伯特利数控 加工中心 钻攻中心

前言：

随着社会的发展，计算机技术也在不断的进步，从而使加工制造业等领域更加广泛普遍的运用了计算机仿真技术。而数控加工仿真技术则是由于零件的数控加工中引入了计算机仿真技术而形成的。数控加工仿真技术在检验数控加工程序是否可靠以及预测加工过程等方面取得了重要的进展，是一种非常有效率的辅助工具。

一、 物理仿真技术

物理建模是物理仿真技术的核心和应用基础，其建立的模型主要包括表面粗糙度模型、切削力模型、切削温度场模型、振动模型以及刀具磨损模型等。在加工的过程中,物理建模的传统方法有解析、数值、解析以及机械等。

物理模型非常好用并且简单，模型的基础是工程实践，比较的公式VT"=C,V代表的是切削速度，T代表的是刀具寿命,n代表工件材料刀具材料的指数，C代表工件材料刀具材料及其几何参数有关的常数。此物理模型将切削速度与刀具寿命联系在一起，刀具的寿命是依据切削的速度来预测的。

通过实验证明，此物理公式具有很强的实用性，而且在其余的模型中如切削深度、切削温度、切削力以及切削功率等也有所运用。但是如果加工要素发生了改变，公式模型中所需要的数据就需要从实验中来获取，然而实验所需要的成本却比较高，不能适应刀具和机床工件等关系的变化。模型的另一个短处是不能过去的加工不能给以后的学习提供经验，从而在此基础上产生了解析法模型。

理论预测模型是在剪切面和剪切区的基础上进行预测切削力的一种方法，物理学家提出了有关切削力的滑移线场理论。尽管当前有50多种剪切角的关系，但是在切削的时候会发生比较复杂多样的变化，导致物理模型在运用过程中不能将众多因素进行综合考虑，到目前为止，也没有适合我们进行研宄的理论预测物理模型。

数控仿真技术在动画图像运用方面多用于产品加工和验证方面，并且仿真效果很真实，最终能实现验证切实加工的目的。从而，图像数控编程中用来刀位验证的重要方式之一就是动态图形的仿真技术。

二、 几何仿真技术

随着几何建模技术的不断进步，几何仿真技术也得到了很大的进步与发展。当前的有直接实体造型法、离散矢量求交法、基于图像空间和曲面技术的方法。

(1) 直接实体造型法

人们在仿真数控切削中使用实体造型技术己经有20年的历史，在几何仿真的加工过程中使用直接布尔运算法，能够精确地将切削的几何信息表达出来。在使用直接实体造型法的时候主要有体素法和八叉树法进行切割。

(2) 离散矢量求交法

此方法是将要加工的实体根据一定的精确度将其转化为数据点，再将这些数据点根据曲面法来求交运算.，离散矢量法与像素没有联系，所以其仿真的实时性较好，能进行放大、旋转等，并且能够准确的测得误差。使用这种方法能够进行数据更新，这种方法是并且的方法之一。

•■二）以图像空间为基础的方法

以图像空间为基础的几何仿真技术是将图像空间的消隐法作为基础进行布尔运算。这个方法的有点是节省成本，有较好的实时性。但同时此方法也存在缺点，即当人们进行加工时，不能放大、旋转加工的结果，另外，由于毛坯的原始数据己经被转化为像素数据，并且被转化的像素点都是靠屏幕显示的，不能将误差准确的检验出来。

三、 图像可视化技术

上个世纪末，人们开始在NC切削加工的动画仿真技术中引进了 CG技术，并且取得了很好的研宄成果◊很多科学家将隐面消除法进行扩展,从而开发了一种新型的专用存储器，能够更好的将动画的仿真效果展现出来。在集合过程中是根据像素运行的，所以在计算定量程序时很难直接运用工件形状的模型。后来，人们又发明出了另一种仿真的方法，即NC加工仿真，这个方法是通过框素来显示的，并且在框素中的写像是利用工件形状以及NC刀具进行的，在运算的时候利用刀具的移动来完成显示仿真。通过使用这种方法能够免除使用数学公式进行解析推导的过程，但是此方法也有一定的缺点，就是框素存储量会制约对模型精确度的预测。

根据以上所述，动态仿真就是运用可视化技术以及动画来研究的加工过程。通过分析运动的数据，来生成运动的轨迹这是实现图像可视化技术的关键部分，这种模型可以运用于加工产品、刀位轨迹仿真以及仿真数据验证等过程上。

四、 数控加工仿真技术未来发展的趋势

随着制造业的发展，生产过程也逐渐变得高智能化以及高效率化，简单的几何仿真已经不能满足人们对高品质的追求。加工生产中的关键是对产品质量的准确预测以及对参数的准确的评价。所以，在加工之前要对切削的过程进行预测、仿真并且进行合理的分析。但是在加工过程中存在着多种不确定性因素，比如形式的多样性以及过程的复杂性。所以在以后的研宄过程中应注重以下几个方面：

1) 建立切削试验参数数据库。

2) 将实际加工机理与仿真机理融合到一起。

3) 将研宄内容的重点放在质量仿真模型的精确度上。

4) 在数控加工仿真过程中要注重对物理仿真和几何仿真的运用。

五、 总结

通过对数控加工仿真技术的综合研宄，明白了此技术是验证数控加工程序的强有力的工具，能检验其可靠性以及精确性，并且在以后的也有更好的发展方向。