 (7)單擊 進行對生成的刀軌進行切削仿真，選擇“ 2D動態 ” 欄，如圖 3.34所示，單擊 進行切削仿真。切削結果如圖 3.35所示。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 14 頁 共 32 頁 圖 3.32 切削參數對話框 圖 3.33 生成的粗加工刀軌 8.創建精加工 FINISH_1(區域輪廓銑 )。 圖 3.34 可視化刀 軌軌跡 圖 3.35 仿真切削結果 (1)單擊 創建操作按鈕，彈出創建操作對話框，按圖 3.36所示設置各選項，單擊 按鈕，彈出 CONTOUR_AREA 對話框（如圖 3.37所示）。 圖 3.36 創建區域輪廓銑操作 圖 3.37 區域輪廓銑操作對話框 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 15 頁 共 32 頁 圖 3.38 指定切削區域 (2)單擊幾何體中 （切削區域）功能按鈕，選擇圖 3.38所示曲面 ，然后單擊“確定”完成幾何體的選擇。 (3)單擊 （編輯參數）功能按鈕，彈出“區域銑削驅動方式”對話框，其參數按圖 3.39所示設置。最后單擊“確定”完成參數設置。 (4)單擊“切削”功能按鈕，設置加工余量為 0，選擇“優化軌跡”，單擊“確定”完成切削參數設置。 (5)單擊“進給率”功能按鈕，設置主軸速度為 6000rpm，主軸方向為 CLW。單擊“確定”完成進給率參數的設置。 (6)單擊 生成刀軌，如圖 3.40所示。 圖 3.39 區域銑削驅動方式對話框圖 3.40 區 域輪廓銑刀軌軌跡 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 16 頁 共 32 頁 圖 3.41 區域輪廓銑刀軌切削仿真結果 (7)單擊 進行對生成的刀軌進行切削仿真，選擇“ 2D動態”欄，單擊 播放按鈕進行切削仿真。切削結果如圖 3.41所示。 9.創建平面精加工 FINISH_2(表面區域銑 )。 (1)單擊 創建操作按鈕，彈出創建操作對話框，選擇類型為 “ mill_planar” ,選擇子類型為 (表面銑 )，參數設置如圖 3.42所示，單擊 按鈕，彈出“ FACE-MILLING” 對話框（如圖 3.43所示）。 (2)單擊幾何體中 （切削區域）功 能按鈕，選擇圖 3.44所示平面，然后單擊“確定”完成幾何體的選擇。 (3)單擊“切削”功能按鈕，彈出“切削參數”對話框，設置余量為 0，其它參數按圖 3.44所示設置。單擊“確定”完成切削參數設置。 (4)單擊“進給率”功能按鈕，設置主軸速度為 1200rpm，主軸方向為 CLW。 (5)單擊“確定”完成進給率參數的設置。 (6)切削方式選擇 （跟隨工件），其它參數如圖 3.45所示設置。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 17 頁 共 32 頁 圖 3.42 創建表面區域銑操作 圖 3.43 表面區域銑 對話框 圖 3.44 指定切削區域 圖 3.45 切削參數對話框 (7)單擊“機床”功能按鈕，彈出“機床控制”對話框，刀軸選擇“指定矢量”，如圖 3.46所示，同時彈出“矢量構成”對話框。在“矢量構成”對話框中，平面法向選擇 （平面法向），如圖 3.47所示。單擊“確定”完成機床控制設置。 (8)單擊 生成刀軌，如圖 3.48所示。 (9)單擊 進行對生成的刀軌進行切削仿真，選擇“ 2D動態”欄，單擊 播放按鈕進行切削仿真。切削結果如圖 3.49所示。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 18 頁 共 32 頁 圖 3.46“機床控制”對話框 圖 3.47 矢量構成對話框 圖 3.48 表面區域銑刀軌軌跡 圖 3.49 表面區域銑刀軌切削仿真結果 10.創建精加工 FINISH_3(區域輪廓銑 )。 (1)單擊 創建操作按鈕，彈出創建操作對話框，按圖 3.50所示設置各選項，單擊 按鈕，彈出 CONTOUR_AREA 對話框。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 19 頁 共 32 頁 圖 3.50 創建區域輪廓銑操作 圖 3.51 指定切削區域 圖 3.52 區域銑削驅動方式對話框 (2)單擊幾何體中 （切削區域）功能按鈕，選擇圖 3.51所示曲面，然后單擊“確定”完成幾何體的選擇。 (3)單擊 （編輯參數）功能按鈕，彈出“區域銑削驅動方式”對話框，各參數按圖 3.52所示設置。最后單擊“確定”完成參數設置。 (4)單擊“切削”功能按鈕，設置余量為 0，其它參數按 圖 3.53所示設置。單擊“確定”完成切削參數設置。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 20 頁 共 32 頁 (5)單擊“進給率”功能按鈕，設置主軸速度為 4500rpm，主軸方向為 CLW。單擊“確定”完成進給率參數的設置。 (6)單擊 生成刀軌，如圖 3.54所示。 圖 3.53 設置切削參數 (7)單擊 進行對生成的刀軌進行切削仿真，選擇“動態”欄，單擊 播放按鈕進行切削仿真。切削結果如圖 3.55所示。 圖 3.54 區域輪廓銑刀軌軌跡 圖 3.55 區域輪廓銑刀軌切削仿真結果 11.創建精加工 FINISH_4(表面區域銑 )。 (1)單擊 創建操作按鈕，彈出創建操作對話框，按圖 3.56所示設置各選項，單擊 按鈕，彈出 FACE_MILLING_AREA對話框如圖 3.57。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 21 頁 共 32 頁 圖 3.56 創建表面區域銑操作 圖 3.57 表面區域銑對話框 (2)單擊幾何體中 （切削區域）功能按鈕，選擇圖 3.58所示曲面，然后單擊“確定”完成幾何體的選擇。 (3)單擊“切削”功能按鈕 ,設置余量為 0，單擊“確定”完成切削參數設置。 (4)單擊 “進給率”功能按鈕，設置主軸速度為 1200rpm，主軸方向為 CLW。單擊“確定”完成進給率參數的設置。 圖 3.58 指定切削區域 (5)單擊 生成刀軌，如圖 3.59所示。 (6)單擊 進行對生成的刀軌進行切削仿真， 選擇“動態”欄，單擊 播放按鈕進行切削仿真。切削結果如圖 3.60所示。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 22 頁 共 32 頁 圖 3.59 表面區域銑刀軌軌跡 圖 3.60 表面區域銑刀軌切削仿真結果 12 12.UGPOST后處理。 選取操作導航工具程序視圖中的程序節點，選擇 Manufacturing Operation工具條中的 圖標彈出“ CLS 格式”對話框，在機床表中指定“ CLSF_STANDARD” ,指定輸出單位為公制 ,指定相應的存放目錄，設定刀軌文件名與程序名相一致，單擊 OK按鈕輸入刀軌文件。生成的刀軌文件 部分 如下： TOOL PATH/CAVITY_MILL,TOOL,D16 TLDATA/MILL,16.0000,0.0000,75.0000,0.0000,0.0000 MSYS/0.0000,0.0000,60.0000,1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,0.0000000 $ centerline data PAINT/PATH PAINT/SPEED,10 LOAD/TOOL,1 SPINDL/RPM,1200,CLW SET/ADJUST,1 PAINT/COLOR,186 RAPID . . 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 23 頁 共 32 頁 4 加工仿真 4.1 Vericut 軟件功能 概述 VERICUT 在仿真 、驗證和分析 NC 程序時 , 能夠檢測出問題自動報警 , 并統計出錯誤的數量及發生位置。 VERICUT 的三維仿真分析功能完全與車間實際加工一樣 , 對于保證 NC 程序精確性、降低勞動強度及提高生產效率具有現實意義。在數控加工中 , 影響零件制造精度的因素較多 , 其中 NC 程序的好壞優劣起著重要的作用。因此如何以更優的 NC 程序投入到零件生產中 , 也成為研究的一個重點。 NC 程序中包含的切削參數主要有主軸轉速、切削進給率、切入進給率、切深及切削寬度等 , 這些參數是否合理對于 NC 程序的好壞起著決定性作用。對 NC 程 序的優化主要是針對上述參數的優化 , 如果進行手工優化將是十分繁瑣的勞動 , 而把虛擬制造技術用于 NC 程序優化 , 將使該項工作變得十分簡單 , 并且可以反復優化 , 直到獲得滿意的結果。