毕业设计76墙壁开关造型计算机辅助设计与制造

2003 级 专 科毕业设 计论文 第 1 页 共 32 页 引言 电子技术的飞速发展，促进了数控技术由硬件数控至计算机数控的发展，而计算机为更有效的使用数控技术也发挥了巨大的作用。随着人们对数控加工的研究日臻完善，各种各样的 CAD/CAM 系统不断涌现。利用计算机，进一步提高数控加工的精度，而且不断拓宽了数控技术的应用领域，从复杂的几何造型系统到计算机辅助加工程序编制等。发达国家从 20世纪 50年代末就开始了 CAD/CAM技术的研究，如通用公司将CAD/CAM技术应用于汽车覆盖件的设计与制造。到 60年代末， CAD/CAM 技术日趋完善 。 70年代己经研制出许多 CAD/CAM的专门系统，并取得显著的应用效果。 80年代，CAD/CAM技术己广泛用于 各种复杂造型 的设计和制造。 无论在提高生产率、改善质量方面，还是降低成本、减轻劳动强度方面， CAD/CAM技术的优越性是传统的模具设计制造方法所不能比拟的 :(l)CAD/CAM 可以提高设计和UZ水平。在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的技术知识，计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长，使设计和制造工艺更加合理化， 并且 可加工传统方法难以加工或根本无法加工的复杂型腔，满足了生产要求 ； (2)CAD/CAM设计计算和图样绘 制的自动化大大缩短了设计时间 ,提高 了工作 效率 ； (3)CAD/CAM技术可以大幅度降低成本。计算机的高速运算和自动化绘图大大节省了劳动力 ,优化设计节省了原材料 ； 采用 CAM 技术可减少加工和调试工时，使制造成本降低 ,从而 大大增强了产品的市场竞争能力 ； (3)CAD/CAM技术可以大幅度降低成本。计算机的高速运算和自动化绘图大大节省了劳动力 ,优化设计节省了原材料 ;采用 CAM技术可减少加工和调试工时，使制造成本降低 ,从而 大大增强了产品的市场竞争能力 ； (4)CAD/CAM技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和 NC编程中释放出 来，使其可以从事更多的创造性劳动。 CAD/CAM技术 具有以下 特点 :(1) CAD/CAM 系统必须具备描述物体几何形状的能力 ； (2)标准化是 CAD/CAM的必要条件 ； (3) CAD/CAM系统应具有充分的柔性 ,这是CAD/CAM系统所应具备的基本条件之一。 CAD/CAM技术 呈现以下 发展趋势 ： (1)基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体化系统结构 ；(2)微机版 CAD/CAM/CAE软件日益深入人心并发挥重要作用 ； (3)智能化程度逐步提高 ；(4)模具 3D设计和 3D分析的重要性更加明确 ； (5)设计和工艺的最优化 。 本课题要求在充分了解 UG软件的建模与编程、 VERICUT仿真软件的应用基础上，用 UG的 CAD模块设计 墙壁开关 造型，用 CAM 模块编制出粗精加工的 CLSF文件，在2003 级 专 科毕业设 计论文 第 2 页 共 32 页 Vericut下模拟仿真通过后 ,进行录像。 如图 1.1为 工作 流程图： 图 1.1 工作流程图 2 UG 下的 CAD 过程 2.1 UG 软件 概述 由美国 EDS公司开发的机械设计集成化软件 UG,具有功能强大、性能稳定以及兼容性好、交互性强等特点，近年来在我国机电产品辅助设计和制造领域得到广 泛应用。例如在辅助实体造型方面， UG 软件除拥有同类软件所具备的通用功能外，还拥有灵活的复合建模、齐备的仿真照相、细腻的动画渲染和快速的原型工具等卓越功能，其中仅复合建模功能就可以让用户在实体建模、曲面建模、线框建模和基于特征的参数建模等不同辅助设计方式中任意选择，使设计者可以根据工程设计的实际情况确定最佳建模方式，从而得到最佳设计效果。 在采用 UG 软件进行计算机辅助制造过程中， UG 软件提供了一种通过交互式编程以产生精确加工轨迹的方法。借助这一方法，可以建立一种称之为刀具位置源文件CLSF 的刀具轨迹文 件。 