王曉升， 羅英麗

（中航工業(yè)鄭州飛機裝備有限責任公司，鄭州 450005）

0 引言

隨著現代數控技術的發(fā)展，數控車床已經被廣泛應用。數控車削加工以精度高、形狀復雜的回轉體零件為主。加工過程中需要對毛坯進行多層車削，在編制數控程序時，為了簡化程序，G70～G73等多重復合循環(huán)指令廣泛應用，但是多重復合循環(huán)指令參數較多，編程思維過程復雜，編程人員需要認真核對參數并反復計算，確認程序正確。借助VERICUT仿真軟件，進行多重復合循環(huán)加工程序仿真，可以模擬車削加工的整個過程，并得出最終加工結果，便于編程人員對程序調試，提高程序的編制質量。本文以FAUNC系統(tǒng)應用較為廣泛的G71為例，在VERICUT軟件仿真環(huán)境下對多重復合循環(huán)程序進行車削加工仿真，闡述車削仿真在多重復合循環(huán)程序編制中的可行性。

1 圖紙分析及多重復合循環(huán)程序的編制

首先對零件圖進行分析，圖1所示零件粗實線加工部分由于形狀復雜，毛坯余量較大，可以使用多重復合循環(huán)指令編制程序。程序代碼可以使用G71外圓粗加工循環(huán)，切除棒料大部分加工余量，然后選擇G70代碼進行車削精加工，切除粗加工中留下的余量。

1）車削多重復合循環(huán)指令的分析（G71）。G71為外圓粗加工循環(huán)，用于切除棒料毛坯的大部分加工余量。格式為：

指令中各參數的含義：△d為切深（半徑值），該量無正負號；e為退刀量；ns為指定精加工路線的第一個程序段的順序號；nf為指定精加工路線的最后一個程序段的順序號；△u為X方向上的精加工余量（直徑值）；△w為Z方向上的精加工余量。

圖1 零件圖

2）刀具的選擇。使用帶有80°菱形刀片的鑲片車刀加工。

3）編程原點的確定。選擇零件右端面中心位置為編程原點。

4）多重復合循環(huán)程序編制。

N100 G50 X50 Z50 T0101 （選擇1號刀具并指定工件坐標系）

N101 S500 M04 （轉速500，啟動主軸反轉）

N102 G00 X80 Z2M8; （快速移動到刀具起始位）

N103 G71 U0.5 R0.05; （X方向切深為0.5；退刀量為0.05）

N104 G71 P105 Q111 U0.2 W0.1 F0.2;（循環(huán)體程序從第105段至111段，X方向的加工余量為0.2，其中0.2為直徑值；Z方向上的精加工余量為0.1）

N105 G00 X14; （多重復合循環(huán)程序）

N106 G01 Z-4 F0.1;

N107 X18 Z-10;

N108 Z-24;

N109 X26 Z-28;

N110 X34 Z-41;

N111 Z-44;

N112 G70 P105 Q111; （精加工復合循環(huán)程序，當用G71粗加工完畢后，用G70代碼指定精加工循環(huán)，切除粗加工中留下的余量）

N113 G00 X100 Z100T0101M09;

N114M05;

N115 M30; （程序結束）

2 仿真步驟及環(huán)境的建立

通過運行VERICUT 7.2版軟件，建立多重復合循環(huán)的仿真環(huán)境，具體步驟如下。

2.1 多重復合循環(huán)的仿真步驟

1）建立車床模型、刀具模型及添加操作系統(tǒng)；2）定義零件及毛坯三維模型；3）確定編程坐標系；4）進行仿真，對多重復合循環(huán)程序模擬運行；5）使用VERICUT仿真過程零件質量檢測工具，分析零件設計模型與仿真切削模型數據，確定程序的正確完整，并對程序進行修改與完善。

2.2 建立仿真環(huán)境

1）建立與現實環(huán)境相同的機床及機床操作系統(tǒng)。如圖2所示，本次仿真過程，在項目樹中添加軟件自帶的三軸車床模型文件（路徑D：CGTech rainingconfigure_tailstock.vcproject）， 控制系統(tǒng)添加軟件自帶的FUNC系統(tǒng)（路徑 D：CGTechlibraryfan30im.ctl）。

圖2

2）在VERICUT軟件中建立毛坯模型。設定參數高Z 80，半徑 40。

3）建立刀具庫。根據多重復合循環(huán)程序中使用的刀具，在刀具管理器中建立使用的刀具及刀架，其設置包括車刀刀片、刀柄、刀具裝夾點在刀塔的位置等參數。

圖3

4）確定加工坐標系并對刀。如圖3，在坐標系統(tǒng)選項，設定加工坐標系為毛坯的右端面。在G-Code Settings中設置對刀方式，實現刀具的驅動。車削加工中，對刀方式的設置一般為從TUrretC到Programe_origin。

5）添加多重復合循環(huán)程序。

3 多重復合循環(huán)程序的仿真及調試

3.1 仿真加工

如圖4所示，對多重復合循環(huán)程序進行仿真。編程人員通過信息選項下的數控程序選項，對程序進行預覽、單段仿真，在仿真界面上確定每一段程序所對應刀具運行點位。

圖4

3.2 仿真結果質量測量與多重復合循環(huán)程序的完善

通過仿真環(huán)境得出的切削模型與三維設計模型數據進行比較。在分析選項下的自動比較選項對話框中，比較方式選擇“過切”，過切檢查值為0.1，超差顏色為紅色。圖5為進行程序調試時發(fā)生的過切。通過VERICUT仿真結果質量測量功能，可以迅速地判斷出問題程序段，編程人員對問題進行分析，解決程序編制中存在的問題。

圖5

4 結語

本文介紹了VERICUT7.2版仿真軟件對多重復合循環(huán)程序的仿真。在仿真環(huán)境下模擬現實加工，得出加工結果，并對加工過程及結果進行質量測量分析，判斷零件的加工質量。通過VERICUT仿真，編程人員可以提高多重復合循環(huán)程序的編制效率，在生產實踐中具有重要意義。

［1］ 楊勝群.VERICUT數控加工仿真技術［M］.2版.北京：清華大學出版社，2013.

［2］ 李郝林，方鍵.機床數控技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2000.