NC铣削加工切削过程仿真
正交型车铣复合机床的构建及NC刀具路径的仿真模拟
正交型车铣复合机床的构建及NC刀具路径的仿真模拟作者：暂无来源：《智能制造》 2014年第1期台州技工学校王茜菊一、引言面对曲面加工的复杂性，多轴加工已经成为目前精密切削的趋势，为了实现复杂形状工件的加工，使工件在一部机床上就能完成多工序的加工，这样的机床称之为复合加工机床。
复合加工机床的特性为结合多部传统机床的加工工序于一部机床上，由素材到成品，所有的加工流程只需一部机床来进行切削加工，如此将有利于少量多样的加工方式，更可进而搭配双主轴双刀塔，使工件双边都可进行加工，减少工件的装卸及移动次数，达到缩短加工周期、提升产品优良率以及降低生产成本等优点。
二、基于VERICUT车铣复合机床仿真环境的构建1.在VERICUT定义车铣复合机床的结构若欲在VERICUT系统中建立如图1所示的结构，则先于VERICUT系统下建立一个新的模型树，而此模型树的初始结构如图2所示，图中的CNC Machine包含了控制器（Control）及机床（Machine）2个部分，其中机床底下包含了基座（Base）这个子结构，而后续所有增加的结构皆是建立在基座（Base）底下。
车铣复合机床的结构说明如图3所示，其中Z及C在Base上运动，所以在Base底下建立Z及C两个子结构，并且将结构分成Z及C两个部分来看。
◎Z部分：当Z运动时会带着X一起运动且X为工作平台，其中刀塔皆固定于工作平台上，所以在X底下建立Y，并将包含刀塔。
◎C部分：当C运动时会带着主轴一起运动，夹具是建立在C轴上，所以在C底下建立Spindle并在Spindle底下建立Tool。
当有了车铣复合机床的结构后，即可开始进行车铣复合机床与其他资料的整合。
2.导入机构模型的swp和ply资料将机构模型的资料导入车铣复合机床结构中，并在窗口中显示车铣复合机床的各个机构模型。
将外部资料与车铣复合机床的结构进行整合，所以使用的方式为将外部资料导入车铣复合机床的结构中（图4），运用加入模型档案（Model File）的方式来将机构模型资料导入至结构中。
基于VNUC仿真软件的数控铣削仿真加工实例分析
基于VNUC仿真软件的数控铣削仿真加工实例分析摘要：以VNUC仿真软件的数控铣削仿真加工为例，通过教学实践证明，VNUC仿真软件的应用不仅弥补了设备的不足，而且也是节约成本、安全有效的教学模式。
关键词：VNUC；数控铣削；仿真加工Abstract: In the simulation of NC milling simulation software VNUC as an example, through the teaching practice, the application of VNUC simulation software can not only make up the equipment deficiencies, but also save the cost, safety and effective teaching model.Key words: VNUC; NC milling; machining simulation数控铣床是一类很重要的数控机床，在数控机床中所占的比例最大，在航空航天、汽车制造、一般机械加工和模具制造业中应用非常广泛。
数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、外形轮廓铣削和立体轮廓铣削及五维复杂形面的铣削加工。
随着数控加工在机械制造业中的广泛应用，对数控技术人员的需求日益增加，数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。
数控加工仿真软件是结合机床厂家实际加工制造经验与院校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真软件，是通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或者二维图形的方式演示出来的软件。
