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CAM加工仿真优化实验的设计与初探

发布时间:2012-08-06 作者:何岚岚 徐庆富 胡庆夕  来源:万方数据
Vericut是一款既能仿真又能优化的CAD/CAM软件,不仅能够实现刀具轨迹仿真和机床仿真的同步显示,而且能进行仿真优化,改进切削效率,而目前高校中加工仿真优化方面的实验甚少,本文选择一典型航空零件-大飞机角架零件设计Vericut环境下的数控加工优化实验,使高校教育跟上时代步骤,即提高学生数控编程能力和数控机床的利用率,又符合目前数控技术的发展方向,培养适应市场的工程人才。

    2.1.2 恒定切屑厚度方式优化

    这种优化方法是在切削时,通过变化进给率保持恒定的切屑厚度。

    首先我们要避免不连续的切削状态,这种状态刀具受力不连续(哒哒的切削声音),而且因为余量小这种薄切削状态,对于刀具磨损很厉害,所以零件加工表面质量也不好,刀具寿命也大大受影响。同时也要避免另一个极端(过载切削状态),这种状态刀具受力太大,容易变形,零件容易损伤。我们经常碰到转角时零件经常被啃伤的情况,就是因为刀具底部余量大,刀具受力变形。

    当切削宽度(或切削深度)大于刀具半径(或刀具底角R),切屑厚度大于每齿进给,大于理想的切屑厚度;相反,当切削宽度(或切削深度)小于刀具半径(或刀具底角R),切屑厚度小于每齿进给,小于理想的切屑厚度。通过Vericut优化分析计算切削模型和切屑厚度,当大于理想的切屑厚度,降低进给速度,当小于理想的切屑厚度,提高进给速度,动态地维持切屑厚度相对恒定,切削力平稳。该优化模式,主要应用于半精加工和精加工,提高加工效率和零件表面质量。

    2.1.3 两种方式结合优化

    在做半精加工和精加工时,可以同时选择上面两种优化方式。Vericut优化会分别按照两种优化方式优化速度,然后比较两个结果,将较小的进给速度作为最终的优化速度,插入程序中。

    2.2 程序优化

    基本加工环境描述如下:

    毛料材料:铝7075

    刀具:1号刀:直径D=16,底角R=3,立式铣刀

          2号刀:直径D=10,底角R=3,立式铣刀

          3号刀:直径D=6,球头铣刀

    1号刀做粗加工,2号刀做半精加工,3号刀做精加工。

    1)启动Vencut,打开前期仿真项目文件。

    2)创建优化库:

    a)给1号添加优化参数记录表,并设定切削参数如下:

    描述(Discription):16D 3R 75H EM,HSS

    材料(Material):Default

    机床(Maclune):Default

    切削深度(Axis Depth):10

    切削宽度(Radial Width):16

    进给速度(Feed per Minute):189

    转数(Spindle Speed):1200

    选定优化方法:固定体积去除率方式(Volume Removal)

    在当前窗口底部,选择添加(Add),添加该优化参数记录表到刀具库,如图6所示。

添加优化参数记录表

    图6 添加优化参数记录表