正确建立机床三维模型的前提是对实际机床 尺寸做准确测量。机床尺寸包括：机床组成部 件的外形、安装尺寸、各运动部件间相对尺寸、回 转轴定位尺寸等，可通过测量工具及机床手册完 成机床尺寸的获取。机床三维模型的建立可以在 VERICUT 中建立也可以在 UG、CATIA 等专业三 维软件中建立后导入 VERICUT 中。由于机床结

  本文建立了工作台旋转/摆动型五轴机床的 虚拟仿真系统，并以一叶轮零件为样件来加工， 根据结果得出：虚拟仿真系统能正确实现机床的所有 加工功能，仿真结果真实可靠，能够为实际机床的 高效应用提供较为可靠保障。

  参考文献： [1] 王晋涛 . 数控铣削工艺流程仿真的研究与分析[D]. 保定：华北电力大学，2007. [2] 王亚平，刘卫，王太勇，等 . 基于 VERICUT 数控加工仿真及优化的实现[J]. 制造技术与机床，2004，24（9）：94-96. [3] 王晓彬 . 叶轮加工技术探讨研究[J]. 中国科技财富，2010（14）：216-217. [4] 焦可如，张志军，王晓琴 . 虚拟制造技术及应用研究[J]. 制造业自动化，2012，34（10）：67-69.

  说明开口度对稳态液动力的影响逐渐减小。 从 5 图中看出，在开口度不变时，随着进出口

  压力差的增大，稳态液动力呈增大趋势。并且几条 曲线在整体变化过程中斜率变化很小，这说明进出 口压力差跟稳态液动力之间基本是呈线 结语

  对全周阀口的压力场、速度场及稳态液动力 进行 FLUENT 仿真分析研究，并得出相应的云图、

  虚拟仿真系统是机床在计算机中的完整映 射，该系统不消耗实际物料资源，能快速实现工 件的加工，加工效率高、结果准确，能够为实际加 工提供相关依据[2]。建立机床的虚拟仿真系统，不仅需 要建立机床的三维模型，并且要赋予机床各运 动部件的运动关系，同时要配置与实际一致的控 制系统、刀具系统、机床运行行程等内容。图 2 所 示为建立虚拟仿线 结语

  制约着五轴加工机床的高效应用，也给机床的使 用安全带来潜在风险。通过构建机床的虚拟仿真 加工系统，对复杂工件进行仿真加工，不仅能够高 效、准确的对 NC 程序进行检验，还能对加工过程 进行观察，预知加工中可能存在的危险情况，并加 以改进，提高实际机床的使用效率和安全性。

  VERICUT 中。刀具创建时，不仅要建立刀柄和刀 片的几何模型，还要对刀具的装夹点、驱动点（对 刀点）进行正确设置，这样在进行刀具调用时，才 能满足加工使用的要求。如图 5 所示为刀具管理 器中所创建的刀具。

  完成组件树后，将各运动部件模型添加到相 应组件下，完成机床实体模型的创建。添加几何 模型时要考虑运动部件间的尺寸关系，根据实际 机床的参数测量，要对组件坐标或模型坐标进行 调整，使其结构与实际机床保持一致。将机床部 件完全添加进组件树后，机床的虚拟模型便基本 建立完成了，如图 4 所示。

  随着生产技术的不断进步，先进数控机床在 国民生产中的应用越来越多，尤其是五轴数控机 床的引进及自主生产，对国内生产技术的发展具 有重大作用。五轴机床不仅具有传统加工中心所 有的加工功能，在进行曲面加工时更具有不可比 拟的优越性。然而，由于五轴机床在进行多轴加 工特别是五轴曲面加工时，机床多个运动轴同时 运动，造成 NC 程序比较复杂，其正确性无法得到 保证。而在进行试件加工时，程序的校验不仅降 低机床的使用效率，而且错误的程序很可能导致 机床出现碰撞等危险，给企业造成较大损失。因 此，通过虚拟加工技术，在虚拟环境下对试件进行 仿真加工，对 NC 程序进行检验，同时观察整个加 工过程，为实际加工进行指导，对提高机床的使用 效率和应用的安全性具有实际意义[1]。

