虚拟数控车床切削仿真研究
面向虚拟制造的数控加工仿真技术研究
面向虚拟制造的数控加工仿真技术研究一、本文概述随着信息技术的飞速发展和制造业的数字化转型，虚拟制造技术作为一种前沿的制造模式，正在逐渐改变传统的生产方式。
数控加工仿真技术作为虚拟制造技术的核心组成部分，其在产品设计、工艺规划、生产流程优化等方面具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨面向虚拟制造的数控加工仿真技术的研究现状与发展趋势，分析其在提高制造效率、降低生产成本、保证产品质量等方面的重要作用，并展望未来的研究方向和应用前景。
本文将首先介绍虚拟制造技术和数控加工仿真技术的基本概念、原理和特点，阐述其在制造业中的应用价值和意义。
然后，重点分析当前数控加工仿真技术的研究热点和难点问题，包括仿真模型的建立、仿真精度的提高、仿真效率的优化等方面。
接着，探讨数控加工仿真技术在产品设计、工艺规划、生产流程优化等具体应用场景中的实践应用，分析其在实际生产中的效果和影响。
展望数控加工仿真技术的未来发展趋势，提出相应的研究建议和发展方向，以期为推动虚拟制造技术的发展提供有益的参考和借鉴。
二、数控加工仿真技术基础数控加工仿真技术是以计算机图形学、虚拟现实技术、数控编程技术和机械加工技术为基础，通过软件模拟数控机床的实际加工过程，对数控编程进行验证和优化的一种技术手段。
数控加工仿真技术能够模拟机床的运动、切削过程、材料去除以及工件的最终形状等，为数控编程人员提供一个直观、高效的验证环境。
计算机图形学：计算机图形学是数控加工仿真的重要基础，它负责将机床、工件、刀具等三维模型进行渲染和显示，以及模拟切削过程中材料的去除和工件的形状变化。
通过高精度的图形渲染，可以为用户提供逼真的虚拟加工场景。
虚拟现实技术：虚拟现实技术使得用户能够沉浸于数控加工的仿真环境中，通过头戴式显示器、手柄等交互设备，用户可以模拟真实的机床操作，包括工件的装夹、刀具的选择和更换、加工参数的调整等。
虚拟现实技术增强了用户与仿真环境的交互性，提高了仿真的沉浸感和真实性。
虚拟数控加工仿真及其误差分析研究论文
虚拟数控加工仿真及其误差分析研究 摘要虚拟制造在加工过程中的重要应用之一就是数控机床加工仿真。
数控加工仿真分为几何仿真和物理仿真两类。
前者主要研究现实世界物体如何以实体的形式在计算机中表现。
其实体属性有几何、材质、光照等，其作用主要有碰撞检验、数控加工程序和加工轨迹检验。
后者主要研究加工过程中，由于切削力、切削热、机床运动误差、加工系统颤振以及负载变化引起加工结果变化的预测问题。
这是虚拟制造最具魅力的地方。
随着金属切削加工不断向高精度、高效率、自动化方向发展，因此对数控加工的物理仿真要求就变得日益迫切。
在此背景下，本文提出了虚拟数控加工仿真及误差分析，即在虚拟状态下通过对数控切削加工的物理过程进行建模、仿真、分析，有效的指导于实际的制造业。
首先本文探讨了国内外虚拟制造技术的研究现状，并在此基础上提出了虚拟数控加工仿真系统的构建，阐述了虚拟数控加工误差分析的理论基础，并通过典型的数控铣削虚拟仿真加工系统VERICUT，针对典型播放器凸模零件全面阐述了机床、刀具、夹具建模过程，同时利用PRO/E完成了零件的造型、走刀路径模拟及自动编程，最终实现了虚拟数控加工仿真，在此基础上充分利用VERICUT对零件的残留高度、精度误差等进行了全面的分析，为典型零件合理的数控加工工艺规划提供了有效的参考。
关键词：数控加工仿真，加工误差分析，刀具路径优化Research on hypothesized numerical control processingsimulation and error analysisAbstractOne of the important applications on hypothesized manufacture in processing process's is the numerically-controlled machine tool processing simulation. The numerical control processing simulation have two kinds which are the geometry simulation and the physical simulation . How does the former mainly study the real world object to display by the entity form in the computer. Its entity attribute has geometry,material quality, illumination and so on, its function mainly has the collision to examine, the numerical