數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)及應(yīng)用分析研究

洪濤

摘要：在制造業(yè)快速發(fā)展的過程中，數(shù)控機(jī)床越來(lái)越多，但在實(shí)際操作中，數(shù)控機(jī)床的操作技術(shù)難以控制，數(shù)控機(jī)床的成本也相對(duì)較高。因此，該設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用需要基于傳統(tǒng)模型的技術(shù)創(chuàng)新。仿真技術(shù)在數(shù)控機(jī)床加工中的應(yīng)用可以更有效地解決數(shù)控機(jī)床加工的技術(shù)局限性，使數(shù)控機(jī)床的加工水平和產(chǎn)品效益不斷提高。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床加工;仿真技術(shù);應(yīng)用

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，不同行業(yè)的發(fā)展得到了促進(jìn)，制造業(yè)中數(shù)控機(jī)床的數(shù)量也在增加。數(shù)控機(jī)床仿真技術(shù)應(yīng)用，對(duì)于改善加工過程、提升工件加工精度具有良好的效果，得到了廣泛應(yīng)用。因此，研究仿真技術(shù)在數(shù)控機(jī)床加工中的應(yīng)用，能夠更好地為數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)研究和發(fā)展提供一些思路。

1數(shù)控機(jī)床加工中的仿真技術(shù)應(yīng)用特征

1.1分布性

在數(shù)控機(jī)床加工中，仿真技術(shù)的分布特征比較顯著。這主要是因?yàn)榉抡婕夹g(shù)和機(jī)床制造之間緊密聯(lián)系，借助仿真技術(shù)應(yīng)用，可以通過虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖形構(gòu)建。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用和傳感器使用較多，可構(gòu)建交互式的分布狀態(tài)。

1.2集成性

就仿真技術(shù)本身而言，是一種集成技術(shù)，所以技術(shù)本身就具有集成性特點(diǎn)。仿真技術(shù)在產(chǎn)品的環(huán)境開發(fā)中應(yīng)用也較多，可以為產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)造良好的開發(fā)環(huán)境，促進(jìn)仿真類型更加多元化。

1.3廣泛性

在數(shù)控機(jī)床加工中，借助仿真技術(shù)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)在產(chǎn)品全壽命周期中的積極作用。使用仿真技術(shù)不會(huì)影響產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)和具體的加工過程，因此仿真技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍比較廣泛，在數(shù)控機(jī)床加工中可以保證理想的動(dòng)力學(xué)效果。

2數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1制造車間

數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用涉及許多不同的模塊內(nèi)容。設(shè)計(jì)人員可以為數(shù)控機(jī)床的加工過程提供所需的工具命令控制內(nèi)容，以便在實(shí)踐中可以將新設(shè)備添加到仿真環(huán)境中。而且大多數(shù)這些“數(shù)字”設(shè)備在圖形上都是可見的，因此對(duì)用戶界面進(jìn)行更改并在組裝中對(duì)其進(jìn)行測(cè)試可以使它們更強(qiáng)大。物理和化學(xué)模型通常包括圓錐體、圓柱體和長(zhǎng)方體。將線框模型、IGES模型和其他模型輸入到CAD系統(tǒng)后，將詳細(xì)描述機(jī)床主軸、夾具和工作臺(tái)的內(nèi)容。機(jī)床代碼生成器可以在轉(zhuǎn)換數(shù)控代碼后使程序更自動(dòng)地運(yùn)行。

2.2工具箱

仿真技術(shù)在數(shù)控機(jī)床加工中的應(yīng)用可以升級(jí)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，刀具直徑補(bǔ)償，測(cè)量長(zhǎng)度編程，加工坐標(biāo)系，宏指令，變量編程，子程序等功能，從而使數(shù)控系統(tǒng)的控制內(nèi)容機(jī)床加工更加完善。在理想的數(shù)控仿真狀態(tài)下，刀具開發(fā)工具箱可以滿足數(shù)控加工中的一些特殊加工和仿真要求。工具箱應(yīng)用程序可以提高復(fù)雜和特殊數(shù)控代碼的可控性和代碼解釋效率，從而為數(shù)控機(jī)床提供代碼輸入和編譯服務(wù)。