用计算机仿真软件进行培训，安全可靠、费用低，因此，VNUC数控仿真软件在数控教学中发挥着重要的作用。
本文以VNUC仿真软件对数控铣削的仿真加工为例，通过一段时间的数控教学，发现数控仿真软件不仅弥补了数控设备不足而无法满足学生实际动手操作训练的缺陷，同时也是节约成本、安全有效的教学模式。
虚拟制造技术第九章NC加工过程仿真
虚拟加工仿真系统的结构
虚拟制造技术第九章NC加 工过程仿真
NC验证系统体系结构的数据流图
虚拟制造技术第九章NC加 工过程仿真
演示
• 有力反馈的虚拟加工 • 虚拟加工模拟
虚拟制造技术第九章NC加 工过程仿真
➢zbuffer 数据结构的像素光线表达法,受数据结构和像素物理特 性的影响,存在不足:①无法实现5 轴数控加工的验证;②不易实现 NC 验证过程的全方位观察;③检验精度局限于光线方向;④对验 证环境中的物体进行放大或缩小时,会产生令人误解的结果。
➢扩展zbuffer 的像素光线法,扩大了zbuffer 像素光线法应用范围, 实现了5 轴数控加工的仿真和验证,但仍无法克服②、③、④
四、碰撞与干涉检测 4种情况：
1 刀具非切削部位与物体的干涉 2 主轴不转时的干涉或切削 3 快速趋近时的切削 4 夹具可动零件在运动范围内与其他固定零件的干
涉
虚拟制造技术第九章NC加 工过程仿真
§2 NC加工过程几何建模与仿真
四、碰撞与干涉检测 碰撞与干涉检测的基本方法：
– 1 包容盒检测法 – 2 分层检测法 – 3 法矢检测法
虚拟制造技术第九章NC加 工过程仿真
2 分层检测法
基于空间分层索引模型的碰撞检测方法
将机床最大加工范围用形状为长方体的最小包容合包围, 包容盒坐标轴 方向与机床坐标轴方向一致， 然后用垂直于刀轴的平面(图中刀轴方向 与z 轴方向平行) , 按高度⊿h 依次划分, 其中1 到n 为各层的ID 号, 建立 机床最大加工范围的空间. ➢ 通过物体在模型空间中的位置, 判断可能发生碰撞的空间(该空间由 若干ID号标示) ，避免对各层的穷尽搜索, 加速碰撞检测 ➢ ⊿h足够小时, 可将各层当平面看待， 三维物体的碰撞可以转化到各 平面层内解决, 降低了碰撞检测的复杂程度。
一种典型零件的数控铣削仿真加工.
一种典型零件的数控铣削仿真加工论文关键词:机床数控铣削三维仿真虚拟现实论文摘要:介绍了一种典型零件的数控铣削仿真加工，采用CAXA软件生成NC代码，利用CAXA软件的CAM功能进行数控仿真，然后加载到VNUC仿真软件的计算机模拟机床里，模拟真实机床运动，最后通过数据线将G代码传输到实际机床，形成“虚拟＋现实”的仿真模式。
这种模式弥补了CAD／CAM软件数控仿真的种种不足，将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体，可使用户既掌握数控铣削加工的基本原理，又掌握数控系统操作的基本技能。
现代机械制造所需要的大量数控技术人才主要来自相关专业的大中专院校及培训机构。
为满足实践性教学培训的需求，需要建立专门的机加工实训基地投人大量的数控设备及场地，其成本非常高昂；并且学生在操作初学阶段，非常容易发生刀具与工件、夹具、机床的干涉和碰撞现象，既造成了易耗品的浪费，又使实训教师劳动强度加大，造成人力的浪费。
因此，某职业技术学院对数控初学阶段的学生首先安排在数控仿真室进行学习，然后再采用虚拟现实(Virtual Reality，vn)技术实行课堂、实习指导一体化化教学。
VR 技术主要利用计算机对机械制造的作业环境、过程进行完全可视化模拟，评价各个焦点对象(机床、待加工件、刀具等)的运动；然后通过数据线将G代码传输到实际机床，使传统的VR技术与现实场景结合起来，形成“虚拟+现实”的模式。
图1为“虚拟+现实”示意图。
作者仅从计算机虚拟动画技术来模拟实际的铣削加工。