UG 软件的 CAM功能允许模具加工者通过观察刀具运动来图形化地编辑刀具轨迹，并进行图形化的修改工作，如延伸缩短或修剪加工轨迹等。与此同时， CLSF文件也能相应发生改变。最终的 CLSF文件经后置处理即可被数控机床接受并用于加工。 选择加工材料 选择刀具 选择机床 进行 CAD/CAM建模 生成 CLSF文件进行仿真 材料选铝合金 高速钢铣刀 用 UG 软件进行 CAD 与 CAM 模块 选 用 UG 软件 选用 VERICUT 软件 并联机床 用 UG 软件进行 CAD 与 CAM 模块 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 3 页 共 32 页 UG软件采用 ToolpathVerify技术进行仿真加工，能交互式地模拟、验证和显示NC大局路径，是一种花费少、效率高、不用机床而可进行 NC 加工试验的方法，可免去费力耗时的样件生产，缩短机床调试准备时间，并大大减少刀具磨损量补偿和清理等工作。它还可以从刀具仿真示意图中清楚 看出刀具的路径轨迹，这对在复杂工件装夹情况下进行加工来说，将大大减少撞刀、碰刀的机会，从而提高了 CAM的水平和效率。 应当看到， UG 软件可以很方便地对粗加工、半精加工、精加工、根切各程序中的任意一种进行简单的编辑，此后即可完成其他的加工，由此大大提高了 CAM 的编程速度。还应看到，应用 UG软件进行三维建模工作，不仅可以把产品用虚拟模型形象直观地表现出来，而且还可进行各零件三维模型的虚拟装配，以检验结构的合理性以及在装配过程中可能发生的干涉，以便及时更正或修改，避免发生设计错误。在计算机上进行虚拟装配 和干涉检查，能使设计者在开发时提前发现在样机试制阶段中才出现的问题，节约了样机试制费用，缩短了样机试制周期，对新产品的开发十分有利。 UG的功能非常强大，涉及到平面工程制图、三维造型、机构分析、运动分析、制造、渲染和动画仿真、模拟加工过程等。 CAD功能实现了目前制造业行业中常规的工程设计和绘图的自动化 ;CAE功能能够进行有限元分析、静力学分析、动力学分析 ;CAM功能则为数控机床提供 NC编程技术。同时它还提供了一整套 CAD/CAE/CAM 业界最先进的二次开发工具集，为不同的用户提供相应的开发工具，去定制 UG使 它满足一个企业的具体需求。 UG软件解决方案的目标是 : (1)减少产品上市时间，实现产品创新 ; (2)减少成本 ; (3)获取和再使用知识 2.2 UG CAD 模块 的功能和特点 UG是由多种功能模块集成的软件 ,它不但具有强大的三维设计与图形编辑功能 ,而且还提供了先进的制造技术。 它的 CAD(计算机辅助设计 )主模块包括 :(1)实体建模 ；(2)特征建模 ； (3)自由曲面建模 ； (4)用户自定义特征 ； (5)装配建模 ； (6)工程制图 ；(7)高级装配 。 2.3 墙壁开关 的 UG CAD 造型 本课题要求进行 墙壁开关 造型铣削， 首先利用 UG 的 CAD 模块建立 墙壁开关 造型，2003 级 专 科毕业设 计论文 第 4 页 共 32 页 具体过程如下： 1.打开 UG ，开始 程序 Unigraphics nx2.0 Unigraphics nx 2.新建一个文件，命名为 zy1,单位为毫米。 3.进入 UG主环境，点击工具栏中 图标，进入建模模块。 4. 点击菜单条中“插入曲线矩形”，出现点构造器对话框，如图 2.1所示： 图 2.1 建点对话框 对话框 中输入基点 XC值为 -50,YC值为 -50，点击“确定”，再次出现点构造器对话框，输入基点值为 50，值为 50，单击“确定”，得到一个长为 50，宽为 50的矩形，取消点构造器对话框。 5.点击工具栏中 拉伸体图标，出现对话框如图 2.2所示，依次选中矩形四 条边，单击“确定”，出现对话框如图 2.3，点击“方向和距离”，出现矢量构成对话框如 图 2.4，点击 出现拉伸体对话框如图 2.5所示，在“终止距离”对话框中输入“ 50”，绘出一个长 100宽 100高 50的长方体，如图 2.6所示。 图 2.2 拉伸选项 图 2.3 拉伸选项 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 5 页 共 32 页 图 2.4 拉伸方向 图 2.5 拉伸参数 图 2.6 拉伸体 6.