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1、加工仿真加工仿真/高效加工高效加工/无图纸化应用无图纸化应用CGTECH公司公司 王宪斌王宪斌 构建了大量的知名机床的模型支持各种结构的机床支持各种结构的机床支持各种结构的机床支持各种结构的机床支持各种结构的机床支持各种结构的机床CAM软件接口软件接口低效！低效！导致生产低效的部分因素导致生产低效的部分因素n试切、零件报废、断刀等试切、零件报废、断刀等n机床干涉、碰撞、机床高级功能不敢使用机床干涉、碰撞、机床高级功能不敢使用 n单一进给速度的低效单一进给速度的低效n手工改变进给倍率的低效手工改变进给倍率的低效n产品质量不稳定产品质量不稳定n高速铣材料去除率低下高速铣材料去除率低下n工艺准备时间
2、长工艺准备时间长仿真与优化是减少以上因素、提高加工效率仿真与优化是减少以上因素、提高加工效率的重要组成部分，也是实现无图纸化的不可的重要组成部分，也是实现无图纸化的不可缺少的重要组成部分。缺少的重要组成部分。n仿真（可靠性）仿真（可靠性）n优化（合理性）优化（合理性）为什么要选择为什么要选择VERICUT普通的仿真技术普通的仿真技术n基于无数三基于无数三角面的仿真角面的仿真n不精确的模不精确的模型型n图形质量差图形质量差n仿真速度会仿真速度会越来越慢越来越慢(成千上万个小平面成千上万个小平面)VERICUT 的仿真技术的仿真技术nVERICUT 是基于特征实体的仿真是基于特征实体的仿真精确的切
3、削特征精确的切削特征高质量的图形高质量的图形无论程序大小，无论程序大小， 仿真速度快且恒定仿真速度快且恒定精确的仿真结果精确的仿真结果柱面柱面圆环圆环平面平面圆环圆环柱面柱面平面平面What is this?特征模型的比较特征模型的比较(成千上万个小平面成千上万个小平面)真实特征真实特征全面的特征信息全面的特征信息VERICUT 的机床仿真的机床仿真n连续的碰撞检查连续的碰撞检查机床运动的全过程都机床运动的全过程都在检查在检查n支持各种复杂的控制支持各种复杂的控制系统和高级功能系统和高级功能子程序子程序, 循环循环, 系统变系统变量量, 偏置偏置, 刀具补偿刀具补偿ContinuousStep
4、控制系控制系统统 Siemens 840DnVERICUT可以直接仿真可以直接仿真siemens840D系系统统自自带带的的复复杂杂的循的循环环指令，例如：指令，例如： Cycle800(坐坐标标系系转换转换)，cycle81-90(钻钻孔循孔循环环)，pocket 1,2,3,4（铣铣槽循槽循环环），），cycle60(雕刻循雕刻循环环) Cycle71-77,cycle971-979 (测测量循量循环环)等等。等等。 控制系控制系统统 Siemens 840Dn直接仿真各种循环和子程序直接仿真各种循环和子程序从机床上拷贝各种循环子从机床上拷贝各种循环子程序程序n循环可支持循环可支持:框架框
5、架, 数组数组, 轴数组轴数组, 字符字符串数组串数组, geoax, etc CAD 装配模型装配模型n导入导入CAD装配体装配体 机床构建装配模型机床构建装配模型毛坯毛坯/夹具夹具/ 设计模型装设计模型装配体配体 刀具模型装配体刀具模型装配体n将装配体模型分离为每将装配体模型分离为每个独立的模型，分配到个独立的模型，分配到机床各个运动轴以及工机床各个运动轴以及工装夹具，毛坯、设计模装夹具，毛坯、设计模型上型上n自动定位到正确的位置自动定位到正确的位置3D CAD 刀具刀具n直接导入直接导入CAD装装配体配体STEP AP 213CATIA CATProductn创建和显示坐标创建和显示坐标
6、系，用于刀具组系，用于刀具组件的装配件的装配3D CAD 刀刃刀刃3D CAD 刀柄刀柄n直接导入直接导入3D刀柄模型刀柄模型仿真结果分析仿真结果分析n把设计实体同切削把设计实体同切削过后的实体进行自过后的实体进行自动比较动比较 发现过切或余量发现过切或余量可以整体比较，也可以整体比较，也可以分区域比较可以分区域比较可以根据比较的精可以根据比较的精度从新设置公差度从新设置公差程序优化的好处程序优化的好处更快的运转减少外包预测生产周期延长刀具寿命减少机床振动产品质量稳定优化调整每步的切削速度，机床运行更稳定，加工效率更高，效率提高甚至可达30%优化方法化方法n手工手工优化化消耗消耗时间 & 容易
