NX和VERICUT转台结构四轴联动机床建模与仿真
NX和VERICUT转台结构四轴联动机床建模与仿真[20200123183112]
日期： 2012年10月30日 【摘要】
多轴机床的加工仿真，涵盖机床运动学、CAD/CAM技术、后处理、加工刀具及加工工艺等多方面知识。多轴仿真技术在生产实践中有很强的经济性和实用性，有很好的应用前景。本文基于VERICUT软件构建了四轴加工中心的仿真环境，这种基于完整的数控加工工艺系统环境进行的侧面槽和扇形槽的NC加工仿真，比用CAD/CAM软件单纯的刀位文件仿真更真实，更接近实际加工情况，解决了实际加工过程中的过切、欠切，以及刀具、工件与机床部件和夹具的碰撞问题，降低了生产成本，提高了工作效率。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】多轴联动；仿真加工；VERICUT
引 言 - 1 -
一、数控机床介绍 - 2 -
（一）数控机床的发展 - 2 -
（二）转台结构 - 2 -
（三）数控转台的发展趋势 - 2 -
（四）多轴联动数控机床的介绍 - 3 -
（五）四轴联动加工的特点 - 4 -
二、四轴机床建模 - 5 -
（一）UG建立机床模型 - 5 -
（二）四轴联动机床建模 - 6 -
三、四轴联动机床仿真 - 11 -
总结 - 15 -
参考文献 - 16 -
谢辞 - 17 -
引 言
数控机床是制造装备业的工作母机，是实现先进制造技术和装备现代化的基石，是保证高技术产业发展和国防军工现代化的战略装备。随着工业化的发展，多轴联动数控机床被认为是航空航天、船舶、精密仪器、发电等行业加工关键部件的最重要加工工具。
四轴联动是数控术语，联动是数控机床的轴按一定的速度同时到达某一个设定的点，五轴联动是五个轴都可以。 四轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家，也无不高度重视。
近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。 长期以来，以美国为首的西方工业发达国家，一直把四轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行出口许可证制度。特别是冷战时期，对中国 、前苏联 等社会主义阵营 实行封锁禁运。
本文基于基于NX和VERICUT转台结构四轴联动机床建模与仿真为介绍对象，首先介绍四轴数控机床的应用场合以及发展现状与前景；其次介绍加工对象使用NX绘制、数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线；最后是VERICUT机床构造及仿真过程。
一、数控机床介绍
（一）数控机床的发展
机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。
第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。工件在加工中心上经一次装夹后，能对两个以上的表面完成多种工序的加工，并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
加工中心按其加工工序分为镗铣和车削两大类，按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴加工中心。
在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。
（二）转台结构
数控转台系统在受到切削力等干扰时还能保证加工质量并使系统具有足够的加工精度。我们要充分利用直接驱动高响应的优点,在保证系统稳定的同时,提高系统的系统刚度。数控转台
转台在工业上是镗床、钻床、铣床和插床等重要附件， 是数控铣床、数控镗床、加工中心等数控机床不可缺少的重要附件。主要就是用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工时转动工作台，就可以加工圆弧面和圆弧槽等。
转台的作用是按照控制装置的信号或指令作回转分度或连续回转进给运动，以使数控机床能完成指定的加工工序。它采用UOO结构，转动惯量小，其结构简单，并可相应缩小转台总体尺寸；中框架和内框架采用封闭框形式，易于实现整圈旋转。数控转台喷漆包括转台底脚、四个安装在转台底脚的上表面、圆形的转台台面、以均角布置的滚动轴承件和安装在转台底脚上表面中心的内装调心轴承的中心支座，其中的每一滚动轴承件包括第一滚动轴承和通过第一轮轴支撑第一滚动轴承的支座，转台台面的下表面中心设置有垂直向下的第二轮轴，转台台面安装在转台底脚之上，第二轮轴与中心支座中的调心轴承的内圈固定，而第一滚动轴承的转动表面各与转台台面的下表面滚动接触。
（三）数控转台的发展趋势
我国数控机床功能部件最初的发展模式，是两个途径并行发展的。一是像数控转台、动力卡盘、滚珠丝杠等是专业化附件生产厂家向数控附件产品发展；二是主机生产厂家自我研发配套功能性部件，如数控刀架，个别还有刀库、主轴等。
随着分工越来越细，专业化协作生产的日益扩大，以及主机厂生产开发能力的限制，大部分机床厂不再沿袭以往产品开发中对功能部件进行自我开发、自产自用的传统作法，选择了专业厂配套这条路，主机厂做附件的功能越来越弱化，甚至明确表示专业厂能做好的部件、附件他们坚决不做。
数控转台已经形成社会配套体系，这是市场经济发展的必然结果，也是提高产品水平、缩短交货期、降低成本和做大规模的必由之路，专业化生产和社会化协作应是我国数控附件发展的方向。
