復(fù)雜型腔的凸模及流道加工方法的研究論文

1、本科畢業(yè)設(shè)計論文題 目 復(fù)雜型腔的凸模及流道加工方法的研究 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢業(yè)時間 2014年6月 摘 要 數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)管家綜合國力的水平。數(shù)控技術(shù)是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)，機(jī)械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。在計算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的同時，數(shù)控技術(shù)也迎來了革命性的變化，計算機(jī)仿真、模擬技術(shù)已成為實際加工的前提，它省去了大量的工作量，提高了生產(chǎn)效率，最重要的是模擬、仿真技術(shù)將實際加工中的材料損失降到了最低，大大節(jié)約了加工成本。 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用要求數(shù)控編程人員熟練掌握

2、ug、pro-e、master cam等軟件，而本論文主要是運用catia軟件進(jìn)行數(shù)控加工，運用vericut軟件進(jìn)行機(jī)床仿真。目前，catia軟件在cad/cae/cam以及pdm 領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，已得到世界范圍內(nèi)的承認(rèn)，并廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子/電器、消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計與制造領(lǐng)域，其特有的dmu電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。vericut軟件也廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、模具制造等行業(yè)，其最大特點是可仿真各種cnc系統(tǒng)，既能仿真刀位文件，又能仿真cad/cam后置處理的nc程序，其整個仿真過程包含程

3、序驗證、分析、機(jī)床仿真、優(yōu)化和模型輸出等。本論文中以復(fù)雜型腔的凸模及流道作為加工對象，在catia中涉及到零件區(qū)域粗加工、零件凹槽內(nèi)掃描加工、零件凹槽內(nèi)槽加工等等，最終生成nc代碼。然后在vericut環(huán)境下在機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控加工仿真。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)，catia，vericut，仿真abstract numericalcontroltechnology is the base on machining automation technology. and it is the core technology of numericalcontrol machine, the level of it

4、s strategic position in relation to the level of the countrys comprehensive national strength and reflect the housekeeper. numerical controltechnology isthecoretechnology of the advanced manufacturing technology and equipment, machinerymanufacturing competition, anditsessence isthecompetitionofnumer

5、icalcontroltechnology. numerical control technique has already become the central technique of the manufacture. meanwhile, it is faced with revolutionary changes while the computer technique is developing swiftly and violently. computer emulation and simulation technique is now the pre-requisite for

6、 practical processing. it reduces much of the workload and improves the work efficiency as well. the most important thing is the technique has already cut down the waste of the raw materials in the production procedure and even saved a lot of costs. numericalcontroltechnology requirements programmer

7、s to master ug, pro-e, master cam software for application, and this paper is the use of catia software for cnc machining, using vericut software for machine simulation.at present, catia is now in the cad / cae / cam and pdm in the field of leadership has been recognized worldwide, are widely used i

8、n the aerospace, automobile manufacturing, shipbuilding, machinery manufacturing, electrical / electronic consumer goods industry, its integrated solution the programs cover all product design and manufacturing, its unique dmu electronic prototype module function and hybrid modeling technology is to

9、 promote the competitiveness of enterprises and increased productivity.vericut is also widely used in aerospace, automotive, mold manufacturing and other industries, its most important feature is the simulation of various cnc systems, both simulation cutter location file, but also the nc program sim

10、ulation cad/cam post-processing, the entire simulation verification process includes procedures, analysis, machine simulation, optimization and model output. punch with the complex cavity and runner as a processing object in this paper, it related to the roughing, sweeping and pocketing in catia , a

11、nd generate nc-code ultimately. then simulation on the machine in vericut.key words: numericalcontroltechnology, catia, vericut, simulation目 錄第一章 緒論11.1 課題研究的意義11.2 論文的章節(jié)安排2第二章 catia軟件及vericut軟件介紹32.1 catia軟件介紹32.1.1 catia軟件簡介32.1.2 catia入口32.1.3 catia v5功能模塊簡介32.1.4 catia v5軟件的特點62.2 vericut軟件介紹62.

12、2.1 vericut模塊簡介62.2.2 vericut功能簡介及應(yīng)用7第三章 復(fù)雜型腔凸模的數(shù)控加工技術(shù)（catia）83.1 引入零件及進(jìn)入加工模塊93.2 創(chuàng)建零件毛坯93.3 零件定義操作103.4 進(jìn)行零件加工133.4.1 零件表面粗加工（roughing）133.4.2 零件掃描加工1（sweeping）183.4.3 零件腔槽加工1（pocketing）203.4.4 零件腔槽加工2（pocketing）223.4.5 零件等高線加工（zlevel）233.4.6 零件輪廓驅(qū)動加工（contour-driven）263.4.7 零件掃描加工2（sweeping）273.4.8