7、出容易出错不是所有的工不是所有的工艺人人员都有都有优化化经验不可能做到每一步切削条件都精确掌握不可能做到每一步切削条件都精确掌握n使用使用CAM软件件CAM软件并不知道每一步件并不知道每一步实际切削的材料切削的材料nAdaptive controlsReactive vs. pro-activenVERICUT 软件件不合理的不合理的进给速度会速度会导致机床、刀具甚至零件致机床、刀具甚至零件损毁优化工作原理化工作原理更快更好的更快更好的NC程序程序!VERICUT 优化原理优化原理n基于知识经验的加工参数基于知识经验的加工参数:加工材料加工材料切削深度、宽度、角度切削深度、宽度、角度刀具工艺参
8、数刀具工艺参数n考虑各个加工工序留下的残留余量考虑各个加工工序留下的残留余量n插补新的进给率到程序中去插补新的进给率到程序中去n不改变程序轨迹不改变程序轨迹对于高速铣如何优化对于高速铣如何优化?高速铣常常采用浅切深，高进给进行切削高速铣常常采用浅切深，高进给进行切削 but unexpected material could break the cutter!意外的材料可能会使刀意外的材料可能会使刀具折断具折断 利用利用VERICUT 实现高效铣实现高效铣高高 速度速度 加工加工n适当降低进给率适当降低进给率n提高切削深度提高切削深度更高的材料切除率更高的材料切除率刀具路径更短刀具路径更短 =
9、 加工时间更短加工时间更短 效率效率高速高速 vs. 高效高效试切条件切条件MachineMachineMORI Seiki (NV5000)MORI Seiki (NV5000)StockStockSTAVAX(HRC52)STAVAX(HRC52)Tool PathTool PathMobileMobileToolToolOSG Company Hi-SUPER OSG Company Hi-SUPER GX-EBD. 6mm Ball End MillGX-EBD. 6mm Ball End MillHolderHolderBT40-CTH10-90BT40-CTH10-90Cuttin
10、g WidthCutting Width2mm2mm高速高速 vs. 高效高效试验结果果HSMHSMHEMHEM切深切深0.2 mm0.2 mm0.6 mm0.6 mm进给进给率率3500 mm/M3500 mm/MOptimizedOptimized(500-3250 mm/M)(500-3250 mm/M)主主轴转轴转速速18000 RPM18000 RPM9000 RPM9000 RPM切削距离切削距离126179.5 mm126179.5 mm44101.6 mm44101.6 mm切削切削切削切削时间时间59 min25 min高速高速 vs. 高效结果比较高效结果比较HSMHEM提
11、高了表面质量提高了表面质量高速高速 vs. 高效高效高速高速 vs. 高效结果比较高效结果比较减少刀具磨损减少刀具磨损优化程序可以节省多少资金？优化程序可以节省多少资金？n要估算节省的资金，首先要知道铣削加工耗费了多长时间，然后按照铣削时间减少要估算节省的资金，首先要知道铣削加工耗费了多长时间，然后按照铣削时间减少20%来计算节约的资金（大多数用户节约的时间不止来计算节约的资金（大多数用户节约的时间不止20%）：）：n每年的铣削时间每年的铣削时间n 20 铣床数量铣床数量n 8 每班的铣削时间（小时）每班的铣削时间（小时）n 264 每年的工作日每年的工作日n 2 两轮班两轮班nn= 84,4
12、80 一年的铣削时间一年的铣削时间n优化每年节约的资金优化每年节约的资金n 84,480 每年的铣削时间每年的铣削时间n 20% 能减少的时间比例能减少的时间比例nn= 16,896 通过优化节约的铣削时间通过优化节约的铣削时间n ￥400 机床单位时间的成本机床单位时间的成本nn= ￥6,758,400 总共每年节省的资金总共每年节省的资金无图纸化中的应用无图纸化中的应用n提供运算结果报告提供运算结果报告n提供异常报告及图片提供异常报告及图片n比较结果分析报告比较结果分析报告n提供过程模型工艺检测单提供过程模型工艺检测单n提供配刀表提供配刀表 n提供工时单提供工时单n提供仿真过程的播放提供仿