点击 按钮进入草图编辑状态，选择 平面并单击 确定。 7.点击 键，画一条与 YC、 ZC轴重合的直线，并在其两侧分别画一条垂直于XC轴的直线，如图 2.7所示。 图 2.7 草图 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 6 页 共 32 页 8.点击自动判断的尺寸按钮 选中与 YC、 ZC重合的线和其右侧的线并右击，如图 2.8所示对话框，输入“ P3=30” 并回车，同理确定与 YC、 ZC 轴和其左侧线之间的距 离为 30，如图 2.9所示 。 图 2.8 草图 图 2.9 草图 9.过点（ 30， 0）、（ -30， 0）画一个三角形，如图 2.10所示。 图 2.10 草图 10.单击自动判断的尺寸按钮 ，绘出如图 2.11所示锐角为 15的直角三角形。 图 2.11 草图 11.单击工具栏中快速裁剪按钮 将尺寸剪去，如图 2.12所示。进入另一草图。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 7 页 共 32 页 图 2.12 草图 图 2.13 草图 12.单击工具栏中 画一个半径为 1 的圆，圆心在较长的那条直角边上，圆 心到锐角顶点距离为 43，圆心到 XC轴距离为 11.3，如图 2.13所示。 13.单击删除键 删除尺寸得到图 2.14。图 2.14 草图 14.单击 退出草图 模块。 15.点击拉伸体 ，出现对话框如图 2.15所示，选中三角形并确定，出现对话框如图 2.16，单击“方向和距离”出现矢量构成对话框如图 2.17 所示，选中 XC方向出现对话框如图 2.18，确定起始距离为 35，终止距离为 -35，得到图 2.19。 同理，拉伸圆得到如图 2.20 所示，拉伸方向为 XC 轴，起始距离为 -25，终止距离为 25。 图 2.15 拉伸选项 图 2.16 拉伸选项 图 2.17 拉伸方向 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 8 页 共 32 页 图 2.18 拉伸参数 图 2.19 拉伸体 图 2.20 拉伸体 16.点击 边缘圆角按钮，出现对话框如图 2.21所示，默认半径为 3， 选中三角形拉伸体的边，得到如图 2.22所示图形。 图 2.21 倒圆角参数 图 2.22 倒圆角后的模型 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 9 页 共 32 页 17.点击 ，如图 2.23所示 ，即为整个墙壁开关造型 。 图 2.23 最终的三维模型 3 UG 下的 CAM 过程 3.1 UG CAM 模块的功能和特点 .CAM(计算机辅助制造 )主模块 包括 :(1)后处理 ,可使用户能够对工业中常用的大多数数控机床方便地建立自己的后处理程序 ； (2)车加工 ； (3)平面铣削 ； (4)型芯和型腔铣削 ； (5)固定轴铣削 ； (6)清根切削 ； (7)可变轴铣削 ； (8)顺序铣削 ； (9)制造资源管理系统 ； (10)切削仿真 ； (11)线切割 ； (12)机床仿真 。 3.2 墙壁开关 的 UG CAM 造型铣削编 程 1.确定加工方案。 零件为墙壁开关模型，实际加工材料为铝，其中有平面为倾斜面，需用并联机床进行刀轴倾斜一定角度加工。 加工方案如下（如表 3.21和 3.21所示）： 粗加工：选用较大直径平底铣刀，分层铣削，型面余量为 0.3mm。 精加工：选用平底铣刀与球头铣刀，精加工型面、清根，局部精修。 序号 刀具名 刀具直径 刀长 刃长 刀杆直径 刀号 1 D16 16 75 50 16 1 2 D2 2 75 50 2 2 3 D4R2 4 75 50 4 3 表 3.21 工艺方 案表 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 10 页 共 32 页 序号 方法 程序名 操作方式 刀具名 说明 1 粗加工 ROUGH 型腔铣 D16 去除大余量 2 精加工 FINISH_1 区域轮廓铣 D2 局部曲面精加工 3 精加工 FINISH_2 表面铣 D16 倾斜 平面精加工 4 精加工 FINISH_3 区域轮廓铣 D4R2 曲面精加工 5 精加工 FINISH_3 表面铣 D16 平面精加工 表 3.22 工艺方案表 2.