control processing program and the processing path examination. The latter mainly studies in the processing process, because the cutting force, the cutting heat, the engine bed kinematic error, the processing system flutter as well as the variation of load cause the processing result change forecast question. This is the hypothesized manufacture most charming place. Along with the metal removal processing to the high accuracy, the high efficiency, the automated direction develops unceasingly, therefore becomes to the numerical control processing's physical simulation request day by day urgent. Under this background, this article proposed the hypothesized numerical control processing simulation and the error analysis, namely through carrying on the modelling, the simulation, the analysis under the virtual state to the n umerical control machining's physical process which are effective instruction in actual manufacturing industry.Firstly, this article has discussed its present situationthe of domestic and foreign hypothesized technique on manufacture research and that based on this and proposed the hypothesized numerical control processing simulation system's construction, elaborated the hypothesized numerical control processing error analysis's rationale, and through model numerical control milling hypothesized simulation processing system VERICUT, elaborated comprehensively in view of the typical player plunger components the engine bed, the cutting tool, the jig modelling process, simultaneously completed the components modelling using PRO/E to feed the way simulation an d the automatic programming. Finally,it has realized the hypothesized numerical control processingsimulation ,which was based on this remained using VERICUT to the components, the curacy error and so on to carry on the comprehensive analysis highly fully,which has provided the effective reference for the typical components reasonable numerical control processing craft plan.Keywords：numerical control processing simulation，processing error analysis, optimization of cutting tool way,插图清单 