0引言

    在航天產品復雜型面數控加工制造中，工件正式加工之前，一般要進行實物試切。隨著工件復雜程度的增加，NC程序的復雜化增加，NC代碼的錯誤率也越來越高。在進行實物試切時，如果NC程序有錯誤就會造成工件過切、少切或加工出廢品；也可能發生零件與刀具、刀具與夾具、刀具與工作臺的碰撞與干涉。因此，試切是必不可少的。然而對于正式產品制造之前的零件試切有積極的方面也有其不足之處。一方面，試切可以通過對樣件的加工了解NC代碼的不足之處，為后面零件的加工避免類似狀況的出現有積極的指導作用；另一方面，試切浪費人力物力，而且會不可避免地延緩生產周期，增加產品的開發成本，降低實際生產效率。

    虛擬制造技術將改變設計、試制、修改設計、規模生產的傳統制造模式。在產品真正制造之前，在虛擬制造環境中生成軟產品原型(Soft Prototype)代替傳統的硬樣品(Hard Prototype)進行試驗，對其性能和可制造性進行預測和評價，從而縮短產品的設計與制造周期，降低產品的開發成本，提高產品快速響應的能力。

    現有的大多數商品化CAD／CAM軟件都提供了數控加工過程虛擬制造仿真功能，但是這些系統都僅僅是建立刀具和工件的幾何仿真模型，仿真功能不完善。為了滿足虛擬制造的要求，必須建立加工環境模型，它包括刀具、夾具、工件、工作臺及虛擬機床，實現數控加工的全景仿真。圖1是基于UG軟件的虛擬制造的基本內容。

圖1 虛擬制造的基本內容

    基于UG的虛擬制造環境，主要研究了切削仿真、后處理技術及碰撞仿真三部分內容。開發了某機床后處理器以及該機床碰撞仿真系統。利用切削仿真、后處理器代碼轉換與機床碰撞仿真可以在虛擬的計算機軟件環境中完成對各種復雜的航天零件進行加工“試切”，了解工件在加工中加工代碼的正確性以及進一步通過由刀具、夾具、工作臺及虛擬機床組成的加工環境與運動模型，檢查出各個部件的碰撞干涉關系。把零件試切階段放在計算機中，從而快速準確的完成加工代碼的驗證，為實際零部件的加工提供依據。

1基于UG五軸加工中心的切削仿真

    以某零件為例，如圖2所示零件三維圖，圖3為其毛坯圖。根據該零件的幾何結構特征和使用要求，確定其基本加工工藝流程為：(1)鍛壓回轉鋁件；(2)車削加工回轉體的基本形狀；(3)調用三軸粗加工零件表面，去除工件大量余量，調用五軸進行零件表面曲面五軸精加工。

圖2 零件圖

圖3 毛坯圖

1．1型面三軸粗加工

    UG軟件提供了豐富的三軸加工方法。對于曲面加工，一般用等高線、面銑削等加工方法。等高線加工方法UG軟件提供了9種方式，涉及到走刀方式以及刀路中各種步進和進退刀方式；面銑削加工方法根據不同的驅動方式和投影方式也可組合出多種加工方法。這些加工方法通過切削仿真才可以確定出合適的加工方法。

    由于本例中此工序要對毛坯切除大量的余量，切削方法采取等高線、層優先、順銑、刀路跟隨周邊的加工設置方法，刀路之間運動控制方式采用先前平面方式，銑削深度使用層控制，這樣可以減少空行程，提高綜合加工效率。

    按照這一加工方法對其進行粗切削加工仿真，效果如圖4所示。

圖4 粗加工