打开模型，单击工具栏中的 （加工）进入加工模块，同时出现“加工环境”对话框，设置 CAM进程配置为 cam_general,CAM设置为 mill_contour,单击“初始化”功能按钮进入加工环境。 3.设置加工坐标系、安全平面。 (1)在操作导航器工具条中单击 Geometry View 按钮，在 Operation Navigator栏双击 MCS_MILL,弹出 MILL_ORIENT对话框。 图 3.23 设定加工原点 (2)单击 MILL_ORIENT对话框中 （原点）功能按钮，设置加工原点 使得 MCS位于毛坯上表面中心位置，如图 3.23所示。 (3)选择 开关外 壳 下表面， Offset栏中输入 22，单击 按钮，完成安全平面设置 。 (4)单击 按钮，退出 MILL_ORIENT对话框，完成加工坐标系与安全平面设置。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 11 页 共 32 页 4.设置加工方法。 (1)在工具条 Operation Navigator 中单击 Machining Method View 按钮，双击导航器中的 MILL_ROUGH,弹出 MILL_METHOD对话框，在部件余量栏中输入 0.3，表示粗加工时侧壁留余量 0.3mm。 (2)双击导航器中的 MILL_FINISH,弹出 MILL_METHOD对话框，设置部件余量为 0。 5.建立刀具。 (1)在 Manufacturing Create 工具条中单击 （创建刀具组）按钮，弹出“创建刀具组”对话框。 (2) 在子类型栏选择 项，在名称栏中输入铣刀名为 D16(如图 3.24所示 )，单击应用按钮；在弹出的 Mill Tool-5 Parameters对话框中，输入铣刀参数： D=16mm,刀具号为 1,如图 3.25所示。 图 3.24 创建直径 16平底刀 图 3.25 直径 16平 底刀参数 (3)在子类型栏选择 项，在名称栏中输入铣刀名为 D2，单击应用按钮 ， 在弹出的 Mill Tool-5 Parameters对话框中，输入铣刀参数： D=2mm,刀具号为 2。 (4)单击 Manufacturing Create 工具条中 按钮，弹出“创建刀具组”对话框，在子类型栏选择 项，在名称栏中输入铣刀名为 D4R2，单击应用按钮；在弹出的 Mill Tool-5 Parameters对话框中，输入铣刀参数： D=4mm,刀具号为 3。 6.建立加工几何体、毛坯。 (1)单击 Create Geometry 按钮，弹出创建几何体对话框（如图 3.26所示）。在 Type栏中选择 mill_contour,在子类型栏选择 WORKPIECE,在父本组栏选择 GEOMTRY,2003 级 专 科毕业设 计论文 第 12 页 共 32 页 单击应用按钮。出现 WORKPIECE对话框。 (2)在 WORKPECE对话框中选择 part项，如图 3.27所示，单击 功能按钮，弹出 Part Geometry对话框。 (3)选择 Blank项，单击 按钮，定义毛坯。在选择选项中选择自动块，如图 3.28所示，设置 ZM+为 0.4，单击 ，结束加工几何、毛坯的建立。 图 3.26 创建几何体 图 3.27“ WORKPIECE” 对话 框 图 3.28 毛坯几何体参数 (4)选择零件，单击 按钮，回到 WORKPIECE对话框。 7.创建粗加工操作 ROUGH（型腔铣）。 (1)在工具条 Manufacturing Create 工具条中单击 创建操作按钮，弹出创建操作对话框（如图 3.29所示） ， 按图设置各选项，单击 按钮，弹出 CAVITY_MILL 对话框（如图 3.30所示）。 (2)设置切削方式为 （跟随工件），步距参数设为 50,单击 按钮，出现切削层对话 框，选择图 3.31所示位置，在切削层对话框中最底点已变为 15.43，在每一刀深度栏输入 1。