虚拟数控车削加工物理仿真技术研究.pdfVIP

机械设计与制造 第3期 166 Machinery Design Manufacture 2010年 3月 文章编号：1001—3997(2010)03—0166—02 虚拟数控车削加工物理仿真技术研究木 张少伍 韩 江 胡慧萍 (铜陵学院机械工程系，铜陵 244000)(合肥工业大学 机械与汽车工程学院，合肥 230009) StudyonthetechnologyofvirtualNCturningphysicalsimulation ZHANGShao—WU．HANJiang．HU Hui—ping (TonglingCollege，Tongling244000，China) (HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China) * ÷m，t ≯t # 灌 1I t # ■甜 pt t gt ■ 料 | ；t ； t※ t搿 -扦 t 一lm t ∥t掰 t ■ t ■ ÷ * t璐 |# I t ；{I } * ■÷ t# 彭 悖辑，■}m#lm * t 【摘 要】数控加工物理仿真是CAD／CAM领域的重要研究内容。文章面向数控车削，介绍了物理仿 真研究的现状和内容，提出了数控仿真系统的体系结构和建模方法，建立了切削力、振动等方面的数学模 型，并就物理仿真系统的发展进行了讨论。 关键词：虚拟制造 ；数控加工；物理仿真；仿真模型 A【bstract】NCsimulationisakeyresearchsubjectofCAC／AM．Itdescribesthesituationandthe contentofphysic simulationtothelathemachiningfirstly．Aframeworkandmodelbuildingmethodof thesimulationraeprovided．Andsomemodels，such傩 thecuttingforcemodel、vibrationmodeletc，rae provideddetailedly．FinallythetrendsoftheNCsimulationraediscussed． Keywords：Virtualmanufacture；NC machining；Physicalsimulation；Simulationmodel 中图分类号：TH16 文献标识码 ：A 1引言 几何参数、刀具形状、机床参数等各种因素的干扰，在建模时要综合 目前国r~J,l-对几何仿真方面的研究比较全面和深入，研究成 考鹰沱 ]的影响。虚找 车肖J力【阳 勿]里仿真体系 构，如图1所示。 果很多，如13本SONY公司研制的FREDAM系统，美国Debeb公 司推出了数控加工过程仿真软件VNC，清华和华中理工大学合作 研制的加工过程仿真器HMPS，南京航空航天大学研究的Super— man2000CAD／CAM等。国外还研制出几种有价值的仿真软件，出 现了UG、PrdE、MasterCAM等成熟的商业软件，而物理仿真由于切 削机理复杂、建模难度大、涉及因素多等客观原因，目前的研究都还 在不断的进行着。如wJ．Emdres建立了车削力的动态模型和工艺 系统的振动模型，Sara等开发的刀具与工件相对振动模型，Zhang 和Kapoor建立了考虑加工过程中随机振动影响的表面粗糙度模 图1物理仿真系统的体系结构 型，合肥工业大学刘光复等人提出了同时考虑工件系统和刀具系统 3物理仿真模型 的切削颤振模型，山东大学鞠培贵、宋孔杰等人建立了切削系统的 在传统的仿真加工中，物理仿真建模的方法主要有：实验法、 传递函数模型等等，但这些模型多是对切削加工过程中的某