VERICUT优化功能在壳体数控加工中的应用

    当今世界，机械制造领域正随着数控技术及计算机辅助设计、分析、制造（CAD/CAE /CAM）技术的普及与提高发生着根本性的变化。先进加工技术和先进数控设备在生产中广泛应用，制造商们在日益加剧的市场竞争中产品利润率在逐步递减，如何提高数控设备生产效率、争取利润的最大化成为制造商的急需解决的问题。

    经过长期的探索和研究，目前提高数控设备的生产效率的主要途径有三个：1、手工程序编写及CAM软件程序编写时对刀具路径优化和切削参数优化。2、采用第三方如VERICUT软件的优化功能对CAM软件编写的数控代码优化。3、以上两种优化方法相结合进行优化。

    壳体加工工艺分析

    该壳体零件是某航天组件的一部分，由于航天组件对工件的重量有严格的要求，所以，该工件在满足各项功能指标的前提下，尽量做到体积小，重量轻。该工件理论重量仅有40g。由于该工件用途的特殊性，所以，该工件内部空间结构极其有限，不能使用大直径刀具加工，由于小直径刀具的刚度、强度有限，加工效率较低，该工件给数控加工带来较大的挑战。笔者在壳体工件实际生产中采用了VERICUT 优化功能对数控代码进行了优化，在产品质量和生产效率上都得到了极大的提高，同时也取得了良好的经济效益。壳体工件三维模型如图1所示。经过VERICUT优化功能优化之后实际加工的壳体工件如图2所示。

图1 壳体工件三维模型

图2 壳体实际加工工件

    VERICUT的优化方式分类

    1、恒体积去除率切削方式优化

    通过刀具参数、机床参数、加工零件材料属性分析计算合理的切削深度、切削宽度、切削进给等切削条件，根据切削条件计算出恒定的体积去除率。在实际加工中根据刀具的类型和瞬时走刀轨迹来计算当前的材料体积去除率，当体积去除率较大时，为了保证恒定的体积去除率，进给率降低，体积去除率较小时，进给率提高，这种优化方式主要用于粗加工。

    2、恒切削厚度方式优化

    刀具或工件每移动一个进给量f，过切削刃选定点垂直于过度表面度量的切削层厚度。恒切削厚度方式能改变进给率，使削厚度恒定，切削过程连续，切削力相对稳定，提高了加工质量，减少了零件机加后的变形量，这种优化方式主要用于半精加工和精加工。

    3、恒体积去除率与恒切削厚度相结合优化

    切削加工时同时应用恒体积去除率与恒切削厚度两种优化方式计算进给值，将两种方式计算出的进给值进行比较，选择两种方式计算出来的小的进给值添加到数控程序中，保证切削更加安全、稳定。