VERICUT-仿真、高效加工及无图纸化应用

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）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)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?(成千上万个小平面成千上万个小平面)真实特征真实特征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控制系统控制系统 Siemens 840Dn VERICUT可以直接仿真可以直接仿真siemens840D系统自带的系统自带的复杂的循环指令，例如：复杂的循环指令，例如：Cycle800(坐标系转换坐标系转换)，cycle81-90(钻孔循环钻孔循环)，pocket 1,2,3,4（铣槽循（铣槽循环），环），cycle60(雕刻循环雕刻循环)Cycle71-77,cycle971-979(测量循环测量循环)等等。等等。控制系统控制系统 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:框架框架,数组数组,轴数组轴数组,字符字符串数组串数组,geoax,etc 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n 直接导入直接导入CAD装装配体配体 STEP AP 213 CATIA CATProductn 创建和显示坐标创建和显示坐标系，用于刀具组系，用于刀具组件的装配件的装配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%n 手工优化手工优化 消耗时间消耗时间&容易出错容易出错 不是所有的工艺人员都有优化经验不是所有的工艺人员都有优化经验 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软件软件 CAM软件并不知道每一步实际切削的材料软件并不知道每一步实际切削的材料n Adaptive controls Reactive vs.pro-activen VERICUT 软件软件不合理的进给速度会导致机床、刀具甚至零件损毁不合理的进给速度会导致机床、刀具甚至零件损毁更快更好的更快更好的NC程序程序!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=加工时间更短加工时间更短 效率效率HSMHEM提高了表面质量提高了表面质量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=84,480 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真过程的播放探头编程及仿真探头编程及仿真VERICUT创建报告方便快捷！创建报告方便快捷！用户用户可以定制并预览自己的报可以定制并预览自己的报告模板。模板包含的特征有：告模板。模板包含的特征有：图片，表格，链接到文件，链图片，表格，链接到文件，链接到网站等等。这些报告对接到网站等等。这些报告对VERICUT用户在企业和产品供用户在企业和产品供应链中共享加工过应链中共享加工过 程信息逐渐程信息逐渐的变得越来越有价值。的变得越来越有价值。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 编辑编辑配刀表配刀表仿真过程仿真过程“查看器查看器”包含包含NC程序复程序复查模式的所有功能。查模式的所有功能。“查看器查看器”是独是独立的，不需要立的，不需要VERICUT license.“查看器查看器”可以点击可以点击“前进前进”和和“后退后退”按钮进行材料的去除和添加仿真，按钮进行材料的去除和添加仿真，同时你还可以进行旋转，平移，放同时你还可以进行旋转，平移，放大缩小操作就像大缩小操作就像VERICUT中操作中操作一样。产生的切削模型还可以使用一样。产生的切削模型还可以使用“X-caliper”中的所有功能进行测中的所有功能进行测量。量。“查看器查看器”文件可以文件可以VERICUT的任何一个阶段进行保存的任何一个阶段进行保存仿真结果 设计模型毛坯工装PDM平台仿真验证环境仿真机床库刀具库参数库在PDM中创建VERICUT数据集通过开发，实现从仿真资源库中选择仿真机床、刀具、夹具，也可以提取数控工序下的CAM软件刀具属性形成VERICUT刀具数控程序仿真代码验证、过切、欠切检查、碰撞检查数控程序优化切削参数优化、工艺参数优化、刀轨路径优化最优代码优化评价 合格无需进行优化仿真资源库需要优化不合格回传不合格的程序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，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。配质量和效率。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。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。能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，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。机的研制要求。自动生成刀具文件自动生成刀具文件由于由于VT中使用的刀具与程序说明书中的刀具不一致，导致程序说明书错误中使用的刀具与程序说明书中的刀具不一致，导致程序说明书错误，最终造成现场使用刀具错误，直接导致零件故障，甚至设备故障。通过对，最终造成现场使用刀具错误，直接导致零件故障，甚至设备故障。通过对VERICUT的刀具文件格式及程序说明书的的刀具文件格式及程序说明书的CAPP文件进行分析，通过文件进行分析，通过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。导入导入CAPP文件生成文件生成Tool文件文件 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。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。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。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自动生成自动生成VERICUT报告文件报告文件通过通过VERICUT软件自动生成软件自动生成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（见下表），该表格（见下表），该表格主要提取用户定义及仿真过程中的部份信息，对应程序说明书的相关信息，以检查程主要提取用户定义及仿真过程中的部份信息，对应程序说明书的相关信息，以检查程序与程序说明书的正确性、统一性。序与程序说明书的正确性、统一性。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、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：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 B 零件加工残留信息零件加工残留信息 检查程序无误后，对程序进行优化：检查程序无误后，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。经过经过VERICUT仿真，能发现以下程序错误：仿真，能发现以下程序错误：机床干涉、碰撞检查更为精确。机床干涉、碰撞检查更为精确。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。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。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。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。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。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。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。部分程序圆弧报警。部分程序圆弧报警。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：