图２－１数控加工虚拟加工误差分析系统的总体结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７ 图２－２加工误差分析系统模型建立步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８ 图２－３数控加工仿真系统的基本工作流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９ 图２－４三角片离散化结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２０ 图２－５数控机床的几何模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２２ 图２－６机床机构简图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２３ 图３－１数控加工中误差的来源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２７ 图３－２数控机床坐标系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３０ 图３－３ 工艺系统坐标系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１ 图４－１ 播放器凸模零件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３６ 图４－２ 机床／切削模型视图及组件树．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３７ 图４－３ 设置各工作组件尺寸及位置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３８ 图４－４ 机床结构模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３９ 图４－５三轴铣床初始化设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３９ 图４－６ 数控机床模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４０ 图４－７ 刀具切削刃部分参数的设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４１ 图４－８ 与刀具柄部相连接的刀夹部门参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４１ 图４－９ 与主轴孔相适应的刀具柄部参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４２ 图４－１０ 刀具库文件窗口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４２ 图４－１１ 保存刀具库文件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４３ 图４－１２ 播放器凸模加工刀具库．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４３ 图４－１３ 数控程序对话框．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４４ 图４－１４ 选择机床库数控系统对话框．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４４ 图４－１５ 创建工件坐标系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４５ 图４－１６ 【设定】选项参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４５ 图４－１７ 【表】选项卡及参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４６ 图４－１８ ￠１２圆鼻铣刀粗加工轮廓走刀路径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４６ 图４－１９ ￠６圆鼻铣刀精加工轮廓走刀路径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４７ 图４－２０ 播放器凸模仿真加工结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４７ 图４－２１ 播放器凸模曲面贝高的测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４８ 图４－２２ ￠１０球头铣刀粗加工表面残留走刀路径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４９ 图４－２３ ￠６圆鼻铣刀精加工拐角走刀路径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５１ 图４－２４ 【数控程序】及【换刀名单】对话框．