13、 零件清根加工（pencil）283.4.9 零件面銑精加工（facing）293.5 輸出nc代碼31第四章 復(fù)雜型腔凸模的機(jī)床仿真加工（vericut）334.1設(shè)置仿真環(huán)境334.1.1創(chuàng)建一個三坐標(biāo)軸機(jī)床334.1.2定義毛坯334.1.3設(shè)置機(jī)床坐標(biāo)344.1.4加載刀具庫344.1.5添加數(shù)控程序354.2 運行仿真364.3 分析視圖38第五章 流道的數(shù)控加工技術(shù)（catia）405.1 零件加工前的設(shè)定405.2 進(jìn)行零件加工415.2.1 零件面銑加工（facing）415.2.2 零件粗加工（roughing）435.2.3 零件等高線加工（zlevel）445.2.4 零

14、件腔槽加工（pocketing）455.2.5 零件掃描加工（sweeping）475.2.6 零件表面輪廓銑加工（profile contouring）485.3 輸出nc代碼50第六章 流道的機(jī)床仿真加工（vericut）526.1設(shè)置仿真環(huán)境526.1.1創(chuàng)建一個三坐標(biāo)軸機(jī)床526.1.2定義毛坯526.1.3設(shè)置機(jī)床坐標(biāo)536.1.4加載刀具庫536.1.5添加數(shù)控程序546.2 運行仿真54第七章 總結(jié)與展望577.1 論文總結(jié)577.2后續(xù)展望57參考文獻(xiàn)59致 謝60畢業(yè)設(shè)計小結(jié)61第一章 緒論1.1 課題研究的意義 數(shù)控加工是一種現(xiàn)代化的加工手段，數(shù)控加工技術(shù)也成為一個國家制造

15、業(yè)發(fā)展的標(biāo)志，利用數(shù)控加工技術(shù)可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的準(zhǔn)確性和精度都可以得到很好的保證。 總體上說，和傳統(tǒng)的機(jī)械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下優(yōu)點： 1、具有較大的柔性 數(shù)控機(jī)床是按照記錄在載體上的信息指令自動進(jìn)行加工的，當(dāng)加工對象改變時只需要重新編制數(shù)控加工程序，而無需對機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，也不需要制造凸輪、靠模一類的輔助機(jī)械裝置。這樣，便可以快速地從一種零件的加工變到另一種零件的加工，使生產(chǎn)準(zhǔn)備周期大為縮短。 2、加工效率高 利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過程是由計算機(jī)控制，所以零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。 3、加工精度高 同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比

16、，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置,提高分辨率,減少為誤 差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 4、有利于加工復(fù)雜形狀的零件 數(shù)控機(jī)床能同時控制多個坐標(biāo)聯(lián)動，可以加工其他機(jī)床難以加工甚至不可能加工的復(fù)雜零件，如曲線的二維復(fù)雜輪廓零件、含曲面的三維實體零件。 5、勞動強(qiáng)度低 由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機(jī)床工作時，只需要監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)。所以勞動強(qiáng)度很低。 6、適應(yīng)能力強(qiáng) 數(shù)控加工系統(tǒng)就象計算機(jī)一樣，可以通過調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴(kuò)展。 本文所要研究的內(nèi)容就是針對復(fù)雜型腔的凸模及流道加工的

17、特點，利用數(shù)控加工進(jìn)行刀路規(guī)劃，合理地劃分加工區(qū)域、選擇適合的加工方法，制成以提高加工精度兼顧效率的nc加工專用程序。通過計算機(jī)模擬三坐標(biāo)軸機(jī)床實際加工過程，達(dá)到對數(shù)控加工程序驗證、切削過程優(yōu)化和加工結(jié)果預(yù)測的目的。1.2 論文的章節(jié)安排 根據(jù)論文選題的要求，作者在近三個月的論文階段，基于catia軟件及vericut仿真軟件平臺，在導(dǎo)師的認(rèn)真指導(dǎo)下完成了大量的工作，對計算機(jī)輔助數(shù)控加工進(jìn)行了深入的研究，在此基礎(chǔ)上并對復(fù)雜型腔的凸模及流道進(jìn)行仿真模擬加工。這些內(nèi)容在論文中都得到了充分的反映，論文內(nèi)容的章節(jié)安排如下： 第一章 緒論 第二章 catia軟件及vericut軟件介紹 第三章 復(fù)雜型腔

18、凸模的數(shù)控加工技術(shù)（catia）第四章 復(fù)雜型腔凸模的機(jī)床仿真加工（vericut）第五章 流道的數(shù)控加工技術(shù)（catia）第六章 流道的機(jī)床仿真加工（vericut） 第七章 總結(jié)與展望第二章 catia軟件及vericut軟件介紹2.1 catia軟件介紹2.1.1 catia軟件簡介 catia是法國dassault system公司旗下的cad/cae/cam一體化軟件，dassault system成立于1981年，catia是英文computer aided three-dimensional interface application的縮寫。從1982年到1988年，catia