1 典型零件结构和CAXA软件数控仿真加工1．1 典型零件结构120mm，宽度为100mm，厚度为20mm，除了需要加工上面的成型面外，还要加工两个深孔，采用的毛坯材料为45钢。
1．2 零件的数控模拟仿真数控机床通过零件程序对其加工过程进行控制零件程序的正确与否直接决定加工质量和效率的高低，而且不正确的加工程序还会导致生产事故。
零件程序的检验方法有几种。
方法之一是在正式加工前让机床空运行，空运行只能对机床运动是否正确即有无干涉碰撞作粗略的估计；而若用实物试切的方法，则可对加工过程是否正常及加工结果是否满足要求作出较准确的判断。
NC铣削加工计算机模拟仿真系统的开发的开题报告
NC铣削加工计算机模拟仿真系统的开发的开题报告一、项目背景随着科技的不断进步和制造技术的不断发展，NC（Numerical Control）铣削加工越来越广泛地应用于各个领域，如汽车制造、航空航天、模具制造等。
在NC铣削加工过程中，由于零件复杂度高、各种加工参数变化多样，因此传统的经验式计算已经无法满足要求，而采用计算机模拟仿真技术对NC铣削加工进行科学分析和优化对提高加工效率和质量至关重要。
本项目旨在开发一个NC铣削加工计算机模拟仿真系统，通过根据输入的零件CAD图纸和参数进行铣削加工仿真分析，以提高生产效率和保障产品质量。
二、研究内容和目标NC铣削加工计算机模拟仿真系统主要研究内容包括：1. 零件CAD数据的导入和处理：利用处理CAD数据的相关工具，将零件CAD数据导入系统中。
2. 仿真模型的建立：根据零件CAD数据，建立铣削加工的仿真模型，包括切削参数、工具路径、加工过程等。
3. 仿真结果的可视化展示：将仿真结果以图形化的方式展示出来，包括切削力、表面粗糙度、变形等。
4. 仿真分析：对仿真结果进行分析，为优化铣削加工提供科学依据。
本项目的目标是开发一个NC铣削加工计算机模拟仿真系统，能够实现精确的铣削加工仿真分析，并且友好的交互界面，使得用户能够轻松使用该系统进行铣削加工的仿真分析。
三、研究方法和技术路线本项目采用如下研究方法和技术路线：1. 确定仿真分析的参数和指标，并采用计算机数学建模方法，建立铣削加工的仿真模型。
2. 选择合适的计算机仿真软件，如Python等。
3. 实现仿真模型和仿真软件的集成。
4. 设计友好的用户界面，并且提供详细的操作指南。
四、预期成果本项目预期实现的成果包括：1. 一个能够实现NC铣削加工计算机模拟仿真的软件系统。
2. 能够实现对零件CAD数据的导入和处理，并根据输入的切削参数、工具路径等进行仿真分析。
3. 能够输出仿真结果，并且对结果进行可视化展示和分析，为优化铣削加工提供科学依据。
开题报告_数控铣削加工过程仿真
毕业设计(论文)开题报告学生姓名：李赢学号： 1015070124 专业：机械设计制造及其自动化设计(论文)题目：数控铣削加工过程仿真指导教师：张学军2014 年3月28 日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告二、国内外发展现状虚拟加工过程仿真系统是虚拟制造的底层关键技术，包括几何仿真系统和物理仿真系统两大部分。
几何仿真系统是将数控机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统当作一个刚性系统，不考虑系统的各种物理因素而建立的仿真系统，解决对加工过程直观的动态图形描述和精度检验。
目前在几何仿真系统方面的研究出现了Pro/E、UG、MasterCAM等商业软件。
Pro/E是美国PTC公司开发的，采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，其工业设计方案可直接读取内部的零件和装配文件。
提供刀具加工路径控制和工路径的创建，支持高速加工和多轴加工，并带有多种图形文件接口。
UG／CAM是将数控虚拟加工仿真模块连接起来，从车削到复杂曲面的铣削，为用户提供了一个方便实用的仿真环境．在刀具移动过程中，用户既可基于图形编辑刀具路径，对其进行扩展、缩短或修改，同时还可定制出自己的菜单和对话框。
