1.2基于VERICUT数控加工仿真实例

在构建的五轴虚拟加工仿真平台上，添加 零件毛坯及夹具模型，调入加工该零件的NC 程序，加载机床数控系统，定制机床参数与结 构变量，配置特殊指令等完成仿真加工环境的 设置。图2所示为五轴数控仿真加工某曲面第 二个工步的瞬间场景，左侧视图显示的是毛坯 材料去除的加工过程，右侧视图显示的是数控 机床五轴联动加工的运动情况，其构建的虚拟 加工平台可方便地观察出刀具是否与夹具或机 床部件间发生干涉、碰撞及数控机床各运动轴 的实际运动情况，实现了 NC程序的正确性验 证。仿真加工结束后，通过VERICUT的AUTO -DIFF功能、尺寸测量功能及查看Log文件， 检查加工过程中是否存在零件的过切和欠切等 工艺问题，实现代替试切的功能。

1.2基于VERICUT数控加工仿真实例

设计参数、取得一个技术经济指标最佳的工艺 设计的一种现代设计方法。基于VERICUT的 刀位轨迹优化是通过计算每工步NC程序的切 削量，将原来的每工步NC程序划分为多段， 每个程序段设定一个最佳的进给速度，创建了 更高效更安全的数控程序，但是它并不改变程 序的轨迹，所以不会出现错误的加工结果
图2仿真加工瞬间界面
2.1建立优化设计的数学模型

每个设计问题都有具体要求和限制条件， 优化设计首先要把设计问题转化为优化设计的 数学模型，该模型一般包括设计变量、目标函 数和约束条件三个要素。

2.1.1确定优化设计变量

设计变量是在设计过程中可以进行调整和 优选的独立参数，设计变量越多，则设计越复 杂，因此在满足设计条件的前提下，应该尽量 减少设计参数，切削深度、切削宽度、进给速 度是影响切削效率的主要因素，故基于 VERICUT的优化设计数学模型中’其优化设计 变量如下：

[Ad, Rw,

式中：山为切削深度，mm；札为切削宽度， mm；尸为进给速度，mm/min

2.1.2确定目标函数

目标函数是用来评价设计方案优劣的评价 指标，一般有单目标和多目标之分，基于 VERICUT的优化设计数学模型是在保证加工 质量的前提下提高加工效率，因此以缩短加工
时间为优化设计目标。定义如下：

TU) 二 7m,ff 式中：r(；n为目标函数，要求优化设计后缩 短1/3以上的加工时间。

2.1.3确定约束条件

约束条件对设计变量的取值加以约束，一 般有不等式和等式约束两种，本文的设计变量 需满足以下设计条件：

切削宽度约束： g, ( X) =D~ Rw^0 式中：D为刀具直径。

切削深度约束： g2 ( X) = A -式屮：A为切削余量.

进给速度约束： g3 U) ^F~Fmn^O g4 (D 二 Fmax - 0

式中：F腿、Fmin为机床允许的最大、最小进给 速度。

2.2基于VERICUT的优化实例

从上述建立的优化设计模型中可以看出， 目标函数和约束条件均为非线性函数，求解较 为复杂，而VERICUT的优化模块提供了自动 设置优化约束条件，自动计算目标函数即切削 加工时间的功能。VERICUT主要提供了两种刀 位轨迹优化方法：①恒定体积去除率切削方式 优化方法，主要用于粗加工，目的是尽快去除 材料，实现在不同的切削条件下，恒定的材料 去除量。②恒定切肩厚度方式优化，主要用于 半精加工和精加工，切削时通过改变进给速度 保持恒定的切屑厚度，提高加工效率、延长刀 具寿命和保证加工质量。下面以DMC70ev数 控机床加工曲面零件为例，说明基于VERICUT 的刀位轨迹优化，该零件加工分为粗精加工两 个工步，分别采用两种优化方式进行优化。