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 13 页 共 32 页 图 3.29 创建型腔铣操作 图 3.30 型腔铣对话框 图 3.31 指定切削层位置 (4)单击“切削”功能，出现“切削参数”对话框，按图 3.32所示设置各选项。 (5)单击“进给率 ” 功能按钮，弹出“进给与速度”对话框，设定主轴转速为 1200rpm，主轴方向为 CLW。 (6)单击 生成刀轨，如图 3.33所示。 (7)单击 进行对生成的刀轨进行切削仿真，选择“ 2D动态 ” 栏，如图 3.34所示，单击 进行切削仿真。切削结果如图 3.35所示。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 14 页 共 32 页 图 3.32 切削参数对话框 图 3.33 生成的粗加工刀轨 8.创建精加工 FINISH_1(区域轮廓铣 )。 图 3.34 可视化刀 轨轨迹 图 3.35 仿真切削结果 (1)单击 创建操作按钮，弹出创建操作对话框，按图 3.36所示设置各选项，单击 按钮，弹出 CONTOUR_AREA 对话框（如图 3.37所示）。 图 3.36 创建区域轮廓铣操作 图 3.37 区域轮廓铣操作对话框 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 15 页 共 32 页 图 3.38 指定切削区域 (2)单击几何体中 （切削区域）功能按钮，选择图 3.38所示曲面 ，然后单击“确定”完成几何体的选择。 (3)单击 （编辑参数）功能按钮，弹出“区域铣削驱动方式”对话框，其参数按图 3.39所示设置。最后单击“确定”完成参数设置。 (4)单击“切削”功能按钮，设置加工余量为 0，选择“优化轨迹”，单击“确定”完成切削参数设置。 (5)单击“进给率”功能按钮，设置主轴速度为 6000rpm，主轴方向为 CLW。单击“确定”完成进给率参数的设置。 (6)单击 生成刀轨，如图 3.40所示。 图 3.39 区域铣削驱动方式对话框图 3.40 区 域轮廓铣刀轨轨迹 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 16 页 共 32 页 图 3.41 区域轮廓铣刀轨切削仿真结果 (7)单击 进行对生成的刀轨进行切削仿真，选择“ 2D动态”栏，单击 播放按钮进行切削仿真。切削结果如图 3.41所示。 9.创建平面精加工 FINISH_2(表面区域铣 )。 (1)单击 创建操作按钮，弹出创建操作对话框，选择类型为 “ mill_planar” ,选择子类型为 (表面铣 )，参数设置如图 3.42所示，单击 按钮，弹出“ FACE-MILLING” 对话框（如图 3.43所示）。 (2)单击几何体中 （切削区域）功 能按钮，选择图 3.44所示平面，然后单击“确定”完成几何体的选择。 (3)单击“切削”功能按钮，弹出“切削参数”对话框，设置余量为 0，其它参数按图 3.44所示设置。单击“确定”完成切削参数设置。 (4)单击“进给率”功能按钮，设置主轴速度为 1200rpm，主轴方向为 CLW。 (5)单击“确定”完成进给率参数的设置。 (6)切削方式选择 （跟随工件），其它参数如图 3.45所示设置。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 17 页 共 32 页 图 3.42 创建表面区域铣操作 图 3.43 表面区域铣 对话框 图 3.44 指定切削区域 图 3.45 切削参数对话框 (7)单击“机床”功能按钮，弹出“机床控制”对话框，刀轴选择“指定矢量”，如图 3.46所示，同时弹出“矢量构成”对话框。在“矢量构成”对话框中，平面法向选择 （平面法向），如图 3.47所示。单击“确定”完成机床控制设置。 (8)单击 生成刀轨，如图 3.48所示。 (9)单击 进行对生成的刀轨进行切削仿真，选择“ 2D动态”栏，单击 播放按钮进行切削仿真。切削结果如图 3.49所示。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 18 页 共 32 页 图 3.46“机床控制”对话框 图 3.47 矢量构成对话框 图 3.48 表面区域铣刀轨轨迹 图 3.49 表面区域铣刀轨切削仿真结果 10.