2.3幾何工具箱

其可以將不同的CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CGTech產(chǎn)品的STL文件或文件類型，以用于數(shù)控機(jī)床加工。幾何工具箱還具有修復(fù)模型文件并將表面模型進(jìn)一步更新為實(shí)體模型的能力。數(shù)控機(jī)床仿真技術(shù)的幾何工具箱可以將系統(tǒng)程序中有限或無(wú)用的模型轉(zhuǎn)換成可用的附件或零件，從而優(yōu)化了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。

3數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)

3.1數(shù)控程序方面

在應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的過程中，有必要確保正確的數(shù)控程序。這主要是因?yàn)樵跈C(jī)械零件的生產(chǎn)和加工中，易切削材料經(jīng)常被用作工件測(cè)試。在這個(gè)過程中，數(shù)控機(jī)床進(jìn)行了加工試驗(yàn)的加工程序。路徑顯示方法還用于數(shù)控機(jī)床仿真技術(shù)中，使用筆或指針代替切削工具，并使用硬紙板或有色板代替工件。該方法可以模擬數(shù)控加工中的刀具路徑，形成二維圖形，并以二維和半尺寸顯示刀具路徑。數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用，可以大大節(jié)省加工材料和加工成本，并有效控制生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期。人們使用數(shù)控機(jī)床加工模擬技術(shù)來(lái)模擬機(jī)械零件的前處理的計(jì)算方法，并在測(cè)試環(huán)節(jié)中演示圖形顯示，仿真計(jì)算和建模方法，從而有效地提高了圖形顯示的真實(shí)性。

3.2力學(xué)與幾何仿真

在數(shù)控機(jī)床加工過程中，將根據(jù)特定的制造要求對(duì)基本的測(cè)試生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行建模和調(diào)查。在數(shù)控切削過程中，可以使用模擬技術(shù)來(lái)模擬機(jī)械零件和幾何零件，這主要是因?yàn)樵趲缀文M中不需要考慮諸如切削力和切削參數(shù)之類的物理參數(shù)，從而確保了均勻甚至合理的幾何運(yùn)動(dòng)。在工具和路徑仿真中，以及程序系統(tǒng)的運(yùn)行精度。在數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐中，可以對(duì)數(shù)控加工的環(huán)境，狀態(tài)和基本過程進(jìn)行仿真和演示，以免因操作步驟不當(dāng)而造成附件，報(bào)廢零件損壞或工具破損。同時(shí)，在數(shù)控加工和零件制造中，可以進(jìn)一步縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間和產(chǎn)品制造時(shí)間，降低成本，提高生產(chǎn)效率。仿真技術(shù)用于仿真數(shù)控機(jī)床切削過程中的機(jī)械原理。根據(jù)動(dòng)態(tài)特性，預(yù)計(jì)切削參數(shù)，刀具振動(dòng)和破損將優(yōu)化整個(gè)切削過程。

3.3產(chǎn)品質(zhì)量方面

在數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和軌跡精度的研究對(duì)保證數(shù)控加工產(chǎn)品的質(zhì)量起著重要的作用。這是CL數(shù)據(jù)模擬技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)控程序仿真技術(shù)不僅可以為操作人員提供必要的技術(shù)培訓(xùn)，而且可以優(yōu)化碰撞檢測(cè)的程度。數(shù)控程序通過數(shù)控指令控制數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，該處理技術(shù)的應(yīng)用可以確保所有處理技術(shù)更接近實(shí)際。在加工數(shù)控機(jī)床時(shí)，充分考慮了加工環(huán)境的影響，并且這種增加也在一定程度上增加了產(chǎn)品加工的難度。由于數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)著重于刀具路徑的仿真，因此，如果零件在以下三個(gè)坐標(biāo)下進(jìn)行加工，則應(yīng)考慮數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用效率，優(yōu)化加工文件和產(chǎn)品質(zhì)量。為了全面有效地改善數(shù)控機(jī)床的加工仿真應(yīng)用技術(shù)的實(shí)用性。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控機(jī)床加工中，越來(lái)越多應(yīng)用到新技術(shù)、新設(shè)備。將仿真技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品加工，對(duì)于提升產(chǎn)品加工精度和效率具有顯著作用。要確保仿真技術(shù)在數(shù)控機(jī)床工件加工中發(fā)揮更大的效益，需要把握仿真技術(shù)的應(yīng)用流程，做好模型設(shè)計(jì)，進(jìn)行有效的試驗(yàn)評(píng)價(jià)，確定最佳的產(chǎn)品加工方案。

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