談述機(jī)床虛擬機(jī)床在五軸加工中的運(yùn)用論文網(wǎng)

1、談述機(jī)床虛擬機(jī)床在五軸加工中的運(yùn)用論文網(wǎng)    術(shù)，進(jìn)行無約束設(shè)計(jì)，第二是采用輕量表示和NXWAVE技術(shù)將零件、產(chǎn)品的制作復(fù)雜度降低，第三是在設(shè)計(jì)過程中使用行業(yè)專門自動(dòng)化技術(shù)加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，第四是設(shè)計(jì)開放，能夠處理其他CAD數(shù)據(jù)。3.2五軸加工編程五軸加工采用廣泛的加工策略，提供靈活的刀具軸控制選項(xiàng)，輕易處理復(fù)雜的工作需求，實(shí)現(xiàn)高度靈活的編程。利用最新的加工摘要：本文首先介紹了虛擬機(jī)床的工作原理與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在五軸加工過程分析的基礎(chǔ)上，提出了在五軸加工過程中建立虛擬機(jī)床，并在渦輪增壓器的加工中進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，取得了較好的加工效果。關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)床 五軸加工

2、三維仿真1007-9416（2012）12-0036-021、引言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)各部門所需求的多品種、多功能、高精度、高品質(zhì)、高度自動(dòng)化的技術(shù)裝備的開發(fā)和制造，促進(jìn)了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。目前代表機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)，它是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等加工的唯一手段，對(duì)航空航天、軍事、科研、精密器械等行業(yè)都起著舉足輕重的作用。但是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)價(jià)格十分昂貴，加之在數(shù)控程序編制上存在著很大困難，因而如何使得五軸加工得以“平民”化應(yīng)用，已經(jīng)成為機(jī)床制造業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)問題。本文從虛擬機(jī)床技術(shù)開發(fā)，探討其在五軸加工的應(yīng)

3、用，實(shí)現(xiàn)仿真加工，優(yōu)化數(shù)控程序，從而提升加工質(zhì)量、提高加工效率、降低加工成本。2、虛擬機(jī)床應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)數(shù)控加工最終的好壞取決于以下5個(gè)因數(shù)中的短板：數(shù)控機(jī)床、控制器、刀具、數(shù)控編程和CAM軟件。虛擬機(jī)床的應(yīng)用正好可以解決以上短板問題，采用虛擬機(jī)床存在以下優(yōu)點(diǎn)：2.1 真實(shí)性傳統(tǒng)CAM軟件驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)模擬仿真是一種不完整的近似運(yùn)動(dòng)模擬，不能避免實(shí)際加工過程中的過切與撞刀。虛擬機(jī)床技術(shù)采用內(nèi)置CNC控制器驅(qū)動(dòng)的加工模擬仿真是真實(shí)可靠的，可以把加工中的各種風(fēng)險(xiǎn)（撞刀、過切等）降為零。2.2 先進(jìn)性虛擬機(jī)床不僅可以仿真?zhèn)鹘y(tǒng)的車床、銑床、加工中心，而且可以仿真車銑復(fù)合和多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床。目前，西門子公司的虛擬機(jī)

4、床對(duì)于不同CNC控制系統(tǒng)的特殊加工指令及FMS柔性制造系統(tǒng)可以進(jìn)行仿真。2.3 互操作性虛擬機(jī)床不僅提供三維數(shù)字機(jī)床，而且包含虛擬控制面板，提供和車間環(huán)境一樣的虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境。應(yīng)用虛擬機(jī)床，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的大量仿真與真實(shí)機(jī)床沒有區(qū)別。這對(duì)于目前企業(yè)緊缺的中高端數(shù)控人才，是一個(gè)很好的培訓(xùn)解決方案，使復(fù)雜機(jī)床的編程及加工操作培訓(xùn)費(fèi)用降低50%，從且可以大大地降低培訓(xùn)成本。2.4 開放性虛擬機(jī)床可以有效地連接CAM編程和車間加工，接受不同CAM軟件編制的NC程序或手工編程，方便與不同的軟件環(huán)境對(duì)接。虛擬機(jī)床也可以按照不同的CNC控制系統(tǒng)和機(jī)床型號(hào)進(jìn)行定制，以方便與機(jī)床硬件環(huán)境對(duì)接。2.5 異地共享目前對(duì)

