文档介绍：摘要虚拟制造的基本思想是在产品制造过程的上游——设计阶段就进行产品制造全过它通过对机床——工件——刀具构成的工艺系统中的各种加工信息的有效预测,为实际程的虚拟集成,将全阶段可能出现的问题解决在这一阶段,通过设计的最优化达到产品的一次性制造成功。虚拟切槟庵圃斓牡撞愎丶际酰谛槟庵圃熘姓加兄匾5匚弧本文以?7⑵教ǎ訴.?7⒐ぞ撸捎肙7⒘数控车削仿真系统。该系统具有良好的人机交互性,可根据选定的数控程序,对工件进行仿真加工,可在计算机屏幕上显示相应的加工过程,能够进行碰撞、干涉检验和代码的词法和语法检查。该系统能够对由切削力和热变形引起的加工误差进行分析,并能够从误差曲线中直观地反映出误差变化规律。本文针对物理仿真中的几项基本单元技术进行了研究。首先对切削力的解析建模进行了探讨,本文利用切削力的指数公式对工件受力进行模拟计算,并将工件简化,利用积分法计算工件的变形量。在车削细长轴时,走刀时间较长,切削热使工件轴向伸长变形,又因装夹限制了轴向移动,故而伸长会使工件弯曲,影响加工精度。因此,必须考虑工艺系统受热变形引起的加工误差。本文通过推导刀具和工件的热变形公式,建立了刀具和工件的变形数学模型,并由此可绘制出变形的误差曲线,这为提高加工精度和优化切削参数提供了理论依据。虚拟加工技术研究,对于真正发挥虚拟制造在实际制造领域的作用、预测加工质量、缩短开发周期、降低产品成本、使制造技术走出依赖于经验的狭小天地和发展全方位的预报新阶段将发挥重要作用。关键词:虚拟制造;物理仿真;切削力;热变形;误差分析加工过程的智能化实现创造了有利条件,同时它也是研究加工过程的重要手段,包括几何仿真和物理仿真两部分。大连理工大学硕士学位论文
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髀数控加工仿真技术研究的意义数控加工仿真技术的背景件一刀具构成的工艺系统中的各种加工信息的有效预测与优化,为实现加工过程的智能仿真技术作为独立的学科已有四十多年的历史了】,八十年代初以来得到迅速发展。目前,仿真技术已广泛应用于航空、航天、机械制造等领域,在机械制造业中,企业为了在竞争日趋激烈的市场上占有一席之地,在产品开发过程中,利用计算机仿真技术对产品整个生命周期进行仿真和评估,从而以最优质量、最低成本和最快速度将产品推向市场。数控加工仿真技术是把计算机仿真技术引入到零件的数控加工中,可以形象、直观地模拟数控加工的全过程,是珻/技术研究的重要内容【俊0樗着计算机技术与建模技术的发展,数控仿真技术己成为能够预测加工过程、产品质量及提高加工效率的一种有效方法。虚拟制造琕技术是虚拟现实琕技术与计算机仿真技术在制造领域的综合发展和应用。的实质是“在计算机中的制造”,即在计算机中借助建模与仿真技术及时地完成制造全过程。是通过对系统模型的实验去研究一个真实系统,此系统可以是现实世界中已经存在的或已在设计中的系统。传统的仿真不是真实系统的完全复现,而是根据研究的需要从某些方面对系统进行简化提炼,使得此模型既可以代表真实系统的本质特征,又可以使以后的仿真工作的实现简化。数控程序编制过程与工艺过程相似,都需具有经验性和动态性,在程序编制的过程中错误是经常发生的。为此,在正式加工零件之前一般要经过代码校验和试切。试切的过程也就是对程序的检验过程。一个相对复杂的工件需要大量的时间和费用在机床上试切来检验刀具路径。传统的试切不仅浪费人力物力,而且延缓了生产或加工出废品,甚至造成工件与刀具、刀具与卡盘、刀具与工作台的碰撞和干涉。由于计算机技术的不断发展和计算机图形学的飞速发展,计算机仿真技术在制造系统中得到了广泛的应用。采用仿真加工来代替或减少实际中的试切工作,将对数控加工有十分重要的意义。数控抡嬖谛槟庵圃熘型加兄匾5匚唬ü曰惨还化创造了有利条件,同时它也是研究加工过程的重要手段。包括几何仿真物理仿真两部分。目前几何仿真方面的研究比较全面和深入,而物理仿真由于其切削机理复杂、建模难度大等客观原因,演技和不够深入。但对切削过程物理方面因素的分析与预测在虚拟周期,增加了产品开发成本,还要冒一定的风险,稍有不慎就有就会造成过切、欠切,大连理工大学硕士学位论文’
国内,清华和华中理工大学合作研制的加工过程仿真器是以数控加工仿真技术发展现状制造研究中具有重要意义,国内外对其十分重视,并开展了研究工作即】。另外,将拟实技术应用到数控加工中,其仿真的对象不仅限于机床、刀具和工件,还包括了夹具、工作台、刀库、等加工环境。实现复杂运动和多运动对象的分析和模拟,不仅实现加工过程的几何仿真,还要进行刀具磨损、切削成型、机床振动、热变形等物理仿真,进行误差分析,声音、光照效果仿真等,从而为调整和优化切削参数提供依据。近年来,绿色制造在制