CutPro切削动力学仿真软件

CutPro软件可以最大限度地提高加工过程的材料去除率、延长刀具与主轴寿命，改善总体加工性能。

1、加工过程颤振稳定性预测，给出无颤振的主轴速度、进给量和切削深度，以提高材料去除率，同时获得良好的表面光洁度；

2、切削过程仿真，计算切削力、振动、主轴功率、扭矩等过程变量，辅助工艺参数优化；

3、机床刀具或工件的模态测试，可快速排查加工系统结构中导致振动的刚性薄弱环节；

4、数据采集分析，采集加工过程中的切削力、振动、声音等数据，进行振动频谱分析。

CutPro软件可以最大限度地提高加工过程的材料去除率、延长刀具与主轴寿命，改善总体加工性能。

· 加工过程颤振稳定性预测，给出无颤振的主轴速度、进给量和切削深度，以提高材料去除率，同时获得良好的表面光洁度；

· 切削过程仿真，计算切削力、振动、主轴功率、扭矩等过程变量，辅助工艺参数优化；

· 机床刀具或工件的模态测试，可快速排查加工系统结构中导致振动的刚性薄弱环节；

· 数据采集分析，采集加工过程中的切削力、振动、声音等数据，进行振动频谱分析。

 功能模块

铣削模块

铣削过程仿真与颤振稳定性预测，提升材料去除率与表面加工质量。

模块特点：

· 预测铣削过程颤振稳定性叶瓣图，给出无颤振的主轴转速和切深，实现高效加工；
· 根据用户设定的切削条件、刀具几何参数、工件材料、工件和机床刀具模态参数，对铣削加工过程中的切削力、刀具振动、主轴功率与扭矩进行仿真；
· 对加工后的表面成型误差进行仿真；
· 辅助机床、主轴、刀具设计，通过铣削仿真对其加工性能进行预测；
· 用于变齿距刀具、变螺旋角刀具、锯齿刀、镶片式刀具、球头刀等不同种类刀具的设计与参数调试，以及切削性能仿真；
· 机床刚性与工件刚性可灵活配置；
· 工件和机床刀具模态参数可快速导入；
· 工件材料数据库包含200多种材料，覆盖面广、使用方便，支持用户添加新材料。

镗削/车削模块

镗削/车削过程仿真与颤振稳定性预测，优化工艺参数，提升材料去除率。

模块特点：

· 针对用户设定的切削条件、刀具几何参数、工件材料、工件和机床刀具模态参数，预测镗削/车削加工过程中的无颤振主轴转速与切深、切削力、主轴扭矩与功率；
· 适配不同结构形式的镗刀与车刀，并预测对应加工过程的颤振稳定性；
· 支持模态参数快速导入；
· 共享铣削仿真模块中所使用的丰富的工件材料数据库。

钻削模块

钻削过程仿真与颤振稳定性预测，优化工艺参数，以减少振动、改善钻孔的表面质量。

模块特点：

· 针对用户设定的切削条件、刀具几何形状、工件材料、工件和机床结构特性，对钻削过程中的颤振稳定性、切削力、主轴扭矩和功率进行仿真预测；
· 支持用户定义的钻削刀具几何尺寸；
· 支持模态参数快速导入；
· 共享铣削仿真模块中所使用的丰富的工件材料数据库。

模态分析模块

机床刀具/工件的刚度、阻尼、固有频率等模态参数辨识与模态振型仿真。

机床和工件模态参数的准确辨识对于颤振稳定性预测以及机床工装刚性较弱环节排查具有重要的作用。

CutPro模态分析模块简单易用，可以根据测得的频率响应函数（FRF）自动计算出结构模态参数，并可直接导入铣削、镗削/车削和钻削模块，用于颤振稳定性预测以及加工过程仿真分析。

模块特点：

· 简单易用，无需专业化的振动学理论背景知识；
· 通过对频率响应函数曲线进行拟合，获得被测系统每阶模态的固有频率、阻尼比和刚度；
· 通过测量主轴/刀柄FRF，耦合出刚性较弱、测量困难的刀尖位置处FRF；
· 分析刀具/工件的1D或2D模态振型。

敲击测试模块

力锤敲击模块用于机床刀具/工件的频率响应函数（FRF）测量，搭配数据采集卡、力锤、加速度传感器/位移传感器一起使用。测得的FRF结果可导入模态分析模块用于各阶模态参数辨识，也可直接导入铣削、镗削/车削、钻削模块用于颤振稳定性预测以及加工过程仿真。

模块特点：

· 简单易用、性价比高；
· 用于测量机床刀具/工件的FRF，作为模态分析、颤振稳定性预测以及加工过程仿真的输入；
· 可用于控制系统建模时被控对象的传递函数测试；
· 支持力锤和激振器为激励源，加速度计、速度和位移传感器为输出设备；
· 内置带声音反馈的专业测试质量控制系统；
· 显示测试的时域曲线、功率谱和相干性；
· 显示测试得到频响函数的幅值、相位和实部、虚部。

数据采集模块

数据采集模块为基于PC的通用数据采集和分析软件，搭配数据采集卡使用，可以采集加工过程中的切削力、振动、声音及其他不同传感信号，实现整个加工过程数据的收集，可用于加工过程诊断分析，零件及工装振动问题监测排查。

