数控后加工与仿真.ppt

数控后加工与仿真技术 0842823101 曹丽珠 0842823106 刘雪颖 0842823114 高凡凡 数控加工仿真概述 概述： 利用计算机技术来模拟实际的机床加工过程，它验证数控加工程序的可靠性和预测切削过程 作用： 减少工件的试切，提高生产效率 特点： 形象、科学、安全、经济 产生背景 随着计算机集成制造(ClM)、敏捷制造(AM)、并行工程(CE)等先进制造技术的发展与应用，企业之间竞争日趋激烈，企业设计、制造模式正在发生转变．已要求将产品的可制造性分析提前到设计阶段，甚至市场分析阶段，其综合性和复杂性使仿真技术成为重要的和必不可少的研究工具，只有通过仿真才熊确定产品设计和生产工艺的可行性和合理性，才能保证产品制造的成功和确保生产周期。 加工过程的计算机仿真是采用先进的计算机建横与图形仿真技术，在计算机上模拟加工环境和数控加工的全过程，是验证数控程序的正确性、检查产品设计与可制造性的有效工具。加工过程仿真包括几何仿真和物理仿真。几何仿真主要用于数控程序验证，包括刀具轨迹验证、干涉和碰撞检查两个方面，其目的在于确定数控程序的正确与否。物理仿真则是对加工挝程的热学、力学特性进行建模仿真分析，主要用于验证各种加工参数的选择是否合理。 近年来，Internet的飞速发展打破了地域限制，为实现异地协同设计与网络化制造奠定了基础，同时也对制造过程仿真提出了新的要求。现有的仿真软件(如Pro／E、UGS的加工仿真模块)多是在单台计算机上运行，无法支持基于web的异地协同设计以及实施网络化制造的要求。该文针对上述问题，将数控加工仿真与网络集成，进行了基于Web的数控加工仿真的研究，提出了一个基于Web的数控加工几何仿真系统体系结构，并以数控弯管过程为例，采用先进的VRML、J2EE技术，实现了一个基于web的数控弯管几何仿真系统。 数控仿真技术国内外研究现状 国外: 美国Maryland大学开发了用于培训数控操作人员的虚拟数控机床仿真器 韩国Turbo-TEK公司开发出面向培训的虚拟数控铣削加工环境 日本SONY公司研制的FREDAM系统可对球头铣刀加工自由曲面进行三维仿真，并进行干涉、碰撞检查 意大利Bologna大学用B样条曲面建立端铣刀与工作台模型，采用真实感图形显示铣床精加工过程 国内: 华中理工大学开发的NCPVSS系统，具有数控铣削加工过程仿真功能 同济大学了数控程序微机动画仿真系统 清华大学CIMS工程研究中心开发的“通用加工过程仿真器”已在多家企业得到应用 仿真加工流程 数控加工仿真系统结构 数控加工仿真技术的分类 物理仿真 物理仿真是将切削过程中的各种物理因素的变化映射到虚拟制造系统中，在实际加工过程之前分析与预测各切削参数的变化及干涉因素对加工过程的影响，能够揭示加工过程的实质，分析具体工艺参数下的工艺规程质量及工件加工质量，辅助在线检测与在线控制，进行工艺规程的优化。 几何仿真 基于Web的数控加工几何仿真系统研究 物理仿真的要求 要求真实，有错必显、即显，多视向观察； 要求加工中有声音的伴奏； 要求有质量分析报告； 仿真过程中允许人为的工艺操作； 目前物理仿真研究难点问题 加工过程模型难以建立； 仿真模型的通用性差； 仿真系统的实用性差； 与几何仿真未充分结合； 物理仿真的主要形式 预测道具切削性能； 预测切屑大小及形状； 预测机床或工件热变形对加工精度的影响； 预测切削力； 仿真系统的体系结构 加工过程物理仿真技术 分析方法 以剪切面理论为基础，应用剪切滑移理论确定以剪切角为主的力学模型，研究重点在于确定切削过程中的切削力及切削振动涉及到的相关问题。 实验方法 实验方法针对针对大量实际进行的切削过程，通过实验确定下来DCFC(动态切削系数)中的各动态切削系数。 机械建模方法 综合考虑到切削过程是涉及到多输入多输出的综合系统，通过建立使用于多种切削条件的综合切削模型，建立出各输入输出相关因素的影响关系，达到揭示切削过程、预测各有效输出参数、表达系统输入与输出间关系的目的。 物理仿真模型 切削力模型 振动模型 表面粗糙度模型 切削温度场模型 刀具磨损模型 数控加工仿真存在的问题 仿真的加工形式少，研究范围窄 无理仿真过程都是考虑理想切削状态，与实际切削过程有较大差距? 仿真手段限制仿真系统的发展 仿真模型实用性差 仿真模型通用性差 未与几何仿真充分结合 几何仿真 基于Web的数控加工几何仿真系统研究 基于web的数控加工几何仿真系统体系结构 数控加工过程是一个复杂的过程，加工过程中零件毛坯形状不断发生变化，同时加工过程