??????? PK36B系列数控回转尾座是数控回转工作台配套附件。如图1-1所示，工作时，利用主机的控制系统或专门的控制系统控制转台，既可实现普通尾座的功能，又能够实现与工作台的同步回转、同步刹紧。利用主轴内大口径通孔，安装气（液）动弹簧夹头、动力卡盘或顶尖，对转台装夹的工作进行辅助夹紧，实现等分的、不等分的连续的孔槽、曲面的加工，且达到较高的精度。
日期： 2012年10月30日 【摘要】
多轴机床的加工仿真，涵盖机床运动学、CAD/CAM技术、后处理、加工刀具及加工工艺等多方面知识。多轴仿真技术在生产实践中有很强的经济性和实用性，有很好的应用前景。本文基于VERICUT软件构建了四轴加工中心的仿真环境，这种基于完整的数控加工工艺系统环境进行的侧面槽和扇形槽的NC加工仿真，比用CAD/CAM软件单纯的刀位文件仿真更真实，更接近实际加工情况，解决了实际加工过程中的过切、欠切，以及刀具、工件与机床部件和夹具的碰撞问题，降低了生产成本，提高了工作效率。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】多轴联动；仿真加工；VERICUT
引 言 - 1 -
一、数控机床介绍 - 2 -
（一）数控机床的发展 - 2 -
（二）转台结构 - 2 -
（三）数控转台的发展趋势 - 2 -
（四）多轴联动数控机床的介绍 - 3 -
（五）四轴联动加工的特点 - 4 -
二、四轴机床建模 - 5 -
（一）UG建立机床模型 - 5 -
（二）四轴联动机床建模 - 6 -
三、四轴联动机床仿真 - 11 -
总结 - 15 -
参考文献 - 16 -
谢辞 - 17 -
引 言
数控机床是制造装备业的工作母机，是实现先进制造技术和装备现代化的基石，是保证高技术产业发展和国防军工现代化的战略装备。随着工业化的发展，多轴联动数控机床被认为是航空航天、船舶、精密仪器、发电等行业加工关键部件的最重要加工工具。
四轴联动是数控术语，联动是数控机床的轴按一定的速度同时到达某一个设定的点，五轴联动是五个轴都可以。 四轴联动数控机床
近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。 长期以来，以美国
本文基于基于NX和VERICUT转台结构四轴联动机床建模与仿真为介绍对象，首先介绍四轴数控机床的应用场合以及发展现状与前景；其次介绍加工对象使用NX绘制、数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线；最后是VERICUT机床构造及仿真过程。
一、数控机床介绍
（一）数控机床的发展
机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。
第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。工件在加工中心上经一次装夹后，能对两个以上的表面完成多种工序的加工，并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
加工中心按其加工工序分为镗铣和车削两大类，按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴加工中心。
在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。
（二）转台结构
数控转台系统在受到切削力等干扰时还能保证加工质量并使系统具有足够的加工精度。我们要充分利用直接驱动高响应的优点,在保证系统稳定的同时,提高系统的系统刚度。数控转台
转台在工业上是镗床、钻床、铣床和插床等重要附件， 是数控铣床、数控镗床、加工中心等数控机床不可缺少的重要附件。主要就是用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工时转动工作台，就可以加工圆弧面和圆弧槽等。
转台的作用是按照控制装置的信号或指令作回转分度或连续回转进给运动，以使数控机床能完成指定的加工工序。它采用UOO结构，转动惯量小，其结构简单，并可相应缩小转台总体尺寸；中框架和内框架采用封闭框形式，易于实现整圈旋转。数控转台喷漆包括转台底脚、四个安装在转台底脚的上表面、圆形的转台台面、以均角布置的滚动轴承件和安装在转台底脚上表面中心的内装调心轴承的中心支座，其中的每一滚动轴承件包括第一滚动轴承和通过第一轮轴支撑第一滚动轴承的支座，转台台面的下表面中心设置有垂直向下的第二轮轴，转台台面安装在转台底脚之上，第二轮轴与中心支座中的调心轴承的内圈固定，而第一滚动轴承的转动表面各与转台台面的下表面滚动接触。
（三）数控转台的发展趋势
我国数控机床功能部件最初的发展模式，是两个途径并行发展的。一是像数控转台、动力卡盘、滚珠丝杠等是专业化附件生产厂家向数控附件产品发展；二是主机生产厂家自我研发配套功能性部件，如数控刀架，个别还有刀库、主轴等。
随着分工越来越细，专业化协作生产的日益扩大，以及主机厂生产开发能力的限制，大部分机床厂不再沿袭以往产品开发中对功能部件进行自我开发、自产自用的传统作法，选择了专业厂配套这条路，主机厂做附件的功能越来越弱化，甚至明确表示专业厂能做好的部件、附件他们坚决不做。
数控转台已经形成社会配套体系，这是市场经济发展的必然结果，也是提高产品水平、缩短交货期、降低成本和做大规模的必由之路，专业化生产和社会化协作应是我国数控附件发展的方向。
??????? PK36B系列数控回转尾座是数控回转工作台配套附件。如图1-1所示，工作时，利用主机的控制系统或专门的控制系统控制转台，既可实现普通尾座的功能，又能够实现与工作台的同步回转、同步刹紧。利用主轴内大口径通孔，安装气（液）动弹簧夹头、动力卡盘或顶尖，对转台装夹的工作进行辅助夹紧，实现等分的、不等分的连续的孔槽、曲面的加工，且达到较高的精度。
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