13、真过程的播放提供仿真、结果检验所需的全部电子工艺文档，提供仿真、结果检验所需的全部电子工艺文档，提供仿真、结果检验所需的全部电子工艺文档，提供仿真、结果检验所需的全部电子工艺文档，节约工艺准备时间节约工艺准备时间节约工艺准备时间节约工艺准备时间探头编程及仿真探头编程及仿真无图纸化中的应用无图纸化中的应用VERICUT创创建建报报告方便快捷！告方便快捷！用户用户可以定制并可以定制并预览预览自己的自己的报报告模板。模板包含的特征有：告模板。模板包含的特征有：图图片，表格，片，表格，链链接到文件，接到文件，链链接到网站等等。接到网站等等。这这些些报报告告对对VERICUT用用户户在企在企业业和和产产
14、品供品供应链应链中共享加工中共享加工过过 程信息逐程信息逐渐渐的的变变得越来越有价得越来越有价值值。 将工艺报表，检测报表，零件将工艺报表，检测报表，零件仿真动画集成仿真动画集成 工序设置计划工序设置计划n每个工序都可以保每个工序都可以保存多张图片存多张图片n图片可以图片可以:添加三维尺寸标注添加三维尺寸标注设定浏览方向设定浏览方向编辑编辑检验单检验单配刀表配刀表仿真仿真过过程程“查查看器看器”包含包含NC程序复程序复查查模式的所有功能。模式的所有功能。“查查看器看器”是独是独立的，不需要立的，不需要VERICUT license.“查查看器看器”可以点可以点击击“前前进进”和和“后退后退”按
15、按钮进钮进行材料的去除和添加仿真，行材料的去除和添加仿真，同同时时你你还还可以可以进进行旋行旋转转，平移，放，平移，放大大缩缩小操作就像小操作就像VERICUT中操作中操作一一样样。产产生的切削模型生的切削模型还还可以使用可以使用“X-caliper”中的所有功能中的所有功能进进行行测测量。量。“查查看器看器”文件可以文件可以VERICUT的任何一个的任何一个阶阶段段进进行保存行保存VERICUT Reviewer 仿真过程浏览器仿真过程浏览器仿真仿真结果果 设计模型模型毛坯毛坯工装工装PDM平台平台仿真仿真验证环境境仿真机床仿真机床库刀具刀具库参数参数库在在PDM中中创建建VERICUT数据
16、集数据集通通过开开发，实现从仿真从仿真资源源库中中选择仿真机床、刀具、仿真机床、刀具、夹具，也具，也可以提取数控工序下的可以提取数控工序下的CAM软件刀具属性形成件刀具属性形成VERICUT刀具刀具数控程序仿真数控程序仿真代代码验证、过切、欠切切、欠切检查、碰撞、碰撞检查数控程序数控程序优化化切削参数切削参数优化、工化、工艺参数参数优化、刀化、刀轨路径路径优化化最最优代代码优化化评价价 合格合格无需无需进行行优化化仿真仿真资源源库需要需要优化化不合格不合格回回传不合格的不合格的程序程序VERICUTVERICUT与与与与PDMPDM集成集成集成集成环境下的仿真业务流程环境下的仿真业务流程环境下
17、的仿真业务流程环境下的仿真业务流程应用案例介绍应用案例介绍VERICUT在在ARJ21飞机制造中的应用飞机制造中的应用nARJ21飞机机头座舱天窗骨架零件形状复杂，装配协调关系复飞机机头座舱天窗骨架零件形状复杂，装配协调关系复杂，属于空间曲面带斜角的零件，零件工艺性差，装夹定位难，杂，属于空间曲面带斜角的零件，零件工艺性差，装夹定位难，加工难度大，加工后较易发生变形，从而影响整个机头的装配加工难度大，加工后较易发生变形，从而影响整个机头的装配质量和效率。质量和效率。机头座舱天窗骨架零件中以机头座舱天窗骨架零件中以531A5100-101-001的形状结构最的形状结构最为复杂，如下图所示，该零件
18、的加工工艺性极差，其零件有多为复杂，如下图所示，该零件的加工工艺性极差，其零件有多处处“U”型凹槽，结构空间小，装夹定位困难，工艺程编难度大，型凹槽，结构空间小，装夹定位困难，工艺程编难度大，质量不易保证。质量不易保证。应用案例介绍应用案例介绍应用案例介绍应用案例介绍 通过通过VERICUT仿真软件对程序进行检查，并对程编误差的过切仿真软件对程序进行检查，并对程编误差的过切和欠切控制。对各部位的加工容差进行合理分配，并加以控制，尽可能和欠切控制。对各部位的加工容差进行合理分配，并加以控制，尽可能达到无余量装配的目标。达到无余量装配的目标。 通过通过VERICUT软件的优化功能对程序参数进行优化