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５４ 图４－２５刀具参数优化对话框．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５４ 图４－２６ 【优化控制】对话框参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５５ 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
虚拟数控车削加工系统探讨
虚拟数控车削加工系统探讨虚拟数控车削加工系统是一种通过计算机软件模拟现实车削加工的方法。
它可以在计算机中对复杂的加工路径进行分析和优化，从而实现高效的加工，并且可以减少因为误差和缺陷造成的损失。
当前，虚拟数控车削加工系统是先进的制造业技术之一。
它可通过模拟机床和模拟工件进行加工模拟，以实现加工道具的计算、切割轨迹优化等，并可以通过三维CAD电路图来实现图形式的操作界面。
虚拟数控车削加工系统优势包括：1. 减少设备停机时间。
传统的加工方式需要中途换刀和对加工道具进行调整，而虚拟加工可以在计算机中进行预先模拟和优化，从而可以在实际加工操作中减少停机时间。
2. 提高加工精度。
虚拟加工可以去除机床等加工设备的误差，从而提高加工精度。
3. 实现快速生产。
虚拟加工可以进行高效的准确计算并实现快速加工，如比较复杂的三维加工，可以借助虚拟加工进行快速生产。
4. 节约成本。
虚拟加工减少了机床等加工设备的运行成本和人工成本，并且不需要生产原材料和成品加工过程中的废品，从而实现产品的低成本生产。
5. 提高产能。
虚拟加工可以在计算机中模拟代工零件加工过程，因此可以提高设备处理能力，实现生产效率和产能的提高。
虚拟数控车削加工系统在使用过程中也有许多值得注意的问题。
例如，技术依赖性高，需要进行技术培训才能掌握；很多情况下需要在计算机上进行模拟加工，在物理过程中尚不能代表现实情况；因此，人员在模拟加工时应谨慎操作，以避免出现质量问题等。
在虚拟数控车削加工系统的应用中，合理安排生产辅助系统可以有效提高虚拟制造的实效和生产效率。
例如，可以配合机床自动换刀的机制，实现可靠的工艺自动化；同时，也可以利用虚拟加工与机器人控制系统相结合，实现加工成品的自动选择、装载与卸载，从而实现自动化生产。
总之，虚拟数控车削加工系统是一种快速生产、提高精度、降低成本和提高产能的先进技术，但也需要在使用和实践中掌握技术点，根据需求合理安排生产和辅助系统才能发挥出其最大作用。
数控车床操作加工仿真实验分析
数控车床操作加工仿真实验分析随着科技的进步和工业化的发展，数控设备已经逐渐取代了传统的机械设备。
数控设备在加工过程中具有高效、精度高、可靠性好的特点，已经成为现代工业生产中必不可少的设备之一。
其中，数控车床是一种常用的数控设备。
数控车床操作加工仿真实验是一种对数控车床的操作和工艺进行模拟的实验方法，可以有效地提高操作人员的技能水平和工艺掌握能力。
数控车床的基本结构包括床身、主轴和刀架等部分。
在加工过程中，需要通过操作数控系统来控制车床进行运动和加工。
数控系统是数控设备的核心部件，通过程序控制车床的运动和加工，实现对工件的加工任务。
数控车床操作加工仿真实验是指通过计算机软件模拟实验车床的动作和操作，使操作人员可以在虚拟的环境中进行实际操作、练习和调节，以达到掌握工艺和技能的目的。
数控车床操作加工仿真实验可以通过三维虚拟现实技术实现，操作人员可以在虚拟环境中进行实操，了解数控车床的运动和加工原理，同时可以模拟实际工作环境中的各种情况，提高操作人员的应对能力和灵活性。
在数控车床操作加工仿真实验中，需要对加工过程进行分析。
一般来说，加工过程中需要对工件的尺寸、形状和表面质量等方面进行检测和评估。
此外，还需要对加工过程中的切削力、刀具磨损等情况进行分析，以保证加工的效率和质量。
通过对加工过程的分析，可以对数控车床的加工工艺和操作方法进行改进和完善。
数控车床操作加工仿真实验的重要性不言而喻。
首先，它可以在不影响实际生产的情况下进行模拟，降低加工成本和时间。
其次，它可以提高操作人员的技能水平和工艺掌握能力，减少操作失误和事故的发生。
最后，它可以促进数控车床的改进和发展，提高工业生产效率和质量。
总之，数控车床操作加工仿真实验是一种非常重要的工业生产实践方法。
通过对数控车床的操作和工艺进行模拟，可以提高操作人员的技能水平和工艺掌握能力，同时也可以促进数控车床的改进和发展，提高工业生产效率和质量。