19、相繼發(fā)布了1版本、2版本、3版本，并于1993年發(fā)布了功能強(qiáng)大的4版本，現(xiàn)在的catia軟件分為v4版本和 v5版本兩個系列。v4版本應(yīng)用于unix 平臺，v5版本應(yīng)用于unix和windows 兩種平臺。 catia如今其在cad/cae/cam以及pdm領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，已得到世界范圍內(nèi)的承認(rèn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子/電器、消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計與制造領(lǐng)域，其特有的dmu電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。2.1.2 catia入口 該模塊是連接所有caita模塊的基礎(chǔ)。它支持一些關(guān)鍵操作。如打開存在的cat

20、ia零部件文件、創(chuàng)建新的零部件文件、繪制工程圖、以及輸入、輸出各種不同格式的文件。同時該模塊還提供層控制、視圖定義、屏幕開局、消隱/再現(xiàn)對象和在線幫助功能。另外，在該模塊中，可以進(jìn)行導(dǎo)航、動畫、實體、和表面模型著色等高級可視化操作。2.1.3 catia v5功能模塊簡介 在catia v5 r20中共有13個模組，分別是：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)計、形狀、分析與模擬、aec工廠、加工、數(shù)字化裝配、設(shè)備與系統(tǒng)、制造的數(shù)字化處理、加工模擬、人機(jī)工程學(xué)設(shè)計與分析、知識工程模塊和enovia v5 vpm，各個模組里又有一個到幾十個不同的模塊。認(rèn)識catia中的模塊，可以快速的了解它的主要功能，下面將介紹c

21、atia v5 r20中的一些主要模組。 1、“基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”模組 “基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”模組主要包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料庫、catia不同版本之間的轉(zhuǎn)換、圖片制作、實時渲染(real time rendering)等基礎(chǔ)模塊。 2、“機(jī)械設(shè)計”模組 從概念到細(xì)節(jié)設(shè)計，再到實際生產(chǎn)，catia v5的“機(jī)械設(shè)計”模組可加速產(chǎn)品設(shè)計的核心活動。“機(jī)械設(shè)計”模組還可以通過專用的應(yīng)用程序來滿足鈑金與模具制造商的需求，已大幅提升其生產(chǎn)力并縮短上市時間?！皺C(jī)械設(shè)計”模組提供了機(jī)械設(shè)計中所需要的絕大多數(shù)模塊，包括零部件設(shè)計、裝配件設(shè)計、草圖繪制器、工程制圖、線框和曲面設(shè)計等模塊。 3、“形狀”模組 catia外形設(shè)計和風(fēng)格造

22、型提供給用戶有創(chuàng)意、易用的產(chǎn)品設(shè)計組合，方便用戶進(jìn)行構(gòu)建、控制和修改工程曲面和自由曲面，包括了自由曲面造型(freestyle)、汽車白車身設(shè)計(automotive class design)、創(chuàng)成式曲面設(shè)計(generative shape design)和快速曲面(quick surface reconstruction)重建等模塊。 “自由曲面造型”模塊提供用戶一系列工具，倆定義復(fù)雜的曲線和曲面。對的支持使得曲面的建立和修改以及與其他cad系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換更加輕而易舉。 “汽車白車身設(shè)計”模塊對設(shè)計類似于汽車內(nèi)部車體面板和車體加強(qiáng)筋這樣復(fù)雜的薄板零件提供了新的設(shè)計方法?？墒乖O(shè)計人員定義并

23、重新使用設(shè)計和制造規(guī)范，通過3d曲線對這些形狀的掃掠，便可自動的生成曲面，從而得到高質(zhì)量的曲面和表面，并避免了重復(fù)設(shè)計，節(jié)省了時間。 “創(chuàng)成式曲面設(shè)計”模塊的特點是通過對設(shè)計方法和技術(shù)規(guī)范的捕捉和重新使用，從而加速設(shè)計過程，在曲面技術(shù)規(guī)范編輯器中隊設(shè)計意圖進(jìn)行捕捉，使用戶在設(shè)計周期中的任何時候都能快速方便的實施重大設(shè)計更改。 4、“分析與模擬”模組 catia v5創(chuàng)成式和基于知識的工程分析解決方案可快速對任何類型的零件或裝配件進(jìn)行工程分析，基于知識工程的體系結(jié)構(gòu)，可方便的利用分析規(guī)則和分析結(jié)果優(yōu)化產(chǎn)品。 5、“aec工廠”模組 “aec工廠”模組提供了方便的廠房布局設(shè)計功能，該模組可以優(yōu)化生

