對于數控工藝分解和制定來說,加工工藝路線的確定是重點,刀具的選擇和加工參數的選擇是加工工序的難點。在相同的工藝路線下,選擇不同刀具和加工參數直接影響零件的加工效率和質量。無論是三軸加工復雜的零件外輪廓和不規則的腔體,還是五軸加工零件,恰當的選擇刀具半徑和長度都是難點,將直接影響加工結果。
現階段被廣泛使用的虛擬加工技術可完成G代碼的驗證,驗證工藝路線選擇的正確性,但對于刀具選擇和參數選擇只能做到定性的分析,但VERICUT軟件則可以給出相關的定量分析。下面通過一個具體的實例闡述巧用VERICUT,對刀具選擇實施定量分析,穩、準、快的提供刀具選擇的合理性方案。
以全國數控工藝員第六期實操考試題為例(如圖1所示),利用VERICUT的分析功能對VERICUT模型中幾何參數、加工信息進行測量,對設計模型與VERICUT仿真加工模型數據比較,通過報告信息準確選擇刀具。
圖1 示例零件圖
一、工藝分析及加工程序
如圖1所示,零件外形規則,被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求較高。零件復雜程度一般,包含了平面、圓弧表面、內外輪廓、鉆孔、鏜孔和鉸孔的加工,且大部分的尺寸均達到IT8~IT7級精度。(加工工序略)
加工圖1所示葉輪部分的參考程序(FANUC系統)如下:
二、巧用VERICUT解決實際問題
通過圖樣分析,可以直接確定銑削平面、外輪廓、鉆孔、鏜孔及鉸孔所需的刀具,但是銑削葉輪部分該選擇半徑是多少的刀具,從圖樣表面直觀的無法確定,這也是整個零件的加工難點所在。現在采用設計模型與仿真加工模型的比對方式,用VERICUT功能定量分析一下。
1.運行數控程序
將已編好的程序導入VERICUT中,并進行虛擬加工,加工結果如圖2所示。
2.對比過程模型與設計模型
利用VERICUT的“自動比對”功能,將虛擬加工后的過程模型與設計模型進行比對。
(1)加載設計模型
根據圖樣要求,設計模型如圖3所示,將設計模型加載到VERICUT中,如圖4所示。
在項目樹Stock的子欄中選擇Design,擊右鍵選擇“組件屬性”;
電擊“模型”,在“類型”中選擇“模型文件”,按“瀏覽”鍵;
選擇已經做好的模型,點擊“打開”,設計模型加載完成。
& #61548; (2)模型比對
在VERICUT的“分析”菜單中選擇“自動對比”功能,并確定比較方法和比較方式如圖5所示。
注:在“比較的方法”菜單中四個子項目分別代表對比的含義為:
實體:用過程模型和設計模型的實體進行布爾運算,把不重合的部分以實體形式現實出來;
曲面:把過程模型和設計模型的表面進行距離測量,以色帶的方式著色以區分過切量的范圍;
點:測量過程模型和設計模型指定兩點間的距離;
外形:車削加工中對過程模型和設計模型的旋轉外形進行測量。
而在“比較的方式”菜單中的三個子項目分別代表對比的內容為:
過切:只顯示和計算過切(過切顏色將隨著比較公差變化,從黃色到紅色不同色差帶表示過切程度);
殘留:只顯示和計算殘留(殘留顏色將隨著比較公差變化,從藍色到紫色不同色差帶表示殘留程度);
兩個:過切和殘留都顯示和計算。
本題中巧用VERICUT的“自動比對”功能,主要為了解決葉片加工的刀具選擇問題,通過比對測量出仿真模型與設計模型的偏差,以便選擇合理的刀具。為保證測量出仿真模型與設計模型的偏差,在“自動比對”中關于“比較方法”和“比較方式”的參數應分別選擇為“曲面”和“兩個”。
在確定好比較方法和比較方式后,點擊“比較”項進行比較,其結果如圖6所示。
3.報告分析
對比后由圖6的顯示結果可知,選用默認φ10的立銑刀有過切的現象,應當減小刀具半徑。然而,是選擇φ8立銑刀,還是選擇φ6的立銑刀合適呢?減小了刀具半徑會不會產生切削殘留?若產生切削殘留,補償值設置多少才會消除殘留?要解決這些問題,可由VERICUT的定量分析“報告”提供依據。
對比后的結果以報告的形式顯示出來,如圖7所示。
報告上的內容包括過切(或殘留)的程序名、行號、過切量、過切(或殘留)點的坐標、過切(或殘留)時所用的刀具和此行程序的內容等。通過報告可以一目了然地看出過切(或殘留)的偏差值,根據偏差值的分析可以合理的選擇刀具。
4.根據報告內容分析過切偏差
從整個報告上可以看出,最大的過切偏差為-1.08mm,也就是說選擇切削葉片用φ10的立銑刀偏大,產生過切,通過VERICUT的定量分析,可以確定在切削葉片時選用φ8的立銑刀可以解決過切問題,但會不會產生殘留還需要更換刀具后再次比對。
改變刀具后,對比結果如圖8所示。
觀察對比后的結果可以看出,在改變了刀具后切削葉輪既沒有過切現象,也沒有切削殘留出現,上機床加工該工件時就可以放心大膽地選用φ8的立銑刀加工葉輪了。
利用VERICUT的“自動比對”功能同樣可以解決由于選刀錯誤造成切削殘留現象的合理選刀問題。同時也可以通過報告分析來確定在切削殘留和過切現象同時存在時的工藝方案,完成刀具選擇和刀具與其相應半徑補償的配合加工工作。
三、結束語
以上是利用VERICUT的“自動比對”功能,在工件加工時幫助操作者穩、準、快地選擇刀具。熟練掌握VERICUT的功能后,您會發現該軟件不僅能對NC程序進行仿真、驗證、分析及優化,而且還能模擬出各學校的實訓設備、實習環境,根據虛擬的現實加工條件進行驗證,以檢測加工過程中可能存在的問題,并優化工藝方案。
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