基于UG与VERICUT的某轴类零件数控加工仿真与优化开题报告

1. 研究目的与意义

随着机械加工工艺和方法的不断发展和完善,数控加工技术已经普遍应用于实际生产中,同时复杂类零件也越来越多,对加工精度的要求也越来越高。保证高精度的加工质量,提高加工效率,缩短产品的开发周期已经成为现在企业增值的方向。VERICUT软件是美国公司开发的数控加工仿真系统，VERICUT是目前少有的一款既能实现仿真又能进行较好优化的三维CAD/CAM软件，可实现刀具轨迹仿真和机床仿真的同步显示。UG是CAD其中一种高端软件，具有数控加工一些功能。数控加工的普及提高了加工效率，但是在技术方面，除要求数控机床具有较强的运动控制能力以外，更重要的是如何有效的获得高效的数控加工程序，并且从加工过程上提高生产效率。由于零件形状复杂，机床刀具轨迹的生成过程中一般不考虑机床的具体结构和工件的装夹方式，所以不能确保计算出的数控加工程序能够正确执行，因此，为确保数控程序的正确性，在实际加工前采取仿真对加工程序进行检验是很有必要的。刀具轨迹生成过程中，所生成的零件程序并不一定能够适合实际加工情况，所以将数控加工仿真软件与CAD综合应用，具有广泛的现实意义。

2. 国内外研究现状分析

1.国外数控加工仿真的研究历史和现状:国外许多学者对数控加工仿真有着深入研究，尤其在建模和图形显示两个方面。数控加工仿真涉及造型技术，经历了基于线框图形的几何仿真，基于直接实体造型的数控仿真和基于离散空间的数控仿真。同时，数控仿真正从几何仿真走向物理仿真的研究，开发了基于数值分析和模拟来预测工件、刀具物理属性的原形软件，取得了许多研究成果。如：日本的sony公司研制的fredam系统对球头铣刀加工自由曲面进行三维仿真，并进行干涉碰撞检查；英国公司的产品powermill，动态仿真五轴加工过程机床各轴各机构运动关系。

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 1.1、数控（nc）阶段（1952～1970年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控，简称为数控（nc）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代--电子管；1959年的第二代--晶体管；1965年的第三代--小规模集成电路。 1.2、计算机数控（cnc）阶段（1970年～现在）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（cnc）阶段。到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕，不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。到了1990年，pc机的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于pc的阶段。 　　总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代--小型计算机；1974年的第五代--微处理器和1990年的第六代--基于pc。

2.国内数控加工仿真的研究历史和现状:国内在仿真方面也取得了一些成果。1994年清华大学和华中理工大学在国家高技术发展计划cim主题支持下研制了由nc代码驱动加工过程的仿真器hmps;哈尔滨工业大学也在国防科工委八五预研项目柔性制造系统关键技术研究计划支持下，研制了数控加工过程三维动态图形仿真器ncmps。

3. 研究的基本内容与计划

(一)研究内容：课题以某轴类零件为例，利用ug的建模和制造的强大功能，通过在ug中建模并生成nc代码，输入到vericut软件中进行机床建模并仿真零件加工过程并进行刀具轨迹优化。

（二）研究计划：

第1-2周：查阅文献资料，了解设计对象，整理资料，填写开题报告，学会软件操作。

4. 研究创新点

UG模块加工参数设置比较全面，体现了优化加工参数的特点。VERICUT软件很好的加工仿真效果逼真，方便快捷。