24、產(chǎn)設(shè)備布置，從而達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)過程和產(chǎn)出的目的?！癮ec工廠”模組主要用于處理空間利用和廠房內(nèi)物品的布置問題，可實現(xiàn)快速的廠房布置和廠房布置的后續(xù)工作。 6、“加工”模組catia v5的“加工”模組提供了高效的編程能力及變更管理能力，相對于其他現(xiàn)有的數(shù)控加工解決方案，其優(yōu)點如下： 高效的零件編程能力。 高度自動化和標(biāo)準(zhǔn)化。 高效的變更管理。 優(yōu)化刀具路徑并縮短加工時間。 減少管理和技能方面的要求。 7、“數(shù)字化裝配”模組 “數(shù)字化裝配”模組提供了機(jī)構(gòu)的空間模擬、機(jī)構(gòu)運動、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的功能。 8、“設(shè)備與系統(tǒng)”模組 “設(shè)計與系統(tǒng)”模組可用于在3d電子樣機(jī)配置中模擬復(fù)雜電氣、液壓傳動和機(jī)械系統(tǒng)的協(xié)同

25、設(shè)計和集成、優(yōu)化空間布局。catia v5的工廠產(chǎn)品模塊可以優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備布置，從而達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)過程和產(chǎn)出的目的，它包括了電氣系統(tǒng)設(shè)計、管路設(shè)計等模塊。 9、“人機(jī)工程學(xué)設(shè)計與分析”模組 “人機(jī)工程學(xué)設(shè)計與分析”模組使工作人員與其操作使用的作業(yè)工具安全而有效地加以結(jié)合，使作業(yè)環(huán)境更適合工作人員，從而在設(shè)計和使用安排上統(tǒng)籌考慮?！叭藱C(jī)工程學(xué)設(shè)計與分析”模組提供了人體模型構(gòu)造(human measurements editor)、人體姿態(tài)分析(human podture analysis)、人體行為分析(human activety analysis)等模塊。 10、“知識工程模塊“模組 “知識工程

26、模塊“模組可以方便的進(jìn)行自動設(shè)計，同時還可以有效地捕捉和重用知識。catia是個功能極其強(qiáng)大的軟件，除了上述模塊外，還有大量其他模塊，在此就不詳細(xì)介紹了。2.1.4 catia v5軟件的特點 1、重新構(gòu)造的新一代體系結(jié)構(gòu) 為確保catia產(chǎn)品系列的發(fā)展，catia v5新的體系結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，采用了新一代的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可快速地適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，使客戶具有更大的競爭優(yōu)勢。 2、支持不同應(yīng)用層次的可擴(kuò)充性 catia v5對于開發(fā)過程、功能和硬件平臺可以進(jìn)行靈活的搭配組合，可為產(chǎn)品開發(fā)鏈中的每個專業(yè)成員配置最合理的解決方案。允許任意配置的解決方案可滿足從最小的供貨商到最大的跨國公司

27、的需要。 3、與nt和unix硬件平臺的獨立性 catia v5是在windows nt平臺和unix平臺上開發(fā)完成的，并在所有所支持的硬件平臺上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、版本發(fā)放日期、操作環(huán)境和應(yīng)用支持。catia v5在windows平臺的應(yīng)用可使設(shè)計師更加簡便地同辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而unix平臺上nt風(fēng)格的用戶界面，可使用戶在unix平臺上高效地處理復(fù)雜的工作。 4、專用知識的捕捉和重復(fù)使用 catia v5結(jié)合了顯式知識規(guī)則的優(yōu)點，可在設(shè)計過程中交互式捕捉設(shè)計意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的經(jīng)驗知識變成了顯式的專用知識，提高了設(shè)計的自動化程度，降低了設(shè)計錯誤的風(fēng)險。 5、給現(xiàn)存客戶平

28、穩(wěn)升級catia v4和v5具有兼容性，兩個系統(tǒng)可并行使用。對于現(xiàn)有的catia v4用戶，v5能引領(lǐng)他們邁向nt世界。對于新的catia v5客戶，可充分利用catia v4成熟的后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)品，組成一個完整的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。2.2 vericut軟件介紹2.2.1 vericut模塊簡介 vericut軟件是美國cgtech公司開發(fā)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，由nc程序驗證模塊、機(jī)床運動仿真模塊、優(yōu)化路徑模塊、多軸模塊、高級機(jī)床特征模塊、實體比較模塊和cad/cam接口等模塊組成，可仿真數(shù)控車床、銑床、加工中心、線切割機(jī)床和多軸機(jī)床等多種加工設(shè)備的數(shù)控加工過程，也能進(jìn)行nc程序優(yōu)化，縮短加工時間、延長

29、刀具壽命、改進(jìn)表面質(zhì)量，檢查過切、欠切，防止機(jī)床碰撞、超行程等錯誤；具有真實的三維實體顯示效果，可以對切削模型進(jìn)行尺寸測量，并能保存切削模型供檢驗、后續(xù)工序切削加工；具有cad/cam接口，能實現(xiàn)與ug、catia及master cam等軟件的嵌套運行。vericut采用了先進(jìn)的三維顯示及虛擬技術(shù)，對數(shù)控加工過程的模擬達(dá)到了及其逼真的程度，并且對機(jī)床的運行過程和工廠環(huán)境也能虛擬出來,以檢測加工過程中可能存在的問題，為用戶挽回了不必要的損失。作為機(jī)床控制系統(tǒng)的佼佼者,為cad/cam產(chǎn)品市場和用戶提供了最佳的數(shù)控機(jī)床仿真工具。2.2.2 vericut功能簡介及應(yīng)用 cgtech vericut