普通车削及外圆磨削虚拟仿真实验报告
普通车削及外圆磨削虚拟仿真实验报告一、实验目的通过虚拟仿真实验，掌握普通车削和外圆磨削的过程和参数，并分析不同参数对加工质量的影响，从而为实际生产提供参考。
二、实验内容1.普通车削的虚拟仿真：设置切削速度、进给量、后退量等参数，观察车削过程中切削力、切削温度等参数的变化及加工表面的质量。
2.外圆磨削的虚拟仿真：设置磨削速度、磨削深度等参数，观察磨削过程中磨削力、切削温度等参数的变化及加工表面的质量。
三、实验步骤1.打开虚拟仿真软件，并选择普通车削实验项目。
2.设置切削速度为100m/min，进给量为0.2mm/r，后退量为0.1mm。
3.观察车削过程中切削力的变化情况，并记录数据。
4.观察车削过程中切削温度的变化情况，并记录数据。
5.观察车削后的加工表面质量，包括粗糙度和平坦度等指标。
6.切换至外圆磨削实验项目。
7.设置磨削速度为100m/min，磨削深度为0.1mm。
8.观察磨削过程中磨削力的变化情况，并记录数据。
9.观察磨削过程中切削温度的变化情况，并记录数据。
10.观察磨削后的加工表面质量，包括粗糙度和平坦度等指标。
四、实验结果与数据分析普通车削实验中，随着切削速度的增加，切削力逐渐增大，切削温度也逐渐升高。
而进给量和后退量对切削力和切削温度的影响较小。
加工表面质量方面，随着切削速度的增加，粗糙度逐渐增大，平坦度有所降低。
外圆磨削实验中，随着磨削速度的增加，磨削力逐渐增大，切削温度也逐渐升高。
而磨削深度对磨削力和切削温度的影响较小。
加工表面质量方面，随着磨削深度的增加，粗糙度逐渐减小，平坦度有所提高。
综合分析，普通车削和外圆磨削的切削速度对加工质量有着较大的影响。
切削速度过高会导致切削力和切削温度的增加，从而降低加工表面的质量；而过低的切削速度则会导致加工效率低下。
因此，在实际生产中需要根据具体工件和材料的情况，综合考虑各参数间的相互影响，选择合理的加工参数。
五、实验结论通过本次虚拟仿真实验，我们得到了普通车削和外圆磨削的加工过程和参数对加工质量的影响。
车齿虚拟切削仿真技术应用研究
车齿虚拟切削仿真技术应用研究摘要：车齿虚拟切削仿真技术是一种基于计算机模型的现代化加工技术，其应用范围广泛，包括汽车制造、钢铁冶炼、机械制造等领域。
本文主要从车齿虚拟切削仿真技术的优势、技术以及应用等方面进行探讨，旨在为车齿虚拟切削仿真技术的推广和应用提供参考。
关键词：车齿虚拟切削仿真技术；CAD建模；刀具路径规划；随着现代工业的迅猛发展，车齿虚拟切削仿真技术成为了机械加工领域中不可或缺的一部分。
该技术利用计算机模型对切削过程进行模拟，可预测加工精度，优化加工过程，提高加工效率。
本文将对车齿虚拟切削仿真技术的优势、技术以及应用等方面进行研究和探讨。
一、车齿虚拟切削仿真技术的优势车齿虚拟切削仿真技术是一种基于计算机数值模拟的虚拟制造方法，可模拟车削、铣削等加工过程，对加工参数和工件精度的影响进行预测和优化，从而提高产品质量和工艺效率。
其优势包括以下三个方面：（一）精度预测车齿虚拟切削仿真技术可模拟车刀对工件的加工过程，通过预测切削过程中的变形、残余应力和热影响等因素，准确地反映切削过程中工件的变化规律和加工效果，预测车削精度和表面质量。
与传统试加工相比，虚拟仿真技术的精度更高，可以准确预测加工误差，并指导制造过程的优化，提高产品的加工精度和质量[1]。
（二）过程优化车齿虚拟切削仿真技术可模拟不同切削条件下的工件变形、削屑形态和表面质量等影响因素，实现对加工参数的优化，使得加工过程更加高效、精确和稳定。
例如，通过在仿真中对不同切削速度、切削深度和切削力进行调整，可以最大限度地提高切削效率和表面质量，同时避免过量切削和工具磨损等不良影响。
（三）效率提升车齿虚拟切削仿真技术避免了试加工降低生产效率的不必要浪费，同时还可以减少试刀次数，缩短加工周期。
此外，仿真技术还可以通过对加工过程中的数据监测和优化，实现工件量产过程的自动化控制，从而提高企业的生产效率和经济效益[2]。
二、车齿虚拟切削仿真技术（一）车刀路径规划技术车刀路径规划是车齿虚拟切削仿真技术的重要组成部分。
切削加工过程的仿真方法研究与实现
切削加工过程的仿真方法研究与实现切削加工过程是制造行业中非常重要的一部分，它可以使用许多不同的切削工具和切削方法实现产品的制造，但是，切削加工的过程十分复杂，如何保证产品的质量和精度是制造行业面临的一个重大挑战。
为了解决这个问题，人们发展出了仿真切削加工过程的技术，从而获取更准确的加工参数和精度。
以往，对于切削加工过程的仿真都是采用数学模型的方法，例如切削力学的模型，磨削模型和热磨削模型等等。
这些模型往往是简单的，包括固定参数的方程，但是它也不能完全准确预测实际加工过程中发生的情况。
为此，最近几十年来，仿真切削加工过程的方法已经发展迅速，研究者利用复杂的数字技术来模拟实际加工过程。
