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第二章  系统总体方案设计

2.1 系统开发的目标分析

2.1.1系统设计目标

本文从虚拟产品的可加工性角度出发，研究和实现虚拟加工仿真系统开发，最终通过虚拟加工，能够高效、准确地验证数控程序，分析零件的加工质量，保证零件生产的按期完成。

具体目标包括：

(1)降低生产成本，减少试切材料的浪费，提高机床及刀具寿命。

(2)降低时耗，缩短生产周期，提高生产效率。

(3)及时反馈错误信息，提高预测数控加工程序和切削过程的可靠性及高效性。

2.1.2系统设计原则和特点

（1）先进的设计思想：

零件加工仿真系统以虚拟制造技术为基础，建立计算机模拟产品的综合性开发环境，通过该环境使得设计者在真正加工之前就能模拟地制造出产品，从而达到并增强在产品生产全过程中的及时控制与决策。其意义在于将工业产品制造从过去的依赖于经验的保守方法跃入到全过程预测的崭新方法，填补了CAD/CAM技术与生产过程和企业管理之间的技术鸿沟。 

（2）应用系统的完整性：

由于加工仿真系统为UG、Pro/E、MasterCam、CAPP等构件化设计方法，因此可将该系统集成到企业内其他已有的设计、制造一体化信息系统中，构成一个完整的集成体系。

（3）高度的模拟预测性：

该加工仿真系统具有模拟功能，能根据不同的加工方案，模拟出各种将会发生的结果，因此它可以在短时间内反复比较多种加工方法（应用各种三轴、四轴、五轴机床，各种走刀路径等）的优劣，优化出一个适合企业目前生产要素的最佳加工方案。

以上这些特点表明，本章提出的虚拟加工仿真系统是一个完整的体系，是提高制造企业生产效益的有效途径。

2.2虚拟加工仿真系统的关键技术

2.2.1 VERICUT软件介绍

VERICUT软件是美国CGTECH公司开发的数控加工仿真系统,源Z自L优尔:文,论/文]网[www.youerw.com，由NC程序验证模块、机床运动仿真模块、优化路径模块、多轴模块、高级机床特征模块、实体比较模块和CAD/CAM接口等模块组成，可仿真数控车床、铣床、加工中心、线切割机床和多轴机床等多种加工设备的数控加工过程，也能进行NC程序优化，缩短加工时间、延长刀具寿命、改进表面质量，检查过切、欠切，防止机床碰撞、超行程等错误;具有真实的三维实体显示效果，可以对切削模型进行尺寸测量，并能保存切削模型供检验、后续工序切削加工;具有CAD/CAM接口，能实现与UG. CATIA及MasterCAM等软件的嵌套运行。VERICUT软件目前已广泛应用于航空航天、汽车、模具制造等行业，其最大特点是可仿真各种CNC系统，既能仿真刀位文件，又能仿真CAD/CAM后置处理的NC程序，其整个仿真过程包含程序验证、分析、机床仿真、优化和模型输出等 。 　　

目前，美国波音公司、福特汽车公司及欧洲空中客车公司等企业己经把VERICUT应用于生产实践中，国内沈阳飞机工业(集团)有限责任公司及西安飞机工业(集团)有限责任公司等也已应用 。

2.2.2 VERICUT虚拟机床的仿真步骤

（1）构建虚拟机床模型：VERICUT系统用不同类型的组件表示不同功能的实体模型，并用模型来定义各组件的三围尺寸及形状。通常需要定义毛胚、夹具、机床床身、各轴工作台等几类模型，并连接这些组件到组件树的正确位置。每个模型都有自己的右手笛卡尔坐标系，并且可以通过改变其在系统空间中的坐标值来将各个组件根据它们之间的位置关系进行装配。

（2）建立刀具库：根据加工工艺的需求，建立相应的不同类型刀具，并放到刀具库中。 (责任编辑：qin)