CAM加工仿真优化实验的设计与初探

    2)建立仿真过程所需相关信息，如实体模型，包括刀具、工件和夹具等几何模型，刀位轨迹或数控加工程序，配置仿真过程相应参数等，根据实际加工毛坯尺寸114×37×23建立毛坯模型并定位，如图4所示，根据实际加工中选取的刀具BULL NOSE(D16R3、D10R3)、BALL END(D6)建立刀具库，如图5所示。

    图4 建立毛坯模型

    图5 建立刀具库

    3)进行数控加工过程的仿真。

    以上步骤设置完成后，同样设置其他不同工位，注意毛坯位置和程序原点位置。运行Vericut进行仿真，检查加工过程中是否存在干涉以及碰撞等情况，运行过程良好。

2 Vericut程序优化实验

    加工优化旨在提高产品质量，缩短制造周期，减轻劳动强度，受到越来越多的企业重视，因此设计优化实验也是顺应机械制造业发展的需求。Vericut优化就是模拟生成过程切削模型，根据当前所使用的刀具及每步走刀轨迹，计算每步程序的切削量，再和切削参数经验值或刀具厂商推荐的刀具切削参数（这些参数保存在刀具库的优化记录中）进行比较。当计算分析，发现余量大，运行就降低速度；余量小，就提高速度。进而修改程序，插入新的进给速度，最终创建更安全更高效的数控程序。

    2.1 优化的基本方法

    2.1.1 恒定体积去除率切削方式优化

    当单位时间内，刀具去除材料体积较大时，进给速度降低；去除材料体积较小时，进给速度提高。假设切削深度、切削宽度、进给速度和材料去除率的经验值为：

    A_p(mm)、A_e(mm)、F、Vol(mm³/s)，其中：

    Vol=A_p*A_e*F/60

    当切削体积Volume=0时，刀具并未切削材料，实质上刀具在空走刀，进给速度可以提高，可以提高到机床能承受的进给速度的最大值，从而大大减少加工时间，获得良好的加工效率；当刀具切削体积不为零时，计算其体积去除率Vol，若Vol大于优化库中的体积去除率基准值，降低进给速度；反之，提高进给速度。从而维持较稳定的体积去除率，保证稳定的切削状况。

    该优化模式，主要应用于材料切削余量变化比较大，特别是粗加工阶段。此种优化方式，对数控机床是一种有效的保护，不会存在大余量切削的状况，同时，对刀具的寿命提高也有很大的贡献。