  完成机床虚拟模型及控制管理系统的配置后，还 需对机床行程、碰撞检测等进行设置。其目的在 于告知机床，当加工中出现超程、碰撞等情况时， 及时进行报警，用户可根据错误提示，查找问题所 在，进而改善加工中不合理之处[4]。

  完成机床的虚拟模型创建后，添加工件及相应 的加工程序就可进行仿真加工。本文以一叶轮零 件为加工试件，对其进行虚拟仿线a 所 示。加工中，在 VERICUT 图形窗口中观察刀具的 走刀路径及机床形态，同时注意是否有超程、干涉、

  作者简介：曹旭妍（1988－），女，硕士，研究方向：数控加工与先进制造。

  构较复杂，本文在 UG 中完成机床各部件三维模型 并保存为 STL 格式后导入 VERICUT 中。

  组件树是机床运动关系的基础，其建立是根据 实际机床的运动关系来确定的。机床的运动关系 由两条运动链来表达，即：“基座—刀具”、“基座— 工件”[3]。根据机床的运动链关系，依次添加机床运 动轴组件，完成机床组件树的创建，如图 3 所示。

  碰撞等情况。加工完成后，通过比较模块对加工结 果进行比较，如图 6b 所示，检查加工结果中存在的 过切、欠切的情况，分析不合理的工艺并进行改进。

  将虚拟仿真验证过的 NC 程序导入实际机床 中，添加工件毛坯后进行实际验证（见图 7）。观察 刀具的实际运动轨迹是否与仿真加工中的一致。 加工完成后，对加工结果进行检测，分析实际与仿 线 创建刀具库

  VERICUT 刀具库中提供了多种刀具创建方 式，可根据实际刀具的几何尺寸，在 VERICUT 中 直接创建刀具，也可在三维软件中建立后再导入

  VERICUT 中提供了多种控制系统，根据实际 机床选取相应的控制系统，对虚拟仿真加工系统 进行配置。由于 VERICUT 中提供的控制系统仅 对通用控制代码进行了功能设置，而机床厂家对 一些特殊功能做了专门的代码定义，因此，要保持 与实际机床的加工功能一致，就需对控制系统进 行专门配置。

  五轴机床具有 3 个直线 个旋转运动 轴。根据回转轴的不同，五轴机床可分为 3 类：工 作台回转/摆动、刀具双摆动、工作台回转/刀具摆 动。本文针对工作台回转/摆动五轴机床进行仿 真系统应用研究。

  该机床能够实现一次装夹下 5 个面的完全加 工，其结构如图 1 所示。A 轴为倾斜轴，与 Z 轴夹 角为 55°，机床通过 A 轴的回转来实现工作台不同 位置的转换。

  （1. 陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 710300；2. 西安建筑科技大学 华清学院，陕西 西安 710043）

  摘 要：五轴数控机床柔性好、加工精度高，能适应复杂零件的高效、高精度加工应用。但由于五轴机床加工时各运 动轴位姿复杂，使得 NC 程序的正确性无法通过人工来识别，尤其在试件加工时，不仅大大降低了机床使用效率，也给机床 安全性带来不可预知的风险。通过虚拟仿真技术，基于 VERICUT 仿真软件建立机床的虚拟仿真加工系统，对试件进行仿 真加工，能够快速、准确的检验 NC 程序的正确性，预知零件的工艺流程，对可能出现的干涉、碰撞等危险情况作出预判，并 进行改进，从而为五轴数字控制机床的高效、安全应用提供可靠保障。

  2）液流在流经阀口时流速有明显升高现象； 3）稳态液动力在压力差不变的前提下随着开 口度的增加而增加；而在开口度不变时，稳态液动 力随着压力差的增大而逐渐增大。

  参考文献： [1] 房小立 . 基于 CFD 有限元法的滑阀稳态液动力研究[D]. 武汉：武汉科技大学，2012. [2] 李勇，刘志友，安亦然 . 介绍计算流体力学通用软件——Fluent[J]. 水动力学研究与进展（A 辑），2001（2）：254-258. [3] 雷辉虎 . 基于 CFD 的非全周开口滑阀流场仿真分析[D]. 武汉：武汉科技大学，2012. [4] 李雄 .U 形槽滑阀阀口特性及稳态液动力研究[D]. 武汉：武汉科技大学，2013.