30、 6.0可支援用戶利用專案結(jié)構(gòu)樹，瀏覽、配置多個機(jī)床設(shè)置，每個機(jī)床設(shè)置有自己單獨的機(jī)床結(jié)構(gòu)、夾具、刀具、控制系統(tǒng)和仿真設(shè)定。切削毛坯可以從一個機(jī)床任務(wù)移到另一個機(jī)床任務(wù)，同時能夠自動定位。一旦用戶選定了機(jī)床配置，毛坯、夾具和設(shè)計模型，這些資訊就和機(jī)床捆綁在一起了，接下來就可以類比整個加工過程。vericut具有較強(qiáng)的仿真功能，該軟件不但可以提高零件試切成功率，減少廢品，也可以模擬機(jī)床加工零件，避免機(jī)床碰撞事故，可以同時進(jìn)行刀具軌跡和機(jī)床仿真。還可以對程序進(jìn)行優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，提高零件表面質(zhì)量。同時vericut支持g代碼并配有制造商提供的控制庫。 vericut軟件目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、

31、汽車、模具制造等行業(yè)，其最大特點是可仿真各種cnc系統(tǒng)，既能仿真刀位文件，又能仿真cad/cam后置處理的nc程序，其整個仿真過程包含程序驗證、分析、機(jī)床仿真、優(yōu)化和模型輸出等。 第三章 復(fù)雜型腔凸模的數(shù)控加工技術(shù)（catia） 本章研究的主要內(nèi)容：復(fù)雜型腔凸模加工方法的選擇、刀具路徑的優(yōu)化、幾何參數(shù)和刀具參數(shù)的選擇，以提高加工精度和切削效率。從而制定出一套切實可行的三軸型面加工方法。 本論文使用一個復(fù)雜型腔的凸模模型進(jìn)行研究，下圖為凸模的零件圖（圖3-1）以及毛坯圖（圖3-2）。 圖3-1 零件圖 圖3-2 毛坯圖3.1 引入零件及進(jìn)入加工模塊打開已經(jīng)建立好的零件模型（圖3-3），點擊lyy

32、.catpart，打開文件，出現(xiàn)如圖3-1所示零件。點擊“開始”，在“加工”欄選擇surface machining，切換工作環(huán)境，進(jìn)行表面加工。 圖3-3 打開文件對話框3.2 創(chuàng)建零件毛坯1、在工具欄中點，出現(xiàn)rough stock的對話框，destination選零件，part body選零件幾何體，z最大偏置改為35mm，選擇確定，如圖3-4所示，得到如圖3-2所示毛坯。 圖3-4 創(chuàng)建毛坯 3.3 零件定義操作1、在定義零件操作之前，先在零件表面定義一個原點。點擊特征樹之前的加號，展開子菜單，選擇，單擊，工具欄發(fā)生變化，選擇做點工具，出現(xiàn)如圖3-5所示點定義菜單。點類型選擇之間，在點

33、1中點擊右鍵，選擇創(chuàng)建終點，選擇毛坯上對角線上的一點，點二重復(fù)點一步驟，點擊中點，確定。這樣就產(chǎn)生了一個在毛坯上表面正中間的點，如圖3-6所示。 圖3-5 點定義 圖3-6 創(chuàng)建坐標(biāo)系原點 2、 在特征樹中雙擊“part operation”，系統(tǒng)彈出如圖3-7所示“part operation”對話框。圖3-7 part operation設(shè)置完成 圖3-7所示的“part operation”對話框中各按鈕的說明如下： 按鈕：用于選擇數(shù)控機(jī)床和設(shè)置機(jī)床參數(shù)。 按鈕：設(shè)定加工坐標(biāo)系。 按鈕：選擇目標(biāo)加工文件。 按鈕：選擇毛坯零件。 按鈕：設(shè)定安全平面。 （1）機(jī)床的設(shè)置 單擊“part op

34、eration”對話框中的機(jī)床按鈕，將機(jī)床設(shè)置為3坐標(biāo)軸機(jī)床，完成機(jī)床設(shè)置。 （2）定義坐標(biāo)系單擊“part operation”對話框中的坐標(biāo)系按鈕，axis name定義為“xoy”，選擇坐標(biāo)原點，選剛剛建立的表面中點為原點，點擊確定。如圖3-8所示。 圖3-8 定義坐標(biāo)系 （3）定義加工目標(biāo)零件 單擊“part operation”對話框中的按鈕，再單擊零件幾何體作為目標(biāo)加工零件。在圖形區(qū)雙擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)回到“part operation”對話框。 （4）定義毛坯零件 單擊“part operation”對話框中的按鈕，選擇剛剛創(chuàng)建的毛坯，雙擊左鍵，系統(tǒng)回到“part operatio