5、于五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床這樣的高端機(jī)床，由于數(shù)量少和技術(shù)要求高，導(dǎo)致普遍使用率偏低。虛擬機(jī)床技術(shù)可以打破真實(shí)機(jī)床共享使用的地域限制，平衡投資，而且未來升級(jí)方便。3、復(fù)雜零件五軸加工過程與解決方案五軸加工環(huán)節(jié)包括：模具準(zhǔn)備、刀具編制、仿真驗(yàn)證、后置輸出、機(jī)床加工。五軸加工的過程是純計(jì)算機(jī)模擬的。3.1 加工模型準(zhǔn)備NX把CAD、CAE和CAM全部集合在一個(gè)系統(tǒng)中。通過最新的CAD技術(shù)，數(shù)控編程人員能夠快速地完成模型準(zhǔn)備。即使原始數(shù)據(jù)來源于第三方CAD系統(tǒng)也是一樣的。（1）模型創(chuàng)建和編輯：運(yùn)用強(qiáng)大的建模和編輯技術(shù)（CAD）創(chuàng)建用于CAM編程的零部件模型。（2）模型質(zhì)量與驗(yàn)證：分析和驗(yàn)證幾何條件檢驗(yàn)表面缺

6、陷、壁厚、半徑等。（3）零件制造信息：檢查可能影響加工方法的更多模型信息（公差、表面粗糙度），這些信息可驅(qū)動(dòng)CAM。（4）文檔與繪圖：基于3D模型快速創(chuàng)建用于加工的任何文檔。在此過程中的關(guān)鍵技術(shù)包括四點(diǎn)，第一是混合建模、同步建模技術(shù)，進(jìn)行無約束設(shè)計(jì)，第二是采用輕量表示和NX WAVE技術(shù)將零件、產(chǎn)品的制作復(fù)雜度降低，第三是在設(shè)計(jì)過程中使用行業(yè)專門自動(dòng)化技術(shù)加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，第四是設(shè)計(jì)開放，能夠處理其他CAD數(shù)據(jù)。3.2 五軸加工編程五軸加工采用廣泛的加工策略，提供靈活的刀具軸控制選項(xiàng)，輕易處理復(fù)雜的工作需求，實(shí)現(xiàn)高度靈活的編程。利用最新的加工設(shè)備和制造工藝，以更快的速度加工質(zhì)量更好的零件。在五軸加

7、工編程過程中，點(diǎn)、線、面、邊界等驅(qū)動(dòng)，法向、插補(bǔ)、相對(duì)等刀軸實(shí)現(xiàn)了豐富的驅(qū)動(dòng)方式和刀軸控制；可變軸輪廓加工可以通過簡單選擇底部幾何體來自動(dòng)加工復(fù)雜側(cè)壁，識(shí)別葉輪幾何，自動(dòng)創(chuàng)建刀軌，便于便捷式的交互處理；不斷改變摘自：碩士論文答辯技巧。    z、A、B、C中任意5個(gè)坐標(biāo)的線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。五軸實(shí)際是指x、y、z三個(gè)移動(dòng)軸加任意兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。相對(duì)于常見的三軸（x、y、z三個(gè)自由度）加工而言，五軸加工是指加工幾何形狀比較復(fù)雜的零件時(shí)，需要加工刀具能夠在五個(gè)自由度上進(jìn)行定位和連接。摘自：畢業(yè)論文評(píng)語上一頁12#GetFullDomain刀具和毛坯表面的相

8、對(duì)角度，使刀具的接觸面積最大化，實(shí)現(xiàn)了曲率匹配這一新技術(shù)。3.3 CAM/CNC一體化CAM/CNC的有機(jī)集成，通過刀軌計(jì)算精度控制、優(yōu)化后置處理、真實(shí)的模擬仿真，讓CAM的輸出充分考慮機(jī)床控制系統(tǒng)的高級(jí)功能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的最大化，并消除了風(fēng)險(xiǎn)。4、五軸加工中虛擬機(jī)床的建立真實(shí)的數(shù)控機(jī)床包括了機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)兩部分。在VER ICUT 平臺(tái)上構(gòu)建虛擬數(shù)控機(jī)床也需要有兩部分內(nèi)容： 機(jī)床結(jié)構(gòu)模型的建立和機(jī)床控制系統(tǒng)的建立。4.1 虛擬機(jī)床結(jié)構(gòu)模型的建立根據(jù)ISO的規(guī)定，在描述數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用右手直角坐標(biāo)系。其中平行于主軸的坐標(biāo)軸定義為z軸，繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為A、B、C。各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)可由工作臺(tái)，也可以由刀具的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，但方向均以刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)方向來定義。通常五軸聯(lián)動(dòng)是指x、y、z、A