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五軸加工工藝與優(yōu)化

上傳人:陳** 文檔編號:20122015 上傳時間:2021-02-15 格式:DOC 頁數(shù):4 大?。?2.50KB
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1、 五軸加工工藝與優(yōu)化 1前言 五坐標機床功能強大、加工效率高、質(zhì)量好,在復(fù)雜曲面數(shù)控加工領(lǐng)域,具有獨到之處.CAD/CAM建模、仿真加工以后,分析工藝、碰撞、過切、欠切等問題.圖1為基于UG和VERICUT的五軸加工設(shè)計、仿真與優(yōu)化的流程圖. 2零件三維 CAD模型參考設(shè)計圖紙,分析零件及曲面詳細尺寸,計算節(jié)點數(shù)據(jù),繪制曲線、曲面,構(gòu)造零件CAD模型如圖2. 3零件UGCAM設(shè)計 3.1確定復(fù)雜曲面零件加工工藝方案根據(jù)零件的CAD模型,分析曲面形狀,尺寸特點,采用粗加工、半精加工和精加工加工方案,結(jié)合UGNX10.0提供的CAM工序類型確定

2、該零件的工藝方案如表1所示.3.2規(guī)劃刀具路徑UGNX10.0的CAM主要包括創(chuàng)建刀具、設(shè)置機床坐標系、工序設(shè)計(如圖3)等,其中工序設(shè)計是一項較為嚴謹?shù)墓ぷ?利用“可變流線銑(VARIABLE_STREAMLINE)”方法精加工槽側(cè)面時,需要設(shè)置的參數(shù)較多,如“刀軸”參數(shù)的“軸”設(shè)置為“相對于驅(qū)動體”,“前傾角”設(shè)置為“0”,“側(cè)傾角”設(shè)置為“-67”.圖4機床組件樹工序內(nèi)容UGCAM加工類型刀具粗加工外形型腔銑(CAVITY_MILL)平底立銑刀D12半精加工剩余剩余銑(REST_MILLING)平底立銑刀D6精加工槽一側(cè)可變流線銑(VARIABLE_STREAMLINE)球頭立銑刀R2精

3、加工槽底固定輪廓銑(FIXED_CONTOUR)球頭立銑刀R2精加工槽另一側(cè)可變流線銑(VARIABLE_STREAMLINE)球頭立銑刀R2表1加工工藝方案3.3后置處理刀位文件不能直接被數(shù)控機床識別,須經(jīng)過后處理轉(zhuǎn)化為指定數(shù)控系統(tǒng)的程序,才能在相應(yīng)機床上運行,完成加工任務(wù).現(xiàn)生產(chǎn)單位擁有DMU60t機床若干臺,配備HeidenhainiTNC530控制系統(tǒng),結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀,UGNX10.0后處理文件須滿足該五軸機床一擺頭(B軸)、一擺臺(C軸)結(jié)構(gòu)和海德漢控制系統(tǒng)的要求.將與機床結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)相適應(yīng)的后處理文件B_HEAD_C_TABLE_ITNC530_POST.tcl和B_HEAD_C_TA

4、BLE_ITNC530_POST.def拷貝至UGNX10.0后處理文件目錄“\NX8.5\MACH\resource\postprocessor”中,使用記事本打開該目錄中的template_post.dat文件,在文件的最后添加一行內(nèi)容:“B_HEAD_C_TABLE_ITNC530,${UGI-I_CAM_POST_DIR}B_HEAD_C_TABLE_IT-NC530_POST.tcl,${UGII_CAM_POST_DIR}B_HEAD_C_TABLE_ITNC530_POST.def”,然后保存該文件,完成對后置處理的修改.這樣,在UGNX10.0軟件中就加了一個名字為“B_HEA

5、D_C_TABLE_ITNC530”后處理器. 4VERICUT仿真 4.1選擇數(shù)控系統(tǒng)VERICUT仿真時使用的數(shù)控系統(tǒng)要與生產(chǎn)單位機床系統(tǒng)相一致,軟件VERICUT7.2.3默認數(shù)控系統(tǒng)為fan30im,須修改為軟件庫中hei530數(shù)控系統(tǒng).4.2建立機床模型按照運動模塊構(gòu)建機床的外形模型時,不需要考慮機床主軸等部件的內(nèi)部傳動機構(gòu),同時將不產(chǎn)生運動的部件和底座簡化為機床本體進行整體建模[4].DMU60t機床有兩大傳功鏈,他們分別是主運動傳動鏈和進給傳動鏈.主軸帶著刀具繞著B軸旋轉(zhuǎn),并且與Y向運動組件相連,Y向運動組件又和X向組件相連,形成主運動傳動鏈.毛坯裝夾在C向轉(zhuǎn)

