基于VERICUT的零件编程与试切加工研究

摘要：本设计将UG与VERICUT相结合进行鼠标的编程与试切加工研究，VERICUT仿真功能强大，UG数控编程也较易学习，二者结合进行仿真，编程容易导入。最近几年，仿真技术在生产实践中得到了充分应用，随着技术的发展，产品需求多样化会越来越强烈，以最低的成本，最快的速度同时保证质量响应市场决定着企业的未来。市场要求企业提高产品设计成功率，缩短生产周期。而数控仿真技术弥补了传统生产的不足，数控技术可以及时发现加工过程或装配过程中的问题从而指导设计时出现的问题，因此数控仿真技术越来越得到企业的认可和欢心，在市场中得到越来越多的应用。

关键词：数控仿真;传统生产;市场需求;提高成功率

0  引言

本研究通过UG对鼠标零件进行建模和数控编程，利用VERICUT进行模拟仿真，探索鼠標零件高效和高精度的加工方法，达到降低生产成本，缩短生产周期的要求。使用UG的强大制图功能绘制拨动杆的三维实体模型，然后进行创建工序生成刀位轨迹，放置刀具模拟单个工序的正确与否，生成NC代码进行后处理生成程序PTP格式的文件，模型以STL格式文件导出。把保存的文件导入到VERICUT中进行模拟仿真加工过程，检查过切、漏加工以及各部件之间的干涉，及时对程序进行修改，提高工作效率。

1  利用UG对鼠标进行数学建模及数控编程加工

1.1 建立鼠标几何建模

UG软件融合了CAD/CAM/CAE组成了一个交互式的系统，由于其在绘图过程中的方便灵活性，可以快捷高效的对复杂零件进行构建，如图1为建模界面。UG的独特复合式建模，使用者可以依据个人的需求来选择适合自己的建模方式，丰富的资料库使得零件的处理更加的高效快捷，如图2为鼠标的曲面模型。

1.2 加工工艺分析

加工总的原则是在满足要求前提下，尽量降低生产成本和提高生产效率，如图3加工工艺分析。

1.3 机床刀库的建立

数控加工过程中刀具选择的是否恰当将直接影响零件的加工效率和加工的质量，刀具的选择必须考虑机床加工的工序内容、加工能力和工件材料等诸多的因素。数控机床与传统机床的切削方法相比较，数控机床对刀具的要求显然更高，不仅要求刀具要经久耐用、精度高、刚性优良，而且尺寸要尽量恒定、调整要很方便。

依据加工技术的要求、零件的性质、工件材料和刀具等查阅相关的技术手册并根据自身的经验来确定。此外，切削用量的确定还需要考虑刀具差异、机床、生产效率等许多的问题。

①刀具质量的差别。不同的生产厂家的刀具在质量上有很大的质量的差异。因此，需要依据刀具的质量和实际的加工情况对切削用量进行修改。

②机床的特性决定切削用量必须在机床允许的范围内选择。为了避免动力不足，造成汽车的现象，要避免由于机床的刚度不足而产生较大的变形或震颤，影响加工零件的质量。

③数控机床的生产效率。数控机床的费用一般都是比较高的，相对来说刀具损耗的费用比占用是很低的。因此可以选用较大一点的切削量适当缩短刀具寿命，以提高机床的生产率。

2  VERICUT下的仿真加工

通过UG的默认后处理进行模型导出，选择导出STL格式的文件，然后保存文件。再通过VERICUT打开文件，进行模拟仿真的准备。

2.1 VERICUT中机床的选择

数控加工和模拟仿真是针对具体的机床的操作。任何一台实际中的机床，在VERICUT中都可以根据其尺寸和结构形式，机床的运动原理、各个坐标轴之间的运动关系、机床坐标系等参数进行构建。

2.2 参数设置并进行仿真加工

VERICUT仿真加工前需要进行夹具的构建、设定与三维软件绘制模型时相一致的坐标系、代码偏置、选择仿真需要的刀具最后把程序导入准备进行模拟加工。

在VERICUT操作页面的工具条中点击“重置模型”，然后再点击工具条的“仿真到末端”，模拟仿真加工就开始了，下面截取仿真加工时的画面如图4所示。

2.3 数控程序的优化

VERICUT对加工程序的改进关系到数控绘编人员的能力水平和操作工的先前遇到的情况。在准备生产以前要把最合适的进给速度定好，避免可能发生的误差对加工的影响，如不加工时刀具的运转速度低、进给速度的制约等一系列的问题。现实生产中，可依据加工的环境如刀具的种类、机床的性能等设置每个工步段的最合适的转速。改良程序之后的结果是将缩短大量的加工时间。还可减轻刀具的损耗，零件的质量得到提升，延长刀具的使用寿命。此外，VERICUT根据不同刀具、不一样的工件质地、加工环境、进给速度等得到一个数据库，并存储得到优化向外公开。从数据库中得到的反馈信息相同，同样能获得很好的加工过程，是不错的改良方法。

3  结束语

本研究将数控加工仿真与优化软件VERICUT与 CAD/CAM软件UG相结合，建立了一台虚拟的铣床，并利用这台机床完成了一些特殊零件的整个加工全过程的仿真。此外，本研究还进行实验的方法对论文的理论研究进行了基本的验证，将设计零件在实际机床上进行了加工，与其在VERICUT系统模拟处理的结果中进行对比，预想与实际所得零件在外形上保持了一致，提高了机械加工的质量，降低了生产成本，具有很强的现实意义。

电子汽车衡是用使应变电测重原理进行货物称重的一种衡器。基于三维软件Pro/E对DCS40结构进行建模设计，提出多种改进方案，利用ANSYS等工具对多种方案汽车衡进行静力分析，确定新方案，并对新方案进行有限元分析，直至设计出理想方案。此方法建模过程快捷、效率高、大大降低了生产成本，有比较好的现实推广意义。

参考文献：

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[4]谢骐，王文格，邓奕.显像管屏幕铜模CAD/CAM与加工仿真[J].湖南工程学院学报（自然科学版），2008（03）.

作者简介：李应峰（1982-），男，河南禹州人，中专讲师，研究方向为机械设计与制造及其自动化。