创建精加工 FINISH_3(区域轮廓铣 )。 (1)单击 创建操作按钮，弹出创建操作对话框，按图 3.50所示设置各选项，单击 按钮，弹出 CONTOUR_AREA 对话框。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 19 页 共 32 页 图 3.50 创建区域轮廓铣操作 图 3.51 指定切削区域 图 3.52 区域铣削驱动方式对话框 (2)单击几何体中 （切削区域）功能按钮，选择图 3.51所示曲面，然后单击“确定”完成几何体的选择。 (3)单击 （编辑参数）功能按钮，弹出“区域铣削驱动方式”对话框，各参数按图 3.52所示设置。最后单击“确定”完成参数设置。 (4)单击“切削”功能按钮，设置余量为 0，其它参数按 图 3.53所示设置。单击“确定”完成切削参数设置。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 20 页 共 32 页 (5)单击“进给率”功能按钮，设置主轴速度为 4500rpm，主轴方向为 CLW。单击“确定”完成进给率参数的设置。 (6)单击 生成刀轨，如图 3.54所示。 图 3.53 设置切削参数 (7)单击 进行对生成的刀轨进行切削仿真，选择“动态”栏，单击 播放按钮进行切削仿真。切削结果如图 3.55所示。 图 3.54 区域轮廓铣刀轨轨迹 图 3.55 区域轮廓铣刀轨切削仿真结果 11.创建精加工 FINISH_4(表面区域铣 )。 (1)单击 创建操作按钮，弹出创建操作对话框，按图 3.56所示设置各选项，单击 按钮，弹出 FACE_MILLING_AREA对话框如图 3.57。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 21 页 共 32 页 图 3.56 创建表面区域铣操作 图 3.57 表面区域铣对话框 (2)单击几何体中 （切削区域）功能按钮，选择图 3.58所示曲面，然后单击“确定”完成几何体的选择。 (3)单击“切削”功能按钮 ,设置余量为 0，单击“确定”完成切削参数设置。 (4)单击 “进给率”功能按钮，设置主轴速度为 1200rpm，主轴方向为 CLW。单击“确定”完成进给率参数的设置。 图 3.58 指定切削区域 (5)单击 生成刀轨，如图 3.59所示。 (6)单击 进行对生成的刀轨进行切削仿真， 选择“动态”栏，单击 播放按钮进行切削仿真。切削结果如图 3.60所示。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 22 页 共 32 页 图 3.59 表面区域铣刀轨轨迹 图 3.60 表面区域铣刀轨切削仿真结果 12 12.UGPOST后处理。 选取操作导航工具程序视图中的程序节点，选择 Manufacturing Operation工具条中的 图标弹出“ CLS 格式”对话框，在机床表中指定“ CLSF_STANDARD” ,指定输出单位为公制 ,指定相应的存放目录，设定刀轨文件名与程序名相一致，单击 OK按钮输入刀轨文件。生成的刀轨文件 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 级 专 科毕业设 计论文 第 23 页 共 32 页 4 加工仿真 4.1 Vericut 软件功能 概述 VERICUT 在仿真 、验证和分析 NC 程序时 , 能够检测出问题自动报警 , 并统计出错误的数量及发生位置。 VERICUT 的三维仿真分析功能完全与车间实际加工一样 , 对于保证 NC 程序精确性、降低劳动强度及提高生产效率具有现实意义。在数控加工中 , 影响零件制造精度的因素较多 , 其中 NC 程序的好坏优劣起着重要的作用。因此如何以更优的 NC 程序投入到零件生产中 , 也成为研究的一个重点。 NC 程序中包含的切削参数主要有主轴转速、切削进给率、切入进给率、切深及切削宽度等 , 这些参数是否合理对于 NC 程序的好坏起着决定性作用。对 NC 程 序的优化主要是针对上述参数的优化 , 如果进行手工优化将是十分繁琐的劳动 , 而把虚拟制造技术用于 NC 程序优化 , 将使该项工作变得十分简单 , 并且可以反复优化 , 直到获得满意的结果。