本文将着重介绍仿真切削加工过程的方法研究及其实现。
首先，本文介绍仿真切削加工过程的目的，即精确预测切削过程中的参数和精度。
为了实现这一目的，必须采用复杂的数字技术来模拟加工过程中发生的一切。
具体而言，研究者采用计算机辅助设计（CAD）和数字辅助设计（CAM）技术来模拟机床切削过程中发生的一切，比如切削力、温度和振动等。
另外，采用有限元分析技术（FEA）可以准确地计算切削过程中的动力学性能和热传递性能，用来精确预测加工结果。
此外，在切削加工仿真系统中，还可以使用模拟软件来模拟切削工具的刃的运动状态。
使用模拟软件，可以准确地分析切削工具的偏转和漂移，以及刃的振动和腐蚀状况，可以提供更准确的参数和精度。
最后，介绍切削加工过程中使用的数字技术，包括数字控制系统、数控机床和虚拟机床。
数控机床是用于实现数字控制机床加工过程的硬件设备，它可以使用各种控制算法和参数来控制机床的加工过程。
虚拟机床是可以在计算机上仿真的机床，它可以用来模拟切削加工过程中的各种参数，以及改进机床的加工精度。
总之，本文介绍了仿真切削加工过程的方法研究和实现，以精确预测切削加工的参数和精度。
通过使用计算机辅助设计、有限元分析和模拟软件等数字技术，可以准确地模拟出加工过程中发生的一切，确保产品的质量和精度。
虚拟数控铣削物理仿真关键技术研究的开题报告
虚拟数控铣削物理仿真关键技术研究的开题报告一、选题背景及意义近年来，随着制造业的快速发展，数字化、智能化已经成为制造企业普遍关注的问题。
虚拟数控技术是数字化、智能化的重要组成部分，是一种基于计算机技术和相关仿真技术的高效制造方法。
我们的项目旨在研究虚拟数控铣削物理仿真关键技术，为国内铣削行业提供技术支撑。
研究内容包括虚拟数控加工技术、铣削工艺的工艺参数和物理仿真技术等关键技术研究。
在进行虚拟数控加工仿真的过程中，将结合实际加工过程，多方面探究并解决虚拟制造过程中的各种技术问题。
本研究对于推动虚拟制造技术在制造业的发展中起到了重要的促进作用，在促进高效制造、提升制造水平、推动行业发展等方面具有广泛的应用前景。
二、研究内容及方法1.研究内容（1）虚拟数控加工技术基于虚拟制造平台，研究铣削加工的数控技术，实现虚拟制造的三维可视化。
针对数控加工过程中的各种难题和技术瓶颈，进行梳理、整理和分析，通过制定详细的数控加工方案和加工策略，提高加工效率和加工质量。
（2）铣削工艺的工艺参数研究在铣削加工的过程中，选取合适的工艺参数是至关重要的。
本研究将研究铣削工艺中的各个关键因素及其相互作用，并提出合理的加工参数选择方法，从而实现铣削加工的优化。
（3）铣削物理仿真技术研究在虚拟制造的过程中，物理仿真技术是非常重要的. 本研究将针对铣削加工的物理过程，采用多种数学建模技术和计算机仿真技术，精确重现铣削加工的物理现象。
结合实际加工情况进行模拟分析，优化模拟结果并不断改进模型。
2.研究方法本项目将采用实验方法、数学建模与仿真等多种研究方法。
具体研究方法如下：（1）实验法。
利用虚拟加工仿真平台进行虚拟加工实验，收集实验数据，研究铣削加工的物理特性。
（2）数学建模与仿真。
基于物理原理，建立数学模型，并通过计算机仿真来模拟实际加工过程，优化预测数学模型。
（3）相关数据挖掘技术。
利用大数据技术和机器学习技术，挖掘和识别各种加工参数和机床状态等相关的关键数据，以帮助预测实时加工状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
方向位移 ， 刀具 方 向位移 Ｚ 辅助指令 ｍ。在这些参数之中 ， ，
会产生错误 ， 这样不仅导致加工 出来 的产品为废 品 ， 也可能导致 除刀具进给速度用于工程分析外 ， 其余都 被用 于切削仿真 ； 主轴 刀具与机床工作 台 、 与夹具等之间 的于涉碰撞 ， 刀具 这是十分危 转速 Ｓ 决定虚拟车床主轴旋转 的方 ｉ ｔａｎ
中 图分 类号 ：ＨＩ ，Ｇ １． 文献 标识 码 ： Ｔ ６Ｔ ５９１ Ａ
数控加工由于生产效率高 、 加工精度高 、 于加工 曲面等显 １ 刀具运动仿真 便 ． １ 著特点在机械加工领域 日益得到广泛的应用。但是 ， 在加工过程 中使用 的 Ｎ Ｃ程序代码 ， 主要依靠技术人员编写 ， 这不可避免的
【 摘
要】 针对数控车床加工切削仿真 系统的开发， 将几何仿真和物理仿真相结合， 了刀具运动 实现
仿真、 工件几何体形变仿真以及刀具温度分析、 应力应变分析和工件受力变形分析的仿真 ， 仿真结果显示
出了仿真算法效 率高、 仿真结果合理 、 效果逼 真 ， 于对数控代码 的验证和对操作者培训。 适合 关 键词 ： 削仿真 ； 仿真 ； 理仿真 ； 切 几何 物 温度场 ； 力 ； 应 应变
包括几何仿真和物理仿真。
ｍ指令启动或停止相应的切削仿真线程。
在切削仿真线程的每一个时间点上 ， 首先执行的机床运动仿
真： 根据缓冲区中主轴转速将机床主轴转过一个角度 ； 根据 位 移 位移的数值让中托板和刀具一刀架移动到相应的位置。