仿真系統在仿真 NC 程序時 , 系統能夠計算刀具在任何時刻的切削量 , 因此利用這個前提條件 , 主要在兩方面對 NC程序進行自動優化 , 即維持恒定的每齒切削碎片厚度和維持恒定的切削體積。維持恒定的每齒切削碎片厚度或切削體積 , 或兩者均維持恒定 , 可以改善切削條件和工件表面切削質量 , 提高效率及延長刀具壽命 , 避免切削振動影響加工精度。通 過自定義一些優化設置 , 結合系統本身所具有的關于切削條件的專家知識 , 在仿真過程中控制系統 , 使其對 NC 程序進行自動優化。如結合現實系統自身的功能定義最大進給率、最大主軸轉速、預期切削深度及切削寬度等 , 系統就會在仿真 NC 程序的同時 , 計算任一時刻刀具切削量 , 并在維持切削碎片厚度或切削體積不變的前提下 , 自動賦予每一程序段合適的進給率和主軸轉速 , 從而完成 NC 程序的自動優化。優化后的 NC 程序優點是可以延長刀具壽命 , 使工件具有較高的表面質量 , 提高切削效率。 4.2 墻壁開關造型 銑削 仿真 1.打開 VERICUT 軟件 ,進入 VERICUT界面 ,點擊 “ 文件 ” ，在文件的下拉菜單中點擊 “ 屬性 ” ，出現屬性對話框，如圖 4.1所示，點擊 “ 一般 ” ，在缺省單位中選擇 “ 公制 ” ，單擊 “ 應用 ” ，再單擊 “ 確定 ” 。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 24 頁 共 32 頁 圖 4.1屬性對話框 圖 4.2運動參數對話框 2.點擊設置，在下拉菜單中單擊“運動”，出現對話框如圖 4.2 所示，在 stop at max errors,stop at max warnings 欄中打勾，這樣在仿真過程中如果有錯誤就可以及時的發 現。 3.單擊“文件”，在下拉菜單中選擇“所建用戶文件”，出現如圖 4.3所示的對話框，單擊“是”，出現如圖 4.4所示的對話框，選擇 F盤 VC文件夾，命名為 VERICATM USER并保存。 圖 4.3是否保存對話框 圖 4.4保存對話框 4.單擊“模型”，在其下拉菜單中選擇模型，出現如圖 4.5所示 對話框，在其長、2003 級 專 科畢業設 計論文 第 25 頁 共 32 頁 寬、高中分別輸入 100,100,50選擇 block，單擊 “ 添加 出現如圖 4.6所示長方體。 圖 4.5建立毛坯 圖 4.6毛坯 5.單擊設置，在其下拉菜單中選擇坐標系統，并單擊，在其子菜單中選擇 CX，在位置中輸入 50、 50、 50，坐標系名稱一欄中點擊“新建”，出現名為 csy1,如圖 4.7所示，單擊 “ 應用 ” ， “ 確定 ” 。 圖 4.7 確定坐標系 6.單擊“設置 ” “刀具管理器”，出現對話框如圖 4.8所示，單擊“添加 ” “ 新建刀具” “ 銑刀 ” ,右擊 ,在出現的菜單中選擇刀具，出現如圖 4.9所示。選中第一把刀，在其直徑中輸入 16，高度為 70，刀長 35，刀桿直徑 為 16，同理定義 2號刀 銑刀，直徑為 2，高度為 70，刀長為 35，刀桿直徑 為 2。 3號刀為球刀，選中第二把球頭 銑 刀，直徑為 4，高度為 70，刀長為 35，刀桿直徑 為 4，單擊文件保存，選擇 F盤VC文件夾，文件名 為 tls，單擊保存，關閉此對話框，如圖 4.10 所示，選擇“是”。 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 26 頁 共 32 頁 圖 4.8 建立刀具 圖 4.9建立刀具參數 圖 4.10是否保存對話框 2003 級 專 科畢業設 計論文 第 27 頁 共 32 頁 7.單擊“設置”在下拉菜單中選擇“刀具軌跡”，出現對話框，如圖 4.11所示，在 TOOLPATH TYBE 一欄中選擇 UGCLS，在 tool charge by 中選擇 tool number 單擊添加，出現對話框如圖 4.12，選擇 D盤，出現 CLS文件，選中 CLS 文件并確定， 將tool path origin 改為 csys1，單擊 “ 應用 ”并“ 確定 ” 。 圖 4.11 保存刀具軌跡 圖 4.12保存刀具軌跡 8.界面如圖 4.13所示，點擊右下角按鈕則開始放映從開始加工到最后結束的加工畫面，