NX和VERICUT摆头结构四轴联动机床建模与仿真
NX和VERICUT摆头结构四轴联动机床建模与仿真[20200123183051]
【摘要】
NX软件广泛应用于航天、汽车、模具和精密制造等制造业。而VERICUT为CAD/CAM产品市场和用户提供了最佳的数控加工仿真工具。VERICUT软件采用了先进的三维显示及虚拟显示技术，对数控加工的模拟达到了极其逼真的程度，并且机床的运行和工程环境也能被虚拟出来，以检测加工过程中可能存在的问题，为用户挽回了不必要的损失。
本论文针对摆头结构四轴联动机床，利用UG NX软件进行机床建模，VERICUT构建虚拟机床，并通过兔子玩具凸模进行仿真加工验证。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】UGNX；VERICUT；建模；仿真
引言 1
一、数控技术及数控机床的发展 2
（一）数控技术的发展 2
（二）数控机床的特点及应用 3
（三）四轴机床的研究内容 4
二、四轴数控机床 5
（一）四轴数控机床简介 5
（二）数控加工中心坐标系的建立 7
三、单摆头四轴机床建模 8
（一）单摆头结构四轴机床参数 8
（二）UG建立机床模型 8
（三）四轴机床构建 10
四、VERICUT模拟 14
（一）仿真工件编程 14
（二）添加刀具库 16
（三）添加毛坯 19
（四）添加数控程序 20
（五）设置程序零点 20
（六）仿真零件 20
结论 22
参考文献 23
谢词 24
引言
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，数控技术的应用是提高制造业产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段，数控机床是国防工业现代化的战略装备，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。它集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、充电等学科技术为一体，具有高效率，高精度，高自动化和兼并性的特点，是当代机械制造业的主流装备，它可加工一般机床无法加工的复杂零件，同时具有很高的加工质量和效率。因此，有专家说：21世纪机械制造业的竞争，实质上是数控技术和数控人才的竞争。
我们知道，我国机械制造业是在1949年以后才逐步建立和发展起来的，50多年来，我国的机械制造技术和材料加工工艺等都有了很大的发展，已经建成了机械制造、治金、交通运输、石油加工、航空航天、机密仪表等许多现代化工业生产基地，为工业、农业、科技、国防提供了大量的机械产品和设备，为我国国民经济的发展做出了巨大贡献。我国的机械制造业除了要不断提高常规机械生产的工艺装备和工艺水平外，还必须研究开发优质高效精密装备与工艺，为提高技术产品的生产提供新工艺、新装备;同时加强基础技术研究，消化和掌握引进技术，提高自主开发能力，形成常规制造技术与先进制造技术并行的机械制造工业结构。
随着生产地发展和科学实验的需要，许多部门，尤其是国防工业部门要求的尖端产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、微型化等方向发展，零件的形状越来越复杂，精度要求越来越高，表面粗糙度要求越来越低。所以这些要求迫使人们去探索新的加工方法和测量方法，相继出现了如化学机械加工、电化学加工、超声波加工、激光加工、超精密研磨与抛光、纳米加工等特种加工、超精密加工技术及复合加工技术。同时也出现了像原子力显微镜、扫描电子显微镜等先进的测量技术。这些技术的进步大大提升了机械制造技术的能力。
本文中UG NX用于机床各个构件的建模，而VERICUT主要用于模拟仿真，检测程序在加工中可能出现的碰刀等情况。论文阐述了UG NX建模和VERICUT的仿真,以方便为实际的加工作指导，以及及时发现程序中的错误，及时修正，真正防范于未然。
一、数控技术及数控机床的发展
（一）数控技术的发展
数控技术是以计算机集成制造技术、数控机床技术、机械加工技术为基础,实现产品自动化加工的现代制造技术,是现代制造业的代表性技术"广义的讲,数控技术包含了从产品造型设计、工艺过程设计、计算机辅助制造过程、虚拟加工、数控机床实际加工等。
随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。 高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：
（1）高速、高精加工技术及装备的新趋势 。效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
（2）轴联动加工和复合加工机床快速发展。采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。
（3）智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
而我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。
近几年来，中国已经超过德国成为世界第一大数控机床市场，数控机床已成为机床消费的主流，未来数控机床市场巨大。粗略估计至2015年，我国数控机床行业资产总额将有望突破2400亿元，销售收入突破1800亿元，利润总额达到120亿元，其年均同比增速均在10％以上。
就目前来看，受益于国家振兴装备制造业的大环境和强劲的市场需求拉动，国内机床工具行业出现了技术长足发展、投资热情高涨的局面。“十二五”规划已将振兴装备制造业作为推进工业结构优化升级的主要内容，数控机床则成为振兴装备制造业的重点之一。未来，我国将重点发展高速、精密、复合数控金切机床；重型数控金切机床；数控特种加工机床；大型数控成形冲压设备及数控机床的相关部件等。
