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摘 要：仿真加工是零件實際加工的演示過程。本文以一個三軸數控加工中心仿真加工電風扇葉輪模具為例，研究了三軸加工中心仿真加工電風扇葉輪模具零件的過程。對零件進行了工藝分析，確定了加工方案，通過UG軟件進行了建模，并利用UG的CAM模塊生成刀具軌跡，加工仿真，并將刀具路徑對應的NC程序導入到VERICUT軟件建好的項目文件中進行最后的加工仿真，對程序的準確性進行驗證。整個加工過程體現出利用UG與VERICUT相結合仿真加工的優(yōu)勢，對實際加工具有重大意義。同樣的仿真加工辦法也可用于類似零件的仿真加工。

關鍵詞：UG VERICUT 電風扇葉輪模具

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（c）-0135-05

Abstract： Machining simulation is a demonstration of part machining. This paper takes a three-axis NC machining center simulation machining electric fan impeller as an example to study the process of simulation machining of electric fan impeller mold parts in a three-axis machining center. Process analysis was performed on the parts， the machining plan was determined， modeling was performed by UG software， and UG CAM module was used to generate tool trajectories and machining simulations. The NC program corresponding to the tool path is imported into the VERICUT software project file for final machining simulation to verify the accuracy of the program. The entire machining process embodies the advantages of using UG and VERICUT to simulate machining， which is of great significance to actual machining. The same simulation machining method can also be used for simulation processing of similar parts.

Key Words：UG；VERICUT；Electric fan impeller mould

UG的后處理模塊可以根據刀具軌跡直接生成加工程序，對于復雜件的加工極大的縮短了編程時間并且簡化了編程難度。但是UG加工仿真只是一個基本加工仿真過程，其仿真加工過程未考慮安裝夾具，安裝刀具等實際操作環(huán)境對加工效果的影響，所以經過CAM模塊自動生成的NC程序不能直接用于零件的實際加工[1]。

VERICUT軟件仿真過程可以直觀的觀測到刀具的實時運動，相對于UG而言，VERICUT軟件設有夾具裝夾、刀具在機床上安裝等步驟，可以檢測刀具的干涉問題，驗證NC程序的準確性，并可以對工件進行過切或欠切的檢測，減少實際加工的試切過程，大大地縮短加工周期[2]。

1 UG軟件數控加工仿真

1.1 零件分析

1.1.1 零件結構

電風扇整體葉輪模具葉片部分的輪廓及其尺寸如圖1所示。

1.1.2 電風扇整體葉輪模具成型零件工藝分析

該零件的毛坯是一個長為350mm，寬為350mm，高為60mm的長方體塊，其上表面有一個基準角，以便對毛坯進行裝夾定位。將鑄鐵設置為本次仿真加工毛坯的材料。本次仿真加工不涉及到通孔的加工，故可選擇吸盤安裝的方式，可以將零件的底面與機床的工作臺上表面相接觸。

1.1.3 加工刀具選擇

一味地追求加工精度，會增長加工周期，一味地考慮加工效率又會影響加工精度，所以在實際的加工過程中刀具的選擇一定要能夠平衡好加工精度和加工效率的關系。除此以外，還要把刀具的補償考慮在內。長度補償可以保證刀尖與毛坯準確地接觸，半徑補償可以保證刀具可以準確地加工出輪廓，不會造成過切或者欠切現象。建立好的刀具使用卡如表1所示。

1.1.4 確認加工方案

為保證加工速度及其加工精度，采用粗精混合的加工方法。電風扇整體葉輪模具的刀具使用卡已經做了初步的加工規(guī)劃，這里只需查詢切削用量手冊，確定切削速度以及每齒進給速度，并在UG加工環(huán)境進行參數設置，最終完成表2數控工序卡的填寫。

