看一看：虚拟制造在复杂曲面五轴联动加工中应用

本文介绍了虚拟制造技术的1些基本概念，侧重论述了在采取复杂曲面5轴联动数控技术进程中，如何利用VERICUT软件对复杂曲面5轴联动数控加工进行机床仿真的方法，以实现对程序的校验和优化，从而提高实际制造进程中程序编制的效率，降落制造本钱，缩短制造周期。该技术在现代制造业中具有广阔的利用前景。 1、引言复杂曲面的5轴联动数控加工技术是当今制造业中的高新技术，它是1个触及到计算机3维造型、CAM自动编程技术、丈量技术、制造工艺学、切削仿真技术等多学科交叉的综合技术，因此具有较高的技术难度。但由于5轴联动加工技术所具有的高精度、高效率、加工适应性强等特点，也使它能够更好地适应复杂曲面的数控加工。如今，5轴联动加工技术已在发电设备制造业、飞机制造业、轮船制造业中得到了广泛的利用。对复杂曲面的5轴联动数控编程来说，由于曲面复杂，且大多为不可展开的雕塑曲面，在编程时容易产生不容易发觉的过切等干涉现象。并且，在5轴联动数控机床的加工中，NC铣头的旋转或工件旋转很容易产生干涉和碰撞现象，造成工件、刀具乃至机床的破坏。因此，在实际加工中，即使很有经验的工程师也需要进行试切，对程序进行反复的调试，造成了人力、时间、能源和材料的浪费，且效率低下。虚拟制造系统VMS（VirtualManufacturing System)是实际制造系统在不消耗能源和资源的信息世界里的完全映照。虚拟制造是在上世纪80年代由美国率先提出的，是对真实产品制造的动态模拟，是1种在计算机上进行而不消耗物理资源的模拟制造软件技术拆除违章建筑的补偿主体。虚拟制造机床系统是现实制造机床系统在虚拟空间的映照，它是由虚拟的机床→刀具→夹具→工件所组成的虚拟系统，具有现实机床加工系统的全部功能、特点和行动，能够完成现实机床加工系统1样的虚拟生产任务。通过虚拟制造机床对复杂曲面的5轴联动数控加工进行仿真，能够真实地反应制造加工进程中的过切、碰撞等干涉现象，为程序的修改提供了数据；能够对加工程序进行反复调试，在不消耗材料、能源，不占用机床时间的情况下得到正确的数控加工程序。虚拟制造机床系统能够提供加工进程中的关键数据，如优化后的切削参数、总的加工时间等，通过它们可以评价加工策略的优劣并改进加工方案；能够进1步对加工程序进行优化，缩短切削加工进程中的空行程走刀时间和调解复杂曲面不同位置的加工进给率。2、虚拟制造机床系统针对复杂曲面5轴联动系统加工存在的问题，利用商业软件建立虚拟制造机床系统，需要进行以下的技术研究。1. 虚拟制造机床的构成虚拟制造机床要能够完全真实地反应现实机床，不论是在机床拓扑结构、外型尺寸，还是运动功能方面都同现实机床1致或类似。虚拟制造机床的建立主要包括机床几何结构、控制系统和刀具库的建立。虚拟机床要能够真实地反应现实机床，首先要求有1样的机床拓扑结构，其次机床各运动轴的几何尺寸要求同现实机床1致，特别是5轴联动机床有两个旋转轴的NC铣头和Z轴滑枕的尺寸更需要同现实机床完全1致，另外，机床各运动轴的运动极限及相对关系也要同现实机床1致。控制系统的建立目的是使虚拟控制系统具有同现实系统相同的功能，并且能够对机床功能，如G代码、M代码等功能代码进行定义，并实现对虚拟机床的控制功能征收土地不按要求补偿怎么办。建立机床刀具库主要是建立用于实际制造系统中相同尺寸规格的各种刀具，以真实模拟切削的进程。2. 机床仿真及校验在虚拟制造机床上添加工件毛坯、刀具和夹具，设置编程坐标系和机床坐标系的相对位置关系，加载加工程序后，就可以够实现对现实机床加工的仿真了。仿真能够真实地模拟出过切、碰撞等各种现象，并发出警报，标明产生该现象的位置。3. 程序优化程序优化首先需要针对不同的产品材料和刀具材料建立个性化的程序优化库，这个优化库需要通过做大量的切削实验来建立。在程序优化时根据不同的加工材料和刀具，选择优化库中的实例对程序进行优化。通过优化后，在复杂曲面不同的加工区域自动设置不同的切削进给率，来保持每齿切削量和金属去除率的恒定，从而提高加工效率。3、虚拟制造在复杂曲面加工中的利用实例水轮机叶片的加工属于大型复杂雕塑曲面的加工，其毛坯体积大，材料价格昂贵，采取虚拟制造技术对加工进程进行加工仿真农村拆迁不搬迁可以强拆吗，能够很好的规避各种制造中的风险，提高零件加工质量和加工效率。用虚拟制造技术对水轮机叶片进行机床仿真的流程如图1所示。图1 水轮机叶片加工仿真流程示意图我们利用VERICUT机床仿真软件，通过它在计算机上建立虚拟制造机床，就能够够实现对水轮机叶片加工进程的机床仿真、程序校验和程序优化。下面以某混流式水轮机叶片的机床仿真为例介绍利用VERICUT软件实现复杂曲面虚拟机床制造的方法资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章