6、動組件上,該組件和Z向運動組件相連,共同構(gòu)成毛坯進給傳動鏈.在組件樹ComponentTree依次定義機床部件,添加順序為Base→X→Y→B→Spindle,Tool→Base→Z→C,從而得到機床組件樹如圖4所示.創(chuàng)建過程中,根據(jù)機床實際參數(shù)設(shè)置X、Y、Z、B和C軸的快速移動速度、最大進給速度等參數(shù).4.3添加機床幾何模型分別選擇對應(yīng)組件中的模型節(jié)點,在“添加模型”選項中選擇“模型文件”,依次添加機床模型文件.在”JAWS(即夾具)”節(jié)點之下添加“Stock(即毛坯)”“Design(即設(shè)計)”節(jié)點及它們的幾何模型,如圖4所示.4.4機床參數(shù)設(shè)定恰當?shù)臋C床參數(shù)對VERICUT仿真至關(guān)重要.

7、選擇“配置”“機床設(shè)定”菜單命令,依次設(shè)置機床的碰撞檢測、機床零點、行程極限、軸優(yōu)先等參數(shù)[1-3].除了以上參數(shù)外,還要對B、C軸旋轉(zhuǎn)運動進行設(shè)置,選“配置”“控制設(shè)定”菜單命令,設(shè)置B、C軸旋轉(zhuǎn)臺型為“EIA(360絕對)”.4.5其他準備工作坐標系統(tǒng)和程序零點的設(shè)置.對于坐標系統(tǒng),設(shè)置“附坐標系”到”Stock(工件)”;對于程序零點,子系統(tǒng)1程序零點,“偏置名”設(shè)置為“程序零點”,同時選擇從“B”“組件”到“Csys1”“坐標原點”定位.創(chuàng)建加工刀具.根據(jù)表1的工藝方案,創(chuàng)建4把刀具,其中3把直徑分別為16、12和6毫米的平底立銑刀,1把直徑為4毫米的球頭立銑刀.UG后處理生成程序及V

8、ERICUT添加程序.在UGNX10.0中分別對六個工步(見圖3)進行后處理,選擇前文設(shè)定的后置處理器B_HEAD_C_TABLE_ITNC530,輸出NC程序.在VERICUT7.2.3中,選擇“數(shù)控程序”節(jié)點“添加數(shù)控程序文件”載入NC程序.4.6仿真加工準備工作完成后即可啟動VERICUT仿真加工,該零件仿真加工效果如圖5所示,由圖可見,在槽的上邊緣存在較為嚴重的過切現(xiàn)象,而此處在UG仿真加工時是不存在過切的,原因是VERI-CUT仿真引入機床、刀具及工裝系統(tǒng),更加貼近現(xiàn)實.設(shè)置過切、欠切公差均為0.01mm,并用顏色加以區(qū)分,顏色較深的位置表示過切或欠切,利用軟件將仿真加工結(jié)果與原設(shè)計

9、模型進行分析比較,得到圖6(a),由圖可見,工件不僅存在過切現(xiàn)象,在曲面曲率較大位置還存在較為明顯的欠切問題,故零件不合格.合格零件必須滿足設(shè)計要求,過切和欠切均會影響零件的外觀或使用功能.由圖1可知,若零件仿真加工不合格,須對零件CAD造型或CAM設(shè)計等不妥當?shù)牟糠诌M行優(yōu)化設(shè)計.仔細分析VERI-CUT仿真過程后發(fā)現(xiàn),過切出現(xiàn)在“剩余銑(REST_MILLING)”工步,在UGCAM設(shè)計中選用“型腔銑(CAVITY_MILL)”代替“剩余銑”,同時須設(shè)計“型腔銑”“切削參數(shù)”,將“參考刀具”選擇為“D12”平底立銑刀,即可利用型腔銑方法實現(xiàn)剩余料的半精加工.零件欠切也是不允許的,分析欠切的位

10、置可知,大部分的欠切與槽側(cè)精加工“可變流線銑”工步有關(guān),修改該工步的“刀軸”參數(shù),將“側(cè)傾角”由“-67”修改為“-60”.重新后處理生成程序,在VERI-CUT中添加相應(yīng)程序進行仿真加工,由仿真效果圖可見,過切情況已不存在.設(shè)置過切、欠切公差為0.01mm讓仿真結(jié)果與設(shè)計模型進行自動比較,分析結(jié)果如圖6(b)所示.對比圖6的a和b,進行CAM優(yōu)化設(shè)計后,基本消除了過切和欠切現(xiàn)象,仿真結(jié)果能夠滿足要求. 5結(jié)語 借助UG和VERICUT實現(xiàn)復(fù)雜曲面的CAD建模、CAM設(shè)計、加工仿真和工藝優(yōu)化.在虛擬環(huán)境中,實現(xiàn)機床的加工過程,校驗了加工程序的準確性,避免了碰撞、干涉等現(xiàn)象,