基于VB的NC车削加工模拟仿真系统研究
(* ( 毛坯的切去
刀具每走一步，在当前位置把刀具所在区域用绘图区域的 背景颜色涂色。毛坯对称的区域也画一把刀具，但刀具的颜色 与背景颜色一样， 同步地用背景颜色涂色， 这样就好象毛坯在旋 转中对称地被切削成形。
" 结束语
本系统以 8@A=<;BCD 为平台， 采用 $@BE:F %:B@GH* I 为开发工 刀具管理、 干涉检验、 工件尺寸 具， 具有图形输入、 &’ 程序编辑、 检查及三维图形显示等功能。模拟仿真时屏幕上自动生成毛坯和 零件外形， 显示装夹方法。随着每步走刀， 刀具在屏幕上同步显示 刀位点坐标和切削用量，毛坯外形跟随刀具的移动而动态修改。 一旦发生干涉， 系统自动报警。本系统操作方便， 其开发方法简单 实用， 既可独立运行， 也可作为 &’ 自动编程系统的仿真模块。
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模拟所需信息的输入，包括图形信息输入，刀具信息输入，./ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 网络输入层节点， 经过网络的训练， 网络输出层各节点的输出值 两个测试件均采用硅橡胶模具制作， 最后制件的材料为反应 即 为 能 使 AO P AQ 集 成 制 造 系 统 产 生 标 准 输 出 的 最 佳 控 制 输 入。 以这个最佳控制输入作为将要输入加工系统的三维 /19 的 尺寸数据， 即可控制加工误差， 得到近乎理想的加工结果。 成型塑料。两个测试件制件制作好后， 在每个测试件制件上选取 十个对应尺寸测试并比较其误差。我们发现， 和第一个测试件相 比， 第二个测试件的精度有明显提高， 并且有稳定的趋势。
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基于UG NX6.0的整体叶轮数控加工仿真校验与后置处理
基于UG NX6.0的整体叶轮数控加工仿真校验与后置处理4.4.1 整体叶轮数控加工路径规划叶轮整体数控铣削加工是指轮廓与叶片在同一毛坯上铣削加工成形。
其加工过程大致包括以下几个主要工序：1.粗加工叶轮流道曲面；2.粗加工叶片曲面；3.叶片精加工；加工。
下面对其路径规划方法分别讨论。
1)创建整体叶轮数控加工父级组。
打开已经建构的整体叶轮三维CAD文件，进入UG加工界面，选择“mill_muti-axis(多轴铣削)”CAM加工配置模板，先后创建程序组、几何组、刀具组和方法组，为下面的加工仿真做准备，具体如下：a.创建程序组。
程序组是用于组织各加工操作和排列各操作在程序中的次序。
由于在单个叶片的多轴加工程序编制后，要使用旋转复制功能生成其余叶片的加工程序，因此这里先采用UG 缺省的程序组，待全部叶片加工程序完成后再统一修改、管理。
b.创建几何组。
在“导航器”中选择“几何视图”功能，进入几何视图工作界面，设置叶轮的圆柱圆心点为加工坐标系位置（双击MCS_MILL 在CSYS 状态下单击点对话框将捕捉类型设置为“圆弧中心/椭圆中心/球心”并将加工坐标系移至到圆心点），如图4.11所示；在铣削几何体中选择已经车削完成的回转体作为毛坯几何体，如图4.12所示c.创建刀具组根据前面已经确定的刀具类型和相关刀具参数，利用“创建刀具”功能，分别创建粗、精加工刀具，并且从内定库中检索刀具夹持器，创建刀具夹持器，本文中选取了库代号为“HLD001_00041”的刀具夹持器。
由于上一节中对刀具选择已作了比较详细的论述，这里不再重复，且此步的操作比较简单。
e.创建方法组由于叶片及流道曲面加工采用了表面积驱动方法，不便设置统一的加工余量、几何体的内外公差、切削步距和进行速度等参数，先选用内定的“METHOD ”加工方法，可根据需要再设置上述加工参数。
2)粗加工叶轮流道曲面通过可变轮廓铣程序控制驱动方法和刀具轴，根据叶轮流道曲面的加工要求创建多轴联动粗加工程序。