虚拟加工设备的建模和加工过程物理仿真

介绍了虚拟加工设备建模的常用软件，并对虚拟数控机床和刀具的建模进行了讨论。着重研究了虚拟加工过程物理仿真，利用有限元（FEM）法建立了切削力仿真模型，利用多体系统运动学理论建立了虚拟数控机床的运动模型。最后，提出虚拟加工物理仿真技术发展中存在的问题以及未来的研究方向。     

基于VERICUT的多轴联动数控加工仿真

采用多轴联动数控机床加工时,NC程序编写和检测难度较大。为了验证NC程序的正确性和保证加工质量,需构建虚拟加工仿真系统。利用VERICUT先进的数控加工仿真功能,以DMC60TR为原型,构建五轴数控虚拟加工仿真平台;针对机床建模仿真中的技术难点提出相应的解决方案,实现了加工过程的仿真。结果表明:通过数控仿真验证了NC程序的正确性,提高了加工效率,为多轴联动数控机床的建模仿真提供了指导。     

数控机床虚拟样机的虚拟加工实现

虚拟加工是对数控机床虚拟样机进行性能测试的内容之一。本文在UG IS＆V环境下建立了一台三轴数控铣床的仿真模型。在该模型的基础上分别对零件加工过程中的刀具路径和铣床运动进行仿真,在虚拟样机上实现了虚拟加工。通过虚拟加工分析,可对设计的机床进行性能预测和评价,进一步完善初步设计。     

数控加工过程建模和仿真的研究与应用

介绍了数控加工系统(数控机床)模型建立的理论,然后根据这种建模理论给出一个在数控加工仿真平台VERICUT上实现的适用于任何加工系统的通用建模方法和步骤,最后运用此方法对具体的数控加工过程进行建模、仿真和优化.     

数控机床仿真软件二次开发的新技术

复杂自由曲面的加工,数控机床运动部件之间容易发生干涉,为了满足工程实际需要,以五轴数控加工的仿真为核心研究内容,仿真过程中结合大型UG软件强大的几何造型功能,建立五坐标机床数控仿真模型,读取数控加工的G代码,经翻译并转换为机床运动部件之间的运动,对五轴联动数控机床加工复杂零件的加工过程进行了三维仿真,动态地显示机床、工件及刀具的运动,对各个运动部件之间进行干涉检查,并进行软件二次开发,读取数控G代码指令驱动机床各轴运动,对加工过程进行动态的仿真以验证数控程序的正确性,检测加工过程中的干涉和过切,避免机床和工件的损坏,大大地提高了生产效率,降低了生产成本.     

基于VERICUT的数控成形磨齿加工仿真

在数控机床研发阶段引入加工仿真可以检验机床的结构设计,验证数控加工程序,缩短开发周期.通过分析一种数控成形磨齿机床的结构和运动,基于齿轮啮合原理推导了砂轮与螺旋面之间的接触线方程,建立了计算砂轮廓形和机床运动参数的数学模型.基于VERICUT软件平台,建立了精确的砂轮修整和磨齿加工仿真模型,并设计了完整的加工仿真流程.在此基础上,针对一个渐开线斜齿轮,实现了砂轮修整和磨齿的加工仿真.结果表明这种数控成形磨齿机床能够满足功能要求,结构设计是合理的.比较了仿真结果与理论模型之间的误差,证明数控加工程序和加工仿真模型是正确的,并且精度都很高.     

Mikron HSM 400U的多轴加工仿真研究

以Mikron HSM 400U数控机床为原型,根据机床实际尺寸建立三维模型,建立多轴数控加工仿真平台。将VERICUT与特定机床型号的多轴机床相结合,真实再现机床的运动轨迹。提供了多轴加工仿真应用实例,验证了仿真加工与多轴数控加工的一致性。     

数控机床多轴联动铣削加工轨迹快速跟踪研究

数控机床多轴联动铣削加工运动学参数变化较大,导致加工轨迹跟踪误差与用时增加。提出新的数控机床多轴联动铣削加工轨迹快速跟踪方法。构建数控机床多轴联动铣削刀具和加工工件瞬时坐标系,实现二者之间的转换,根据坐标系转换结果建立数控机床多轴联动铣削加工运动学模型,结合运动学模型和强跟踪卡尔曼滤波轨迹跟踪方法实现铣削加工过程中运动轨迹的快速跟踪。实验结果表明：该方法可实现铣削刀刃上任意目标点的轨迹跟踪,轨迹跟踪误差低于0.1μm,跟踪平均用时低于1.2 ms,可快速实现高精度的铣削加工轨迹跟踪,为提升铣削加工质量提供保障。     

基于三轴联动的平面二次包络蜗轮数控加工及数控机床改造方案研究

针对平面二次包络环面蜗杆副制造困难的问题，提出研制三坐标数控机床、使用球头刀以三轴联动方法进行加工的方案。这个方案以通用滚齿机为平台进行改装，以多面体模型、截平面求交作为CAD／CAM计算方案进行数控加工。在AutoCAD VBA编程环境下对这一加工方案进行了仿真，仿真结果表明该方案是完全可行的。     

VERICUT数控加工仿真系统在辊压模制造中的应用

应用UG创建机床部件的三维模型,将模型导入VERICUT仿真软件并建立与实际机床完全一致的虚拟机床,使用虚拟机床对压辊进行仿真加工。研究结果表明,VERICUT对加工过程中发生的碰撞、过切等问题进行报警,并能对刀具的进给速度进行优化,提高了NC程序检验效率和工件的加工质量,缩短了加工时间,为辊压模制造提供参考。     