模块特点：

· 最大500kHz采样频率；
· 多达4通道数据采集；
· 监控实时数据；
· 支持时域、频域数据显示，可针对局部数据进行FFT分析；
· 对已保存的数据进行加载和分析；
· 提供数字滤波选项。

 配套硬件

· 数据采集卡：采集力锤、加速度传感器、麦克风等传感器的信号，传输至软件系统用于数据计算分析。
· 力锤：提供并测量激振力，用于刀具/工件的频率响应函数测量。
· 加速度计：测量加速度，用于刀具/工件的频率响应函数测量，以及加工过程中工件或刀具的振动监测。
· 麦克风：采集加工过程中的声音信号，用于颤振分析以及振动频谱分析。

一、CUTPRO软件所包含的动能模块有：

1. 铣削模块（含2 1/2轴铣削和插铣两个子模块）；

2. 车削模块；

3. 镗削模块（含单刃镗削和多刃镗削两个子模块）；

4. 模态分析模块；

5. 传函测量软件MALTF；

6. 基于PC的数据采集和分析软件MalDAQ；

7. 主轴设计与分析系统SPINDLEPRO（含专家主轴设计系统和主轴分析系统两个子模块）；

8. 虚拟CNC。

二、各功能模块功能

1．21/2轴铣削：

对三向切削力和刚性加工系统下的表面形貌进行仿真；

对颤振、动态切削力、进给和垂直于进给两个方向的刀具和工件振动、表面粗糙度、主轴功率、弯矩、切屑厚度、柔性加工系统的过程稳定性进行预测；

用颤振稳定域来描述加工系统的稳定性切削条件；

进行时域稳定域仿真；

镶片刀/可转位铣刀设计与分析；

可变几何螺旋刀设计与分析；

变节距铣刀设计；

锯齿刀设计；

切削力系数辨识；

用户自定义材料信息入库。

2. 插铣：

可对插铣、带导向孔插铣和单边插铣加工进行仿真；

可对用户自定义刀片的对称和非对称插铣刀进行分析；

可预测：三向切削力、刚性加工系统下的表面形貌、颤振、动态切削力、刀具/工件振动、表面粗糙度、主轴功率与转矩、切屑厚度、柔性加工系统的颤振稳定域。

3. 车削模块：

优化车削加工参数、对车削加工进行排故。

4. 单刃镗削：

内置许多材料属性，如Waspeloy, Inconel, Aluminum and Titanium alloys和Steels等；

以多种方式接收来自CUTPRO或其它商用模态分析软件的加工系统动力学参数；

对静态切削力、主轴功率与转矩、刀杆径向变形量进行仿真；

用分析方法预测无颤振主轴转速及径向切深。

4. 单刃镗削：

具有单刃镗削所有的功能；

可对刚性或柔性加工系统的三向切削力、主轴功率与转矩进行仿真。

5. 模态分析：

通过对刀尖点测得的FRF进行处理，获得加工系统每阶模态的固有频率、阻尼比和刚度；

通过测量主轴/刀柄FRF，耦合出刀尖点的FRF；

可接收多种格式的FRF文件；

易于为非振动专业人士使用。

6. 传函测量软件MALTF：

允许多点同时进行测试。

支持力锤和激振器为激励源，加速度计、速度和位移传感器为输出设备。

内置有带声音反馈的专业测试质量控制系统。

显示测试的时间历程、功率谱和相干性。

显示测试得到频响函数的幅值、相位和实部、虚部。

内置有带图形结果的报告生成系统。

7. 基于PC的数据采集和分析软件MalDAQ：

使用诸如切削力、加速度、转矩、声压等加工过程数据来对加工过程进行诊断。CUTPRO提供多用途的基于PC的数据采集软件(MALDAQ)。通过MALDAQ，收集整个加工过程数据，确定零件出现问题的部位。

8. 专家主轴设计系统ESDS：

ESDS基于已有的设计经验、机械设计法则、金属切削机理与动力学特性。此专家系统可自动生成包括传动轴、电机、润滑方式、传动机构、轴承类型和刀柄类型的主轴结构。可对轴承位置进行优化以保证无颤振切削条件。

9. 主轴分人、工具、技术、操作环境有何要求析系统SPINDLEPRO：

预测主轴任意位置处的变形量、轴承接触力和接触转矩、在任意载荷或切削力下轴套支架的支持力；

预测主轴和刀具任意位置处的频响函数；

利用预测出的频响函数，分析使用给定几何形状的刀具切削各种材料时的主轴颤振稳定域；

预测在切削载荷下作用于轴承滚子的动态接触力；

显示主轴变形、模态振型、轴承刚度、接触力及位移、速度、加速度时间历程。

10. 虚拟CNC：

可对即将应用在真实机床上的多轴数控系统进行快速设计与测试。

可进行轨迹生成方式、轴控方式、放大器设置、位置、速度和加速度传感器及其分辨率选择。

显示CNC指令及其仿真刀具路径；沿刀具路径显示超差位置。

自动调整线性和非线性轴控制器。

具有带前馈摩擦力补偿的比例、比例－积分、比例－积分－微分、极点配置、滑模控制算法。

自动在尖拐角处插入微样条线以减少超差