談述機床虛擬機床在五軸加工中的運用論文網(wǎng)

1、談述機床虛擬機床在五軸加工中的運用論文網(wǎng)    術(shù)，進行無約束設(shè)計，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)計過程中使用行業(yè)專門自動化技術(shù)加快設(shè)計進度，第四是設(shè)計開放，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，輕易處理復(fù)雜的工作需求，實現(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床的工作原理與應(yīng)用優(yōu)勢，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床，并在渦輪增壓器的加工中進行了應(yīng)用測試，取得了較好的加工效果。關(guān)鍵詞：虛擬機床 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)濟各部門所需求的多品種、多功能、高精度、高品質(zhì)、高度自動化的技術(shù)裝備的開發(fā)和制造，促進了先進制造技術(shù)的發(fā)展。目前代表機床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)，它是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等加工的唯一手段，對航空航天、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)動數(shù)控機床系統(tǒng)價格十分昂貴，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)成為機床制造業(yè)的一個熱點問題。本文從虛擬機床技術(shù)開發(fā)，探討其在五軸加工的應(yīng)

3、用，實現(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、虛擬機床應(yīng)用的優(yōu)勢數(shù)控加工最終的好壞取決于以下5個因數(shù)中的短板：數(shù)控機床、控制器、刀具、數(shù)控編程和CAM軟件。虛擬機床的應(yīng)用正好可以解決以上短板問題，采用虛擬機床存在以下優(yōu)點：2.1 真實性傳統(tǒng)CAM軟件驅(qū)動的標準模擬仿真是一種不完整的近似運動模擬，不能避免實際加工過程中的過切與撞刀。虛擬機床技術(shù)采用內(nèi)置CNC控制器驅(qū)動的加工模擬仿真是真實可靠的，可以把加工中的各種風(fēng)險（撞刀、過切等）降為零。2.2 先進性虛擬機床不僅可以仿真?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)動機床。目前，西門子公司的虛擬機

4、床對于不同CNC控制系統(tǒng)的特殊加工指令及FMS柔性制造系統(tǒng)可以進行仿真。2.3 互操作性虛擬機床不僅提供三維數(shù)字機床，而且包含虛擬控制面板，提供和車間環(huán)境一樣的虛擬實訓(xùn)環(huán)境。應(yīng)用虛擬機床，可以實現(xiàn)學(xué)生的大量仿真與真實機床沒有區(qū)別。這對于目前企業(yè)緊缺的中高端數(shù)控人才，是一個很好的培訓(xùn)解決方案，使復(fù)雜機床的編程及加工操作培訓(xùn)費用降低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)境對接。虛擬機床也可以按照不同的CNC控制系統(tǒng)和機床型號進行定制，以方便與機床硬件環(huán)境對接。2.5 異地共享目前對

5、于五軸聯(lián)動數(shù)控機床這樣的高端機床，由于數(shù)量少和技術(shù)要求高，導(dǎo)致普遍使用率偏低。虛擬機床技術(shù)可以打破真實機床共享使用的地域限制，平衡投資，而且未來升級方便。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：模具準備、刀具編制、仿真驗證、后置輸出、機床加工。五軸加工的過程是純計算機模擬的。3.1 加工模型準備NX把CAD、CAE和CAM全部集合在一個系統(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：運用強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)量與驗證：分析和驗證幾何條件檢驗表面缺

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，第一是混合建模、同步建模技術(shù)，進行無約束設(shè)計，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)計過程中使用行業(yè)專門自動化技術(shù)加快設(shè)計進度，第四是設(shè)計開放，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，輕易處理復(fù)雜的工作需求，實現(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、線、面、邊界等驅(qū)動，法向、插補、相對等刀軸實現(xiàn)了豐富的驅(qū)動方式和刀軸控制；可變軸輪廓加工可以通過簡單選擇底部幾何體來自動加工復(fù)雜側(cè)壁，識別葉輪幾何，自動創(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個坐標的線性插補運動，如圖1所示。五軸實際是指x、y、z三個移動軸加任意兩個旋轉(zhuǎn)軸。相對于常見的三軸（x、y、z三個自由度）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，需要加工刀具能夠在五個自由度上進行定位和連接。摘自：畢業(yè)論文評語上一頁12#GetFullDomain刀具和毛坯表面的相

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