35、n”對話框。 （5）定義安全平面為防止刀具干涉，損壞工件，設(shè)定安全坐標(biāo)系。單擊“part operation”對話框中的按鈕，選擇毛坯的最高平面，在offset中將thickness設(shè)置為-30mm。如圖3-9所示。 圖3-9 定義安全平面3.4 進(jìn)行零件加工 零件加工主要從零件的粗加工、半精加工和精加工三個方面進(jìn)行。3.4.1 零件表面粗加工（roughing）粗加工的目的是將毛坯的大部分材料切除，去除大量的工件材料，留少量余量以備進(jìn)行精加工，可以提高加工效率、減少加工時間、降低成本并提高經(jīng)濟(jì)效率。單擊工具欄右側(cè)圖標(biāo)roughing，彈出如下圖3-10所示對話框，進(jìn)行零件表面粗加工。 圖3-

36、10 零件表面粗加工 圖3-10對話框中部分選項卡說明如下： ：刀具路徑參數(shù)選項卡。 ：幾何參數(shù)選項卡。 ：刀具參數(shù)選項卡。 ：進(jìn)給率選項卡。 ：進(jìn)刀/退刀路徑選項卡。 1、幾何參數(shù)定義刀具路徑菜單下，單擊part紅色的面，對話框消失，選擇零件幾何體，余量改為0.5mm，如圖3-11所示。 圖3-11 幾何參數(shù)定義 2、刀具路徑定義點擊machining，出現(xiàn)如圖3-12所示菜單，走刀方式改為by plane（以平面），tool path style（刀具路徑）選擇zig-zag（之字形加工），變形小；點擊radial（徑向模式下）,出現(xiàn)如圖3-13所示菜單，將stepover（步進(jìn)）設(shè)置為s

37、tepover ratio，tool diameter ratio設(shè)為75mm。點擊axial（軸向模式下），出現(xiàn)如圖3-14所示菜單，最大切削深度設(shè)為3mm。 圖3-12 加工模式下菜單 圖3-13 徑向模式下菜單 圖3-14 軸向模式下菜單 3、刀具參數(shù)定義根據(jù)刀具選擇原則：a.刀具半徑r應(yīng)小于零件被加工內(nèi)輪廓的最小曲率半徑，約為(0.80.9）rmin；b.切削深度取(1/41/2)d，以保證刀具有足夠的加工剛度。將刀具直徑改為d20r2，圓鼻銑刀，單擊more按鈕，彈出子菜單，如圖3-15所示。 圖3-15 刀具參數(shù)定義 將nominal diameter（直徑）改為20mm，corn

38、er radius（圓角半徑）改為2mm，body diameter（刀具本體直徑）改為20mm。 4、進(jìn)給率的設(shè)定毛坯材料為鈦合金，查圖3-16知：切削速度設(shè)為1000mm/min。 圖3-16 切削速度根據(jù)公式：由此可計算出：進(jìn)刀、退刀可均設(shè)為300mm/min，轉(zhuǎn)速設(shè)為1500r/min，如圖3-17所示。 圖3-17 進(jìn)給率的設(shè)定 5、進(jìn)刀/退刀路徑的設(shè)定。在沒加工之前，在安全平面上；加工完之后，回到安全平面上，如圖3-18所示。 圖3-18 進(jìn)退刀路徑的設(shè)定 6、仿真模擬單擊，模擬的刀具路徑如圖3-19所示。單擊，進(jìn)行仿真模擬，結(jié)果如圖3-20所示。 圖3-19 模擬的刀具路徑 圖3

39、-20 仿真結(jié)果3.4.2 零件掃描加工1（sweeping） 此步掃描加工為零件半精加工，sweeping指令一般是銑曲面。 1、幾何參數(shù)定義part紅色平面，選擇零件幾何體，限制線選凸模輪廓，檢查面選擇整個凸出所有曲面，余量設(shè)為0.3mm，方向設(shè)為向外outsaid。如圖3-21所示。 圖3-21 幾何參數(shù)定義 2、刀具路徑定義tool path sryle（刀具路徑）選zig-zag（之字形），其余保持默認(rèn)值。 3、刀具參數(shù)定義根據(jù)刀具的選擇原則，刀具直徑改為d10r5，球頭刀。 4、進(jìn)給率的設(shè)定保持不變。 5、進(jìn)刀/退刀路徑的設(shè)定進(jìn)刀選擇back，將數(shù)據(jù)都設(shè)為6mm；退刀高度設(shè)為20m