仿真系统在仿真 NC 程序时 , 系统能够计算刀具在任何时刻的切削量 , 因此利用这个前提条件 , 主要在两方面对 NC程序进行自动优化 , 即维持恒定的每齿切削碎片厚度和维持恒定的切削体积。维持恒定的每齿切削碎片厚度或切削体积 , 或两者均维持恒定 , 可以改善切削条件和工件表面切削质量 , 提高效率及延长刀具寿命 , 避免切削振动影响加工精度。通 过自定义一些优化设置 , 结合系统本身所具有的关于切削条件的专家知识 , 在仿真过程中控制系统 , 使其对 NC 程序进行自动优化。如结合现实系统自身的功能定义最大进给率、最大主轴转速、预期切削深度及切削宽度等 , 系统就会在仿真 NC 程序的同时 , 计算任一时刻刀具切削量 , 并在维持切削碎片厚度或切削体积不变的前提下 , 自动赋予每一程序段合适的进给率和主轴转速 , 从而完成 NC 程序的自动优化。优化后的 NC 程序优点是可以延长刀具寿命 , 使工件具有较高的表面质量 , 提高切削效率。 4.2 墙壁开关造型 铣削 仿真 1.打开 VERICUT 软件 ,进入 VERICUT界面 ,点击 “ 文件 ” ，在文件的下拉菜单中点击 “ 属性 ” ，出现属性对话框，如图 4.1所示，点击 “ 一般 ” ，在缺省单位中选择 “ 公制 ” ，单击 “ 应用 ” ，再单击 “ 确定 ” 。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 24 页 共 32 页 图 4.1属性对话框 图 4.2运动参数对话框 2.点击设置，在下拉菜单中单击“运动”，出现对话框如图 4.2 所示，在 stop at max errors,stop at max warnings 栏中打勾，这样在仿真过程中如果有错误就可以及时的发 现。 3.单击“文件”，在下拉菜单中选择“所建用户文件”，出现如图 4.3所示的对话框，单击“是”，出现如图 4.4所示的对话框，选择 F盘 VC文件夹，命名为 VERICATM USER并保存。 图 4.3是否保存对话框 图 4.4保存对话框 4.单击“模型”，在其下拉菜单中选择模型，出现如图 4.5所示 对话框，在其长、2003 级 专 科毕业设 计论文 第 25 页 共 32 页 宽、高中分别输入 100,100,50选择 block，单击 “ 添加 出现如图 4.6所示长方体。 图 4.5建立毛坯 图 4.6毛坯 5.单击设置，在其下拉菜单中选择坐标系统，并单击，在其子菜单中选择 CX，在位置中输入 50、 50、 50，坐标系名称一栏中点击“新建”，出现名为 csy1,如图 4.7所示，单击 “ 应用 ” ， “ 确定 ” 。 图 4.7 确定坐标系 6.单击“设置 ” “刀具管理器”，出现对话框如图 4.8所示，单击“添加 ” “ 新建刀具” “ 铣刀 ” ,右击 ,在出现的菜单中选择刀具，出现如图 4.9所示。选中第一把刀，在其直径中输入 16，高度为 70，刀长 35，刀杆直径 为 16，同理定义 2号刀 铣刀，直径为 2，高度为 70，刀长为 35，刀杆直径 为 2。 3号刀为球刀，选中第二把球头 铣 刀，直径为 4，高度为 70，刀长为 35，刀杆直径 为 4，单击文件保存，选择 F盘VC文件夹，文件名 为 tls，单击保存，关闭此对话框，如图 4.10 所示，选择“是”。 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 26 页 共 32 页 图 4.8 建立刀具 图 4.9建立刀具参数 图 4.10是否保存对话框 2003 级 专 科毕业设 计论文 第 27 页 共 32 页 7.单击“设置”在下拉菜单中选择“刀具轨迹”，出现对话框，如图 4.11所示，在 TOOLPATH TYBE 一栏中选择 UGCLS，在 tool charge by 中选择 tool number 单击添加，出现对话框如图 4.12，选择 D盘，出现 CLS文件，选中 CLS 文件并确定， 将tool path origin 改为 csys1，单击 “ 应用 ”并“ 确定 ” 。 图 4.11 保存刀具轨迹 图 4.12保存刀具轨迹 8.界面如图 4.13所示，点击右下角按钮则开始放映从开始加工到最后结束的加工画面，