球头刀铣削过程物理仿真分析.pdf

球头刀铣削过程物理仿真的研究摘要本文密切结合先进制造技术发展的需要,以虚拟制造中的球头铣削为研究对象,运用微分儿何理论、会属切削理论和机床实验技术、计算机图形学以及计算机仿真技术等,对球头铣刀铣削力建模仿真、加工表面创成机理和三维表面形貌仿真方法进行了系统深入的研究,并取得如下成果:切削刃的局部坐标系及相关向量表达式。谙诚髁!⒎抡嫜芯糠矫妫诟銮蛲废车都负翁卣髅枋龇椒ǖ幕∩希岢一种球头刀的三维铣削力仿真模型及与之相应的铣削力系数识别算法。谇蛲废诚骷庸け砻娲闯衫砺垩芯亢图庸け砻嫘蚊卜抡娣矫妫岢鲆恢智蛲废车兜铣削加工表面创成模型,并对加工表面形貌进行了仿真研究。导出了***切削刃上任意切削点相对于工件实际运动的轨迹方程,并提出了一种基于工件网格划分的三维表面形貌仿真算法,给出了相应的三维表面形貌仿真图形,并用量化指标员患庸け砻谑笛檠芯糠矫妫ü邢魇匝槭挡庀诚髁Γ⒂敕抡娼峁员龋抡嬗胧挡饨峁之间的相对误差较小,证明了模型的正确性。论文工作为丰富虚拟制造中加工过程的建模理论体系、提高铣削过程稳定性、可靠性和加工质量,开发实用的铣削加工过程物理仿真系统奠定了坚实的基础。关键词:虚拟制造,球头铣削,仿真,铣削力建模,表面形貌谇蛲返兜募负翁卣髅枋龇矫妫汲隽顺B菪汲糖蛲废车肚邢魅械牟问匠桃约进行了评价。
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第一章绪论鎏苎三些查兰竺圭兰堡竺塞§卜翁庋芯康囊庖个二次简化的模型。仿真实验是指将系统的仿真模型在计算机上运行的过程。仿真是一种有效的方法,随着信息化技术的发展,制造过程信息化成为机械制造业的必然发展趋势。虚拟制造就是在这种形式’’生的。虚拟制造技术是一种软件技术,以计算机支持的仿真技术为前提,对设计、制造等生产过程进行统一建模,填补了疌和生产过程管理之间的鸿沟,、并行地模拟产品制造全过程及其对产品设计的反馈作用,预测产品性能、产品的可制造性,更有效、更经济地、灵活地组织生产,使企业具有较强的市场竞争力⋯。为了能使切削过程得以顺利进行,通常的做法是选取保守的切削用量,这样明显降低了生产效率,且很难保证加工质量。前人提出了在线控制和离线仿真两种解决办法”’““。在线控制方法是采用多传感器在加工过程中实时监控切削条件的变化,并根据监控数据和控制模型随时调粒切削参数。由于该方法通常需要改动加工系统的硬件结构以干预系统内部运行,故难度较大,而且实时控制对反应速度要求很高,很难兼顾控制模型的精度和运算速度,使这种方法的实用性离线仿真是基于虚拟制造理论,在相关理论和制造知识的基础上对铣削过程进行建模,在计算机内模拟加汗蹋⑾趾驮げ饧庸ぶ锌赡苡龅降奈侍猓⒏莘抡娼峁约庸し桨附行薷摹⒂呕使实际加工在最优的切削条件下进行,以达到高生产效率和高产品质爨的最佳加工方案。』“义上来说,虚拟制造方法就是在产品设计阶段,通过建立系统模型,借助于计算机模拟制造过程中诸如设备布局、物料传输、工艺设计和加工过程等,及时发现整个制造过程中所存在的问题,进而对设备布局、物料传输进行重新规划,对加工工艺和加工过程参数重新进行调整,达到在线检测、实时跟踪处理的目的;狭义的虚拟制造主要是指建模和仿真。建模和仿真在产品制造中具有重要的作片1疚难芯磕谌菥褪粲谙烈逍槟庵圃斓难芯苛煊颉建模和仿真在产品制造中的应用大致包括三个方面:以产品模型为中心的仿真、以制造系统模型为中心的仿真和以产品开发过程模型为中心的仿真。这三方蕊的应用随着制造业信息化进程的发展而发展,总的趋势是由局部到全局,由分散到集成,并更加注重可视化技术的应用及与用户之间的交互。几乎每一种制造技术的进步都带来相应的建模和仿真技术的发展。模型是进行仿真的基础,仿真是模型在计算机上的运行。建模过程获得实际系统的简化近似模型,这里的模型同实际系统的功能与参数之间应具有相似性和对应性,,用物理或数学方法进行描述。仿真模型是对系统的数学或物理模型蚧P进行一定的算法处理。使其成为合适的形式缃祷分变为迭代运算模型螅晌D鼙患扑慊邮艿摹翱杉扑隳P汀薄7抡婺P投允导氏低忱唇彩且可以减少风险,。计算机仿真就是借助计算机,利用系统模型对受限伟
——:塑苎:蛐亡瘫に芩荏蛉盂匀实际系统进行实验研究的过程。以计算机为主要工具的模拟仿真技术在世纪后期迅速发展起来,成为撼碳际趿煊蚣扑慊τ玫闹匾7较颉目前进行的机械加痰目刂