１ ． ２工件几何体形变仿真
如图２ 所示 ， 工件形变仿真。其思路是将圆柱形 的工件沿轴
【 ｂｔａｔ Ｂ ｓ ｏ ｅ ｅｅ ｐ ｅｔ ｓ ｕ ｉ 厂 ｉｕｌ Ｃｌｈ ａｈ ｉ ｐｏｅｓ ｎ ｅ ｎ Ａ ｓ ｃ】 ａｅ ｎ ｈ ｖｌ ｍ ｎ ｒ ｔ ｄ ｏ ｉ ｌ ｏ Ｑ ｖ ｔ ｔ ｍ ｃ ｉ ｎ ｒ ｓ ａｄｔ — ｍ ￣ ｎ ｒａＮ ａ ｅ ｎｇ ｃ ｈｉ
ｓａｅｃａｇ ｏｌ ｂ ａｚｄ ｈ’ ａ ｌａｌ ｖｒ ｃ ｉ ｆｒ Ｃｃｄ ａｄｓｉ ｌ ｔ ｎ ｆｒ ｐ ｒ ｏ ｈ ｈｎｅ ｕ ｅｒ ｌｅ． Ｓ ｐｉ ｂｅ ｅｉ ａｏ ｏ Ｎ ｏｅ ｕａ ｅ ｒ ｇ ｏ ｏｅ ｒ ｐ ｃ ｄ ｅｉ ｃ ｆｔ ｎ ｐ ｎ ｔ ａ ｂ ｉ ａ ｓ ｔ
ｗ ｒ ｐ ｅ ｅ ｇ ｏ ｔ ｈ ｐ ｈ ｇ ， ｏ ｍｅ ａｕ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ，ｔ ｓ ｏ ｋ ｉ ｃ ｅ ｍｅ ｒ ｓ ａ ｅ ｃ ａ ｅ ｔ ｌ ｅ ｒ ｒ ｎ ｓ ｅ ｓｒ ｓ＆ ｓｒ ｉ ａｙ ｉ ａ ｄ ｗｏ ｋ ｅ ｅｐ ｅ ｓ ｒ ｙ ｎ ｏ ｔ ｔ ｌ ｅ ｔ ｎ ａ ｌ ｓｓｎ ｒｐｉｃ ｒｓ ｕ ｅ ａ ｎ
ｔ ｒ ｉ 厂 ｅｍ ｔｃｓ ｌ ｉ ｅ ａｏ Ｑ ｇｏ ｅｒ ｉ ａｏ ｇｔ ｎ ｉ ｍｕｔ ｎ＆ｐ ｙｉａｓ ｌ ｉ ， ｌｈ ｉ ｌｉｎ ｕｃｉｎ ｉｃｕｉｇｔ ｌ ｏｉｇ ｈｓ ｌ ｉ ａｏ ａ ｅｓ ａ ｏ ｆｎｔ ｓ ｎｌｄｎ ｏ ｖｎ ， ｃ ｍｕｔ ｎ ｌｔ ｍｕ ｔ ｏ ｏ ｍ
（ ｏａｉ ａ Ｔ ｃ ｎｃｌ ｏ ｅ ｅ ｆ ｈ ｎｈ ｉ ｎｖｒｉ ｎ ｉｅｒ ｇＳ ｉ ｃ ，ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ４ ７ Ｃ ｉａ Ｖ ｃｔ ｎ ｌ ｅ ｈ ｉ ｌ ｇ ａ ｇ ａ Ｕ ｉｅｓｙｏ Ｅ ｇｎｅｉ ｃｅ ｅＳ ａｇ ａ ２ ０ ３ ， ｈｎ ） ｏ ａＣ ｌ ｏＳ ｔ ｆ ｎ ｎ
险的。 而且在加工过程中 ， 也有可能产生误操作 ， 因此产生 了数控 起始位置沿工件 长度方向和半径方 向的位移值 ；辅助指令 ｍ则 加工过程仿真技术 ， 如图 １ 所示。从而可以避免误操作带来的损 包括启动切 削、 停止切削、 、 手动 对刀等等 。每次通过 网络通信模 失， 也可以检验 Ｎ Ｃ加工代码 的正确性 。虚拟加工过程仿真主要 块 收到控制面板端的信息后 ， 将其储 存到相应 的缓 冲区 ， 再根据
向分成若干小段 ， 在每个 时间段内只考虑刀具所可能切削的小段 尺寸变化 ，应用三维场景软件实时绘制相应的变化后的小段 ， 从
图 １数控车床切削仿真
机 械 设 计 与 制 造
ｌ８ ７ 文章编号 ：０ １ ３ ９ （ ０ ８ ｌ － １ ８ ０ １０ — ９ ７ ２０ ）１ ０ ７ — ２ Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｅ ｎ ｆ ｃｕｒ
第 １ 期 １
２０ 年 １ ０８ １月
虚 拟数控车床切削仿真研究 木
周 立波 李厚 佳
（ 上海工程技术大学 高职学院， 上海 ２ ０ ３ ） ０４ ７
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏｎ ｓｍｕａ ｉ ｆｖｒ ａ ｓ ａ ｃ ｉ ｌｔ ｏｎ ｏ ｉ ｕ Ｉ ｔ ＮＣ ｔ ｅ ｍａ ｈ ｎｎ ｒ ｃ ｓ ｉ ｈ ｃ ｉｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ａ
Ｚ Ｕ Ｌ－ ｏ Ｌ ｏ －ｉ ＨＯ ｉｂ ，Ｉ ｕ ｊ Ｈ ａ
ｄ ｅｏｔｅｅ ｃｅｔｉｕａｉ ｒｈ ｅｉ， ａｏａｌｓ ｌｉｎｒｓｌａｄｒａｉｉ ｅｅｔ ｕ ｆ ｉｎｓｍ ｌ ｏ ａｉ ｍ ｔ ｒｓ ｎ ｅ ｉ ａｏ ｕ ｎ ｌｓｃｆ ｃ ｔ ｈ ｆ ｉ ｔｎ ｔ ｃ ｅ ｂ ｍｕｔ ｅ ｔ ｅ ｔ ｆ ．
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃｕ ｔｎ ｉ ｌ ｔｏ Ｇｅ ｍｅ ｒｃ ｓ ｕ ａ ｉ ｎ； ｈ ｓｃ ｌ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ； ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ； ｔ ｅ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔｉ ｇ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ； ｏ ｔ ｉ ｉ ｌ ｔ ｍ ｏ Ｐ ｙ ｉ ａ ｍ ｌ ｔ ｓ ｏ Ｔ ｍ ｅ ａｕ ｅ Ｓ ｒ ｓ ；