大型壳体零件的数控加工工艺分析及研究

合理地规划工艺可有效地提高加工质量和数控机床利用率。以某采煤机摇臂壳体C0N00301为例,通过分析摇臂壳体的结构特征及加工技术要求,确定了机床设备,设计了在KCR160加工中心上的定位装夹方案、数控加工工艺路线、加工刀具、切削参数以及不同加工特征的走刀路线等,并在VERICUT数控加工仿真系统中进行了虚拟加工仿真验证,证明设计的数控工艺能够满足零件的加工要求。     

三轴数控机床加工精度可靠性分析

机床作为机械制造业的基础,几何误差、热误差、装配误差等都会影响数控机床的加工精度,数控机床加工精度的高低直接决定产品的生产质量。为保证数控机床对产品的加工质量,需要对数控机床的加工误差数据处理,求得数控机床加工精度可靠性,而一次二阶矩法和蒙特卡罗法是常用的可靠性分析方法。以三轴数控机床为研究对象,针对给定的误差数据,运用一次二阶矩法和蒙特卡罗法分析出数控机床加工精度可靠性。此分析对提高数控机床加工精度及保证使用寿命具有重要指导意义和参考价值。     

基于UGNX/IS&V的数控加工仿真

在介绍CAD/CAM开发软件UGNXIS&V的基础上,构建了基于UGNX/IS&V的数控加工仿真系统。实现了对刀具路径及机床运动的精确仿真,真实反映和再现了实际加工过程,减少甚至取消了机床的试切,极大地提高了生产机床的使用效率并降低了企业成本。通过具体实例实现了对铣削加工过程的实时仿真,获得较好的真实感效果。     

虚拟制造中数控加工过程三维仿真技术的研究

以数控车床作为研究对象,探讨了加工过程仿真系统的理论方法及其关键技术,并以制造系统的仿真与建模理论为基础,结合计算机图形技术和仿真技术,开发了数控机床加工过程三维仿真系统。     

数控加工中发挥五轴设备优势的分析

分析五轴数控机床的特点和五轴加工中的各种误差,提出在使用五轴数控机床中应注重一些问题,以合理利用五轴设备,发挥其优势。     

Virtual process systems for part machining operations

This paper presents an overview of recent developments in simulating machining and grinding processes along the NC tool path in virtual environments. The evaluations of cutter–part-geometry intersection algorithms are reviewed, and are used to predict cutting forces, torque, power, and the possibility of having chatter and other machining process states along the tool path. The trajectory generation of CNC systems is included in predicting the effective feeds. The NC program is automatically optimized by respecting the physical limits of the machine tool and cutting operation. Samples of industrial turning, milling and grinding applications are presented. The paper concludes with the present and future challenges to achieving a more accurate and efficient virtual machining process simulation and optimization system.     

Machining accuracy improvement in five-axis flank milling of ruled surfaces

The aim of this study is to develop a new adjustment method for improving machining accuracy of tool path in five-axis flank milling of ruled surfaces. This method considers interpolation sampling time of the five-axis machine tools controller in NC tool path planning. The actual interpolation position and orientation between G01 commands are estimated with the first differential approximation of Taylor expansion. The tool swept volume is modeled using the envelope surface and compared with the design surface to determine the deviation, which corresponds to the machining error induced by the linear interpolation. We propose a feedrate adjustment rule that automatically controls the tool motion at feedrate-sensitive corners based on a bisection method, thus limiting the maximum machining errors and improving the machining accuracy. Experimental cuts are conducted on different ruled surfaces to verify the effectiveness of the proposed method. The result shows that it can enhance the machining quality in five-axis flank milling in both simulation and practical operation.     

基于复合测头的工件加工在机测量技术研究

研究一种用于数控加工机床的工件在机检测技术,用于对加工过程质量进行监测和控制,以缩短大型工件的加工制造周期,改变现有制造加工领域手工检测模式或离线抽检模式的现状。设计一种新的复合式在机测头并提出其测量系统实现方案。在机检测系统主要由数控机床、复合测头、无线信号收发器、控制计算机及其测量软件组成。数控机床作为测量运动驱动机构,其主轴带动复合测头对工件进行测量,并把测量结果通过无线信号收发器传输到控制计算机,通过模型反求和数据融合后处理,在机实时给出工件加工质量报告。通过在机修正工件加工路径,提高工件制造合格率和加工效率。     

数控板料折弯机加工精度分析与优化

折弯机的加工精度是最主要的性能指标之一,由于板料折弯机结构原理、机床自身制造精度、模具加工精度、被加工板材性能以及机床性能不稳定等方面的原因,加工工件不可避免存在角度误差、直线度误差与边长误差。板料加工误差的存在影响后续的装配、加大试修模以及成形后校形的工作量延长了产品的开发周期,制约了自动化折弯进一步推广和应用。以某PBB型数控板料折弯机为研究对象,运用应变电测技术与有限元仿真相结合的方法对该型折弯机进行了优化与改进,在此基础上试制出一台PBH型样机,研究结果对提高金属板材的折弯精度与可靠性,提高产品的竞争力与附加值有着重要的现实意义。