1.2 UG加工模塊構建

1.2.1 幾何體的構建

在UG建模環(huán)境下構建與二維零件圖對應的三維工件的幾何體模型。如圖2所示。

1.2.2 UG加工環(huán)境構建

電風扇葉輪模具的加工具體加工分如下四步完成：

第一步：定義坐標系及安全平面：將幾何體的上表面中心設置為加工坐標原點，將高于工件上表面30mm處設為安全平面。

第二步：創(chuàng)建幾何體以及毛坯：將電風扇葉輪模具的三維模型設置為所要加工的幾何體，將其對應的自動塊設置為加工毛坯。

第三步：創(chuàng)建刀具：按照表1刀具試用卡，選擇刀具并進行相應參數的設定。

第四步：創(chuàng)建操作并仿真：按照表2數控加工工序卡創(chuàng)建操作，并進行對應參數的設定，生成對應的刀具軌跡，并進行仿真。粗加工整體輪廓的刀具軌跡如圖3所示，在UG中最終仿真效果如圖4所示。

1.3 后處理

后置處理是整個自動編程加工的重點。后置處理就是將刀具位置以及機床控制指令轉化成為能被特定機床控制系統(tǒng)接收的程序的處理過程。后置處理所出的數控程序直接關系到機床能否正確識別。因為UG中給定的后處理器不能滿足對特定機床的要求，所以就需根據機床以及控制系統(tǒng)，結合實際加工情況去構建符合要求的特定后處理器。機床的具體參數設置如圖5所示。

單擊程序和刀軌，在程序開始段將%改為N，西門子的程序段開頭是%，FANUC的程序段開頭是N，設置后如圖6所示。除此以外，還可以對刀軌、機床運動、程序結束、M代碼等進行參數化設置。還可以根據自己的實際需求去定制命令，當然加工本馬氏盤零件不需要再對這些參數進行修改。完成以上參數的設定即可完成本次仿真。返回到UG加工環(huán)境，在程序視圖下選擇各項操作，把刀具軌跡以及機床指令轉化成G代碼輸出。

2 VERICUT加工仿真

第一步：機床以及控制系統(tǒng)的選擇，在VERICUT中調用控制系統(tǒng)庫中的三軸加工中心，如圖7所示。這是一個帶有刀庫，能夠實現自動換刀功能的基本三軸立式加工中心，調用控制系統(tǒng)中的fan6m控制系統(tǒng)。

第二步：添加零件幾何體以及毛坯，將毛坯和幾何體添加到正確的裝夾位置。

第三步：定義程序零點，依照UG中機床坐標系原點的設定，將毛坯的上表面對應點作為加工坐標系的原點。

第四步：加工刀具的添加以及管理，按刀具使用卡添加刀具，合理設計刀柄，并設置準確的裝夾位置。

第五步：數控程序的添加以及改進，將UG自動編程生成的程序添加到VERICUT數控程序中，并將每段程序使用的刀具以及刀補與VERICUT中創(chuàng)建的刀具一一對應。

第六步：VERICUT加工仿真，在VERICUT中仿真過程效果如圖8所示，最終仿真加工的零件視圖如圖9所示。

3 結語

本次仿真利用了輪廓銑的加工方法，對曲面零件進行了加工仿真操作。利用了UG的建模模塊和加工模塊把電風扇葉輪的加工程序進行了自動編程，并在VERICUT中對自動生成的程序進行了有效性驗證。同樣的仿真操作過程也可以應用到同類型工件的加工。

參考文獻

[1] 鄭貞平，黃云林，陳思濤.VERICUT7.3中文版數控仿真技術與實例詳解[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

[2] 李云龍，曹巖.數控機床加工仿真系統(tǒng)VERICUT[M].西安：交通大學出版社，2005.

[3] 劉宏軍.加工中心加工與CAD/CAM應用技術[M].上海：上海科學技術出版社，2011.

[4] 展迪優(yōu).UGNX6.0數控加工教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[5] 付本國，管殿柱.UG NX 6.0三維機械設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.