19、，提高零件软件的优化功能对程序参数进行优化，提高零件的加工效率及表面质量，最终实现零件的无故障交付，保证了该型飞机的加工效率及表面质量，最终实现零件的无故障交付，保证了该型飞机的研制要求。的研制要求。 VERICUT软件的应用软件的应用自动生成刀具文件自动生成刀具文件由由于于VT中中使使用用的的刀刀具具与与程程序序说说明明书书中中的的刀刀具具不不一一致致，导导致致程程序序说说明明书书错错误误，最最终终造造成成现现场场使使用用刀刀具具错错误误，直直接接导导致致零零件件故故障障，甚甚至至设设备备故故障障。通通过过对对VERICUT的的刀刀具具文文件件格格式式及及程程序序说说明明书书的的CAPP文文
20、件件进进行行分分析析，通通过过CAPP源文件自动生成刀具文件的不难实现，以下是程序界面。源文件自动生成刀具文件的不难实现，以下是程序界面。 自动生成刀具文件自动生成刀具文件自动生成刀具文件自动生成刀具文件导入导入CAPP文件生成文件生成Tool文件文件应用案例介绍应用案例介绍 零件加工具体方案：零件加工具体方案：精铣精铣A面，加工前需要检查定位面的平面度要求。面，加工前需要检查定位面的平面度要求。检查该面精铣程序，特别是铣侧面槽的程序。检查该面精铣程序，特别是铣侧面槽的程序。检查测量数据，避免测量机测量零件时发生测量机故障等。检查测量数据，避免测量机测量零件时发生测量机故障等。应用案例介绍应用
21、案例介绍 零件加工具体方案：零件加工具体方案：精铣精铣B面。面。检查该面精铣程序，特别是铣侧面槽的程序。检查该面精铣程序，特别是铣侧面槽的程序。检查测量数据。检查测量数据。应用案例介绍应用案例介绍 零件加工具体方案：零件加工具体方案：铣掉左右两边的凸台，并制出新的定位孔。铣掉左右两边的凸台，并制出新的定位孔。应用案例介绍应用案例介绍 零件加工具体方案：零件加工具体方案：铣槽子内残留，避免零件槽子内装配时发生干涉。铣槽子内残留，避免零件槽子内装配时发生干涉。加工前加工前加工后加工后VERICUT软件的应用软件的应用自动生成自动生成VERICUT报告文件报告文件通通过过VERICUT软软件件自自动
22、动生生成成NC程程序序程程编编说说明明书书对对比比检检查查表表（见见下下表表），该该表表格格主主要要提提取取用用户户定定义义及及仿仿真真过过程程中中的的部部份份信信息息，对对应应程程序序说说明明书书的的相相关关信信息息，以以检检查查程程序序与与程序说明书的正确性、统一性。程序说明书的正确性、统一性。生成生成生成生成VERICUTVERICUT报告文件报告文件报告文件报告文件该表格由该表格由Vericut自动生成，不得用其它软件进行修改、编辑，以保证自动生成，不得用其它软件进行修改、编辑，以保证表格反映程序仿真的真实性；表格反映程序仿真的真实性；该表格中零件图号、零件名称、程序修改原因由工艺员、
23、校对按该表格中零件图号、零件名称、程序修改原因由工艺员、校对按Vericut的提示，根据实际情况输入；的提示，根据实际情况输入；该表格中加工部位、工序说明书中刀具图号、刀套信息栏由工艺员、该表格中加工部位、工序说明书中刀具图号、刀套信息栏由工艺员、校对按工序说明书的实际内容填写。校对按工序说明书的实际内容填写。工艺员、校对分别生成各自的表格，有双重校对的零件必须经过双重工艺员、校对分别生成各自的表格，有双重校对的零件必须经过双重校对，并在校对后提交主管审查，最后由小组统一存档。校对，并在校对后提交主管审查，最后由小组统一存档。NC程序程序程编说明书对比检查表程编说明书对比检查表说明：说明：生成
24、生成生成生成VERICUTVERICUT报告文件报告文件报告文件报告文件 VERICUT软件中还可以根据用户的定制需要生成程序参数信息、刀软件中还可以根据用户的定制需要生成程序参数信息、刀具信息、机床信息等报告文件，保证程序及程编说明书的正确性，确具信息、机床信息等报告文件，保证程序及程编说明书的正确性，确保零件加工的高质量、高效率。如下所示保零件加工的高质量、高效率。如下所示： A 程序参数信息程序参数信息生成生成生成生成VERICUTVERICUT报告文件报告文件报告文件报告文件B 零件加工残留信息零件加工残留信息 应用案例介绍应用案例介绍 检查程序无误后，对程序进行优化：检查程序无误后，
