【編者按】在數(shù)控刀路的編程之后，為了提前效驗(yàn)此程序是否能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地運(yùn)行在機(jī)床上，預(yù)先了解和避免刀具同機(jī)床及工夾量具的碰撞，一些刀路的仿真技術(shù)和相應(yīng)的軟件于嚼，也越來(lái)越多地被普遍使用中。這種仿真技術(shù)我們稱之為“幾何仿真”裤爆。

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　　近20年以來(lái)我國(guó)企業(yè)CAX技術(shù)不斷發(fā)展处监，其中計(jì)算機(jī)輔助加工（或稱計(jì)算機(jī)輔助編程）軟件越來(lái)越多地進(jìn)入了各個(gè)加工制造企業(yè)，用于代替手工編程痢士，直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)彪薛；對(duì)從最簡(jiǎn)單的兩軸半到5軸，甚至是更多軸的控制加工怠蹂，已經(jīng)逐漸不再成為一個(gè)技術(shù)難題善延。同時(shí)，在數(shù)控刀路的編程之后城侧，為了提前效驗(yàn)此程序是否能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地運(yùn)行在機(jī)床上易遣，預(yù)先了解和避免刀具同機(jī)床及工夾量具的碰撞，一些刀路的仿真技術(shù)和相應(yīng)的軟件嫌佑，也越來(lái)越多地被普遍使用中豆茫。這種仿真技術(shù)我們稱之為“幾何仿真”。
　　但是現(xiàn)在更多高端的諸如航空航天加工制造企業(yè)的編程工程師們屋摇，已經(jīng)不在局限于僅僅得到在電腦的屏幕上看到刀路運(yùn)行的軌跡揩魂，來(lái)防止任何有可能出現(xiàn)的干涉和碰撞跡象這一“表面”結(jié)果了幽邓。他們開始關(guān)注在一個(gè)零件尚未加工之前，從其加工過程中有可能發(fā)生的受力火脉、溫升和變形核必，從刀具有可能產(chǎn)生振動(dòng)甚至破損的現(xiàn)象，從機(jī)床的振動(dòng)可能對(duì)加工的影響等方面品糯，事先得出一些定性或者定量的分析結(jié)果荒鳖，來(lái)指導(dǎo)和調(diào)整加工的數(shù)控程序，以達(dá)到更好的加工表面質(zhì)量汤钻、更快的加工效率以及更小的零件變形垮撇。總而言之荡唾，希望用更強(qiáng)大的仿真技術(shù)手段，得到更優(yōu)質(zhì)的被加工零件蓝鹿，這種仿真技術(shù)被稱之為“物理仿真”矩允。
　　我們知道，機(jī)械零件的加工贰往，被加工材料從彈性變形到塑性變形的物理過程中赵椰，會(huì)釋放出熱量并產(chǎn)生作用力，這種物理上的變化是無(wú)法用肉眼觀察到伊厉，因此也無(wú)法判斷對(duì)被加工零件質(zhì)量產(chǎn)生什么影響姜钳。為了得到這些變化的數(shù)據(jù)，以往的一種方法是在機(jī)床上各個(gè)部位加裝各種傳感器形耗，用來(lái)測(cè)量出這些數(shù)值（如溫度哥桥、受力和振動(dòng)頻率等），進(jìn)而“人工”調(diào)整數(shù)控加工工藝和程序激涤，這是一種很好的方法拟糕，但是傳感器的安裝是非常精密的工作，稍有偏差將帶來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)上的不準(zhǔn)確性和一定的離散性倦踢。
　　那么如何利用非接觸式的方式以得到（或測(cè)量到）送滞，并且通過計(jì)算機(jī)分析的方法來(lái)得到數(shù)據(jù)以指導(dǎo)加工過程美國(guó)ThirdWaveSystem公司開發(fā)了一款A(yù)dvantEdgeProductionModule的軟件，可以很好解決這個(gè)問題辱挥。
　　AdvantEdgeProductionModule（以下簡(jiǎn)稱PM）將CAD/CAM犁嗅、加工動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)以及工件/刀具的物理材料特性集成在一起，在這個(gè)被稱之為“將改變游戲規(guī)則”的軟件中對(duì)數(shù)控加工程序的切削機(jī)理做分析晤碘，以達(dá)到最大化提升加工性能褂微、縮短加工周期、提高加工質(zhì)量的目的哼蛆。
　　客戶在使用這個(gè)解決方案時(shí)蕊梧，首先對(duì)機(jī)床進(jìn)行設(shè)置划搓，包括數(shù)控系統(tǒng)及代碼形式、是否是5軸加工配亮、坐標(biāo)系統(tǒng)验脐、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速率、主軸的功率和扭矩等增荐，然后輸入加工刀具织活，包括刀具類型、幾何尺寸贯森、刀損模型等參數(shù);最后定義或?qū)氡患庸ち慵谀牵慵某叽缁蛑苯幼x入STEP/STL模型、工件的材料等沛目。一旦定義結(jié)束搞吱，用戶就可以啟動(dòng)軟件的分析引擎，在短短幾秒鐘時(shí)間內(nèi)莲赐，屏幕上就會(huì)顯示出針對(duì)特定工件加工的分析數(shù)據(jù)硼县。這些數(shù)據(jù)是以文本或坐標(biāo)圖的形式提交的。在坐標(biāo)圖中访递，橫軸（X）是此段程序經(jīng)歷的時(shí)間晦嵌，而縱軸（Y）是選擇的不同結(jié)果的體現(xiàn)，例如受力拷姿、溫升惭载、功率、主軸或進(jìn)給速率等响巢。
　　橫軸為時(shí)間描滔，縱軸為切向力，程序運(yùn)行的時(shí)間為486.9s抵乓，刀具所承受的最大切向力為416.78N伴挚。同時(shí)還可以看到，刀具在整個(gè)加工過程中的受力是不均勻的灾炭，受力小時(shí)證明切削力不足茎芋，受力大時(shí)（尖峰值）有可能會(huì)造成刀頭的破損。為了減少刀具破損的可能性蜈出，要降低刀具的受力;同時(shí)為了提升加工效率田弥，又要加大刀具的受力，我們把刀具的受力范圍限定在某一個(gè)范圍净处，最大值為375N安仁，然后再用PM軟件運(yùn)行一次上面的分析，便得出優(yōu)化后的結(jié)果婉固。
　　國(guó)內(nèi)某著名航天企業(yè)在使用PM后吠童，通過比較優(yōu)化前后的程序（實(shí)際加工）常彰，加工時(shí)間縮短了20%~25%，加工粗糙度及變形量從優(yōu)化前的0.19mm到優(yōu)化后的0.10mm输奢，達(dá)到了原有的優(yōu)化要求盼涵。而另一家位于深圳的家電企業(yè)，在使用PM軟件優(yōu)化數(shù)控程序后屉韧，其加工時(shí)間減少了41.74%古告，并通過優(yōu)化減少了大量的空走刀。用戶得出的初步結(jié)論是：PM軟件“對(duì)大型開槽/腔體及外輪廓多層次銑削有較大改善谆藐，對(duì)加工軌跡/深度參數(shù)進(jìn)行調(diào)整圣界，以能達(dá)到節(jié)省時(shí)間、改善品質(zhì)的效果”监灌。

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