【摘要】
NX软件广泛应用于航天、汽车、模具和精密制造等制造业。而VERICUT为CAD/CAM产品市场和用户提供了最佳的数控加工仿真工具。VERICUT软件采用了先进的三维显示及虚拟显示技术，对数控加工的模拟达到了极其逼真的程度，并且机床的运行和工程环境也能被虚拟出来，以检测加工过程中可能存在的问题，为用户挽回了不必要的损失。
本论文针对摆头结构四轴联动机床，利用UG NX软件进行机床建模，VERICUT构建虚拟机床，并通过兔子玩具凸模进行仿真加工验证。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】UGNX；VERICUT；建模；仿真
引言 1
一、数控技术及数控机床的发展 2
（一）数控技术的发展 2
（二）数控机床的特点及应用 3
（三）四轴机床的研究内容 4
二、四轴数控机床 5
（一）四轴数控机床简介 5
（二）数控加工中心坐标系的建立 7
三、单摆头四轴机床建模 8
（一）单摆头结构四轴机床参数 8
（二）UG建立机床模型 8
（三）四轴机床构建 10
四、VERICUT模拟 14
（一）仿真工件编程 14
（二）添加刀具库 16
（三）添加毛坯 19
（四）添加数控程序 20
（五）设置程序零点 20
（六）仿真零件 20
结论 22
参考文献 23
谢词 24
引言
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，数控技术的应用是提高制造业产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段，数控机床是国防工业现代化的战略装备，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。它集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、充电等学科技术为一体，具有高效率，高精度，高自动化和兼并性的特点，是当代机械制造业的主流装备，它可加工一般机床无法加工的复杂零件，同时具有很高的加工质量和效率。因此，有专家说：21世纪机械制造业的竞争，实质上是数控技术和数控人才的竞争。
我们知道，我国机械制造业是在1949年以后才逐步建立和发展起来的，50多年来，我国的机械制造技术和材料加工工艺等都有了很大的发展，已经建成了机械制造、治金、交通运输、石油加工、航空航天、机密仪表等许多现代化工业生产基地，为工业、农业、科技、国防提供了大量的机械产品和设备，为我国国民经济的发展做出了巨大贡献。我国的机械制造业除了要不断提高常规机械生产的工艺装备和工艺水平外，还必须研究开发优质高效精密装备与工艺，为提高技术产品的生产提供新工艺、新装备;同时加强基础技术研究，消化和掌握引进技术，提高自主开发能力，形成常规制造技术与先进制造技术并行的机械制造工业结构。
随着生产地发展和科学实验的需要，许多部门，尤其是国防工业部门要求的尖端产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、微型化等方向发展，零件的形状越来越复杂，精度要求越来越高，表面粗糙度要求越来越低。所以这些要求迫使人们去探索新的加工方法和测量方法，相继出现了如化学机械加工、电化学加工、超声波加工、激光加工、超精密研磨与抛光、纳米加工等特种加工、超精密加工技术及复合加工技术。同时也出现了像原子力显微镜、扫描电子显微镜等先进的测量技术。这些技术的进步大大提升了机械制造技术的能力。
本文中UG NX用于机床各个构件的建模，而VERICUT主要用于模拟仿真，检测程序在加工中可能出现的碰刀等情况。论文阐述了UG NX建模和VERICUT的仿真,以方便为实际的加工作指导，以及及时发现程序中的错误，及时修正，真正防范于未然。
一、数控技术及数控机床的发展
（一）数控技术的发展
数控技术是以计算机集成制造技术、数控机床技术、机械加工技术为基础,实现产品自动化加工的现代制造技术,是现代制造业的代表性技术"广义的讲,数控技术包含了从产品造型设计、工艺过程设计、计算机辅助制造过程、虚拟加工、数控机床实际加工等。
随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。 高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：
（1）高速、高精加工技术及装备的新趋势 。效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
（2）轴联动加工和复合加工机床快速发展。采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。
（3）智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
而我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。
近几年来，中国已经超过德国成为世界第一大数控机床市场，数控机床已成为机床消费的主流，未来数控机床市场巨大。粗略估计至2015年，我国数控机床行业资产总额将有望突破2400亿元，销售收入突破1800亿元，利润总额达到120亿元，其年均同比增速均在10％以上。
就目前来看，受益于国家振兴装备制造业的大环境和强劲的市场需求拉动，国内机床工具行业出现了技术长足发展、投资热情高涨的局面。“十二五”规划已将振兴装备制造业作为推进工业结构优化升级的主要内容，数控机床则成为振兴装备制造业的重点之一。未来，我国将重点发展高速、精密、复合数控金切机床；重型数控金切机床；数控特种加工机床；大型数控成形冲压设备及数控机床的相关部件等。
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