25、对程序进行优化：经过试制及相关的参数实验，结合经过试制及相关的参数实验，结合VERICUT优化，提高空优化，提高空刀进给等，减少了空刀时间，提高了零件的加工效率及表刀进给等，减少了空刀时间，提高了零件的加工效率及表面质量，以下是精加工工序优化前后的对比数据。面质量，以下是精加工工序优化前后的对比数据。优化效果优化效果优化效果优化效果VT 仿仿 真真 程程 序序 刀具刀具 优化前时间优化前时间 优化后时间优化后时间 优化百分比优化百分比 L3501W.mpfD32*24*60R112.79138.077436.8527%L3502W.mpfD20*24*60R346.114637.100719.
26、5468%L3503W.mpfD20*24*90R216.701312.176427.0928%L3504W.mpfD30*45*150R5496.6171447.68549.853%L3505W.mpfD20*24*60R315.36998.872442.2746%L3506W1.mpfD80*18*100491.5002171.441165.1188%L3506W2.mpfD80*18*100273.0865166.189739.1439%L3506W3.mpfD80*18*100253.874391.262864.052%L3507W.mpfD50*20*6060.047647.9515
27、20.1442%L3508W.mpfD20*24*120R10121.370297.261119.8641%L3509W.mpfD80*18*100355.7864146.185258.9121%L3510W1.mpfD80*18*100343.3079145.050857.7491%L3510W2.mpfD80*18*100*123.443658.610852.5202%L3511W.mpfD20*24*60R3123.2473108.86511.6695%L3512W.mpfD50*20*6060.350944.69225.9464%L3513W1.mpfD80*20*8040.41125
28、.046438.0209%L3513W2.mpfD80*20*8039.535625.840834.6391%L3514W.mpfD16*18*709.83056.081738.1346%L3515W.mpfD20*24*60R86.73023.010355.2711%L3516W.mpfD20*24*60R55.77962.27460.6551%L3517W.mpfD20*24*90R213.18967.913340.0032%L3518W.mpfD30*45*150R5268.4109192.952828.1129%3177.49661854.541741.6351%应用小结应用小结 经过
29、经过VERICUT仿真，能发现以下程序错误：仿真，能发现以下程序错误：1. 机床干涉、碰撞检查更为精确。机床干涉、碰撞检查更为精确。2. 机床行程检查更为有效。对摆角超程的程序可以精确查看机床超程处理情况。机床行程检查更为有效。对摆角超程的程序可以精确查看机床超程处理情况。3.部分程序极端保守的进给速度。部分程序极端保守的进给速度。4.部分位置以切削速度进给的空刀运动。部分位置以切削速度进给的空刀运动。5.过底或过高的不合理的切削速度。过底或过高的不合理的切削速度。6.不合理的进刀方式、切削深度、宽度、进给角度。不合理的进刀方式、切削深度、宽度、进给角度。7.T型刀具加工时摆角方式不合理，造成非切削刃部位参与切削。型刀具加工时摆角方式不合理，造成非切削刃部位参与切削。8.刀套选择不合理，造成刀套与零件干涉。刀套选择不合理，造成刀套与零件干涉。9.部分程序圆弧报警。部分程序圆弧报警。10.存在局部过切、局部残留过大。存在局部过切、局部残留过大。欢迎继续交流欢迎继续交流! 论坛：论坛：