11、減少了過切、欠切等問題,采用虛擬制造技術(shù),優(yōu)化了生產(chǎn)工藝,降低了生產(chǎn)成本,對五軸機床加工有著十分重要的現(xiàn)實意義. 參考文獻: 〔1〕陳文濤,夏芳臣,涂海寧.基于UG&VERICUT整體式葉輪五軸數(shù)控加工與仿真[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2012(2). 〔2〕李芳,劉凱,王昊,等.基于VERICUT的雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控微型銑床建模和仿真[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2013(2). 〔3〕燕杰春.基于UG和Vericut軟件平臺的多軸數(shù)控加工編程與仿真加工研究[J].制造業(yè)自動化,2012,34(2). 〔4〕占剛,趙麒.基于UG與VER

12、ICUT虛擬數(shù)控加工仿真技術(shù)研究[J].熱處理技術(shù)與裝備,2012,33(6). 4 1、最靈夢想是一個天真的詞,實現(xiàn)夢想是個殘酷的詞。。。21.2.152.15.202110:2210:22:262月-2110:22 2、只有收獲,才能檢驗耕耘的好處;只有貢獻,方可衡量人生的價值。。二〇二一二〇二一年二月十五日2021年2月15日星期一 3、不要放棄,你要配的上自己的野心,也不要辜負了所受的苦難。。10:222.15.202110:222.15.202110:2210:22:262.15.202110:222.15.2021 4、找一個理由,否認憂傷,

13、笑容就會燦爛到無所不在。。2.15.20212.15.202110:2210:2210:22:2610:22:26 5、成功與不成功之間有時距離很短——只要后者再向前幾步。。二月 21星期一, 二月 15, 20212/15/2021 6、只要努力抬起你的雙腳,勝利將屬于你。。10時22分10時22分15-2月-212.15.2021 7、青春如此華美,卻在煙火在散場。。21.2.1521.2.1521.2.15。2021年2月15日星期一二〇二一二〇二一年二月十五日 8、真正沒有資格談明天的人,是那個不懂得珍惜今日的人。。10:2210:22:262.15.2021星期一, 二月 1

14、5, 2021 1、你始終不屬于我,屬于我的只是我自己。。21.2.152.15.202110:2210:22:262月-2110:22 2、一份信心,一份努力,一份成功;十分信心,十分努力,十分成功。。二〇二一二〇二一年二月十五日2021年2月15日星期一 3、你是唯一的,你是十分獨特的,你就是你生命中的第一名。。10:222.15.202110:222.15.202110:2210:22:262.15.202110:222.15.2021 4、要跟成功者有同樣的結(jié)果,就必須采取同樣的行動。。2.15.20212.15.202110:2210:2210:22:2610:22:26

15、5、我們的生命,就是以不斷出發(fā)的姿勢得到重生。。二月 21星期一, 二月 15, 20212/15/2021 6、只要站起來的次數(shù)比倒下去的次數(shù)多,那就是成功。10時22分10時22分15-2月-212.15.2021 7、自知之明是最難得的知識。21.2.1521.2.1521.2.15。2021年2月15日星期一二〇二一二〇二一年二月十五日 8、勇氣通往天堂,怯懦通往地獄。10:2210:22:262.15.2021星期一, 二月 15, 2021 1、最靈繁的人也看不見自己的背脊。21.2.152.15.202110:2210:22:262月-2110:22 2、最困難的事情就

16、是認識自己。二〇二一二〇二一年二月十五日2021年2月15日星期一 3、有勇氣承擔(dān)命運這才是英雄好漢。10:222.15.202110:222.15.202110:2210:22:262.15.202110:222.15.2021 4、與肝膽人共事,無字句處讀書。2.15.20212.15.202110:2210:2210:22:2610:22:26 5、閱讀使人充實,會談使人敏捷,寫作使人精確。二月 21星期一, 二月 15, 20212/15/2021 6、最大的驕傲于最大的自卑都表示心靈的最軟弱無力。10時22分10時22分15-2月-212.15.2021 7、自知之明是最難得的知識。21.2.1521.2.1521.2.15。2021年2月15日星期一二〇二一二〇二一年二月十五日 8、勇氣通往天堂,怯懦通往地獄。10:2210:22:262.15.2021星期一, 二月 15, 2021

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