40、m，如圖3-22所示。 圖3-22 進(jìn)退刀路徑的設(shè)定 6、仿真模擬刀具路徑，如圖3-23所示。仿真結(jié)果如圖3-24所示。 圖3-23 模擬的刀具路徑 圖3-24 仿真結(jié)果3.4.3 零件腔槽加工1（pocketing）此步掃描加工為零件精加工，單擊工具欄pocketing，彈出對話框pocketing.1。 1、幾何參數(shù)定義凸臺選零件整個凸起的部分，加工平面選零件表面，邊緣選零件底部邊緣。雙擊鼠標(biāo)左鍵，彈出對話框，其余數(shù)據(jù)默認(rèn)，保持不變，如圖3-25所示。 圖3-25 幾何參數(shù)定義 2、刀具路徑定義tool path style（刀具路徑）改為inward helical（向內(nèi)螺旋加工），如圖

41、3-26所示。 菜單中，mode選maximum distance，distance between paths為15mm（切寬）。其余數(shù)據(jù)保持不變，如圖3-27所示。 圖3-26 刀具路徑定義 圖3-27 徑向模式下切寬定義 3、刀具直接選用1號刀具。 4、進(jìn)給率的設(shè)定保持不變。 5、進(jìn)刀退刀路徑設(shè)定進(jìn)刀：采用圓弧進(jìn)刀；退刀：返回到安全平面，如圖3-28所示。 圖3-28 進(jìn)退刀路徑設(shè)定 6、仿真模擬刀具路徑結(jié)果如圖3-29所示，仿真結(jié)果如圖3-30所示。 圖3-29 模擬的刀具路徑 圖3-30 仿真結(jié)果3.4.4 零件腔槽加工2（pocketing） 1、幾何參數(shù)定義凸臺選零件整個凸起的部

42、分，加工平面選零件凹槽表面，邊緣選零件凹槽底部邊緣。其余數(shù)據(jù)默認(rèn)，保持不變，如圖3-31所示。 圖3-31 幾何參數(shù)定義 2、刀具路徑定義 tool path style改為outward helical（向外螺旋加工）；radial菜單中，切寬設(shè)為3mm。 3、刀具參數(shù)定義 刀具直徑改為d 6，圓角半徑設(shè)為0mm，body diameter（刀柄本體直徑）改為8mm。 4、進(jìn)給率的設(shè)定保持不變。 5、進(jìn)刀退刀路徑設(shè)定。進(jìn)刀：采用螺旋進(jìn)刀，如圖3-32所示。退刀，返回到安全平面，如圖3-33所示。 圖3-32 螺旋進(jìn)刀 圖3-33 垂直退刀 6、仿真模擬刀具路徑結(jié)果如圖3-34所示，仿真結(jié)果如

43、圖3-35所示。 圖3-34 模擬的刀具路徑 圖3-35 仿真結(jié)果3.4.5 零件等高線加工（zlevel） 點擊工具欄中zlevel，彈出對話框zlevel.1。 1、幾何參數(shù)定義在紅色part區(qū)域點擊右鍵，選擇面，選擇零件整個凸起的部分。雙擊鼠標(biāo)左鍵，彈出對話框，其余數(shù)據(jù)保持不變，如圖3-36所示。 圖3-36 幾何參數(shù)定義 2、刀具路徑定義machining中將machining tolerance設(shè)為0.01mm，如圖3-37所示；axial中將距離設(shè)為0.399mm，高度設(shè)為0.01mm如圖3-38所示。 圖3-37 加工模式下設(shè)定 圖3-38 軸向模式下設(shè)定 3、刀具參數(shù)定義 刀具

44、直徑為d4，球頭刀，點擊more：nominal diamerter改為4mm，corner radius自動改為2mm，overall length（全長）改為60mm，cutting length（切刃長）改為30mm，length（長度）改為50mm，body diameter改為8mm。 4、進(jìn)給率的設(shè)定保持不變。 5、進(jìn)刀退刀路徑設(shè)定進(jìn)刀模式選擇ramping，如圖3-39所示。退刀高度設(shè)為20mm，如圖3-40所示。 圖3-39 ramping進(jìn)刀 圖3-40 垂直退刀 6、仿真模擬單擊進(jìn)行刀路觀察，結(jié)果如圖3-41所示。點進(jìn)行仿真操作，結(jié)果如圖3-42所示。 圖3-41 模擬的刀

45、具路徑 圖3-42 仿真結(jié)果3.4.6 零件輪廓驅(qū)動加工（contour-driven） 點擊工具欄中contour-driven，彈出對話框contour-driven.1。 1、幾何參數(shù)定義 點擊part，選擇零件幾何體，其余參數(shù)保持不變。 2、刀具路徑定義紅色限制線guide.1選零件凹槽側(cè)面的外輪廓，guide.2選擇零件凹槽側(cè)面的內(nèi)輪廓，如圖3-43所示。將tool path style改為zig-zag。 radial菜單中，stepover選constant 3d（刀路在一個垂直投影方向的平面內(nèi)是等距的），距離為0.2mm，方向從guide.2到guide.1。其余參數(shù)保持不變，

46、如圖3-44所示。 圖3-43 限制線的選擇 圖3-44 刀具路徑選擇 3、刀具參數(shù)的設(shè)定保持不變，仍為4號球頭刀。 4、進(jìn)給率的設(shè)定保持不變。 5、進(jìn)刀退刀路徑定義進(jìn)刀模式選擇back，數(shù)據(jù)均設(shè)為6mm；退刀高度設(shè)為6mm。 6、仿真模擬刀具路徑結(jié)果如圖3-45所示，仿真結(jié)果如圖3-46所示。 圖3-45 模擬的刀具路徑 圖3-46 仿真結(jié)果3.4.7 零件掃描加工2（sweeping） 1、幾何參數(shù)定義在紅色part區(qū)域點擊右鍵，選擇面，選擇零件兩側(cè)凸起部分，如圖3-47所示。雙擊鼠標(biāo)左鍵，彈出對話框，其余數(shù)據(jù)默認(rèn)，保持不變。 圖3-47 幾何參數(shù)選擇 2、刀具路徑定義tool path

47、sryle選zig-zag，radial下最大間隔距離（max-distance between pass）改為0.4mm，其余保持默認(rèn)值。 3、刀具參數(shù)的設(shè)定保持不變，仍為4號球頭刀。 4、進(jìn)給率的設(shè)定保持不變。 5、進(jìn)刀退刀路徑定義。進(jìn)刀模式為back，數(shù)據(jù)設(shè)為6mm，退刀高度設(shè)為20mm。 6、仿真模擬刀具路徑結(jié)果如圖3-48所示，仿真結(jié)果如圖3-49所示。 圖3-48 模擬的刀具路徑 圖3-49 仿真結(jié)果3.4.8 零件清根加工（pencil） 點擊工具欄中pencil，彈出對話框pencil.1。 1、幾何參數(shù)定義 點擊part，選擇零件幾何體，其余參數(shù)保持不變。 2、刀具路徑設(shè)定保

48、持不變。 3、刀具參數(shù)的設(shè)定保持不變，仍為4號球頭刀。 4、進(jìn)給率的設(shè)定保持不變。 5、進(jìn)刀退刀路徑定義。 進(jìn)刀模式為back，數(shù)據(jù)均設(shè)為20mm；退刀高度設(shè)為20mm。 6、仿真模擬刀具路徑結(jié)果如圖3-50所示，仿真結(jié)果如圖3-51所示。 圖3-50 模擬的刀具路徑 圖3-51 仿真結(jié)果 3.4.9 零件面銑精加工（facing） 改變加工環(huán)境到銑削加工：開始菜單加工prismatic machining，點擊工具欄中facing，彈出對話框facing.1。 1、幾何參數(shù)定義點擊part，選擇零件凸模最高面。其余參數(shù)保持不變，如圖3-52所示。 圖3-52 幾何參數(shù)定義 2、刀具路徑定義t

49、ool path style改為inward helical；radial菜單中，mode選maximum distance，距離設(shè)為10mm（走刀徑向最大距離），如圖3-53所示。 圖3-53 刀具路徑定義 3、刀具參數(shù)定義 刀具選1號刀具。 4、進(jìn)給率的設(shè)定保持不變。 5、進(jìn)刀退刀路徑定義進(jìn)刀數(shù)據(jù)設(shè)為50mm，退刀高度設(shè)為10mm，如圖3-54所示。 圖3-54 進(jìn)退刀路徑定義 6、仿真模擬走刀路線如圖3-55所示，仿真結(jié)果如圖3-56所示。 圖3-55 模擬的走刀路線 圖3-56 仿真結(jié)果 3.5 輸出nc代碼1、將鼠標(biāo)放在manufacturing program.1上，點擊右鍵，選中

50、manufacturing program.1對象，點擊generate nc output interactively，進(jìn)行設(shè)置，如圖3-57所示。在in/out選項卡下，代碼類型選nc code；在nc code選項卡下，選擇機(jī)床系統(tǒng)為：fanuc15i。點擊執(zhí)行execute。如圖3-58所示。 圖3-57 代碼類型選擇 圖3-58 系統(tǒng)選擇 2、在d盤生成nc代碼，如下圖： 中間省略. 第四章 復(fù)雜型腔凸模的機(jī)床仿真加工（vericut）打開vericut界面后，需設(shè)置仿真環(huán)境，仿真環(huán)境包括創(chuàng)建三坐標(biāo)機(jī)床、定義毛坯、設(shè)置機(jī)床坐標(biāo)、加載刀具庫、添加數(shù)控程序五個。最后，在機(jī)床上進(jìn)行仿真。4.1設(shè)置仿真環(huán)境4.1.1創(chuàng)建一個三坐標(biāo)軸機(jī)床打開vericut界面，點擊文件-打開，彈出如下對話框，選擇已經(jīng)做好的三坐標(biāo)軸機(jī)床，打開。如圖4-1所示。圖4-1 打開三坐標(biāo)軸對話框4.1.2定義毛坯顯示機(jī)床組件，點擊模型下的方塊，設(shè)置毛坯大?。◤腸ati