更好地仿真切削加工過程需解決的幾大問題

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-07-14 09:02:06點(diǎn)擊率：

　　加工過程建模和仿真的關(guān)鍵技術(shù)問題可以分成三類：模型的擴(kuò)充和完善、模型的集成和模型的應(yīng)用。為了更好地仿真切削加工過程，必須很好地解決以下問題。

　　(1)切削力模型的校驗(yàn)。幾十年來，各國學(xué)者建立了大量的各種切削加工切削力模型。但由于考慮的影響因素和采用的研究方法不同，結(jié)果相差很大，要對加工過程準(zhǔn)確仿真，必須對切削力模型進(jìn)行校驗(yàn)。

　　(2)建立模型數(shù)據(jù)庫。除了校驗(yàn)切削力模型，加工數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)也是一個需要密切關(guān)注的實(shí)際問題。成功地建立切削力學(xué)模型需要依靠相關(guān)數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確度，研究人員和用戶都可建立數(shù)據(jù)庫并存儲切削力、切削條件、工件、刀具材料、刀具幾何參數(shù)和其他像加工表面光潔度這樣的數(shù)據(jù)。確定數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，使其具有填加、刪除、檢索和檢查復(fù)制信息等功能。測量到的力的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成切削系數(shù)不是一個標(biāo)準(zhǔn)的過程，切削條件和切削系數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系對不同的模型是變化的。研究人員可把他們的修正系數(shù)加到數(shù)據(jù)庫中，大致地修正切削系數(shù)，在實(shí)際預(yù)測切削力時，采用修正的切削力學(xué)模型。

　　(3)切屑流出模型。采用切屑流出模型預(yù)測切屑流出角，切屑流出角的校驗(yàn)需要進(jìn)行斜角切削實(shí)驗(yàn)。對雙刃切削，切屑流出角的校驗(yàn)要分別進(jìn)行。另一方面，切屑流出的解析模型在很廣的范圍內(nèi)是有效的，但還需研究這些模型對曲線切削刃的應(yīng)用及刀片槽型對切屑流出角的影響。

　　(4)刀具磨損對切削力的影響。大多數(shù)已有的加工模型都沒有考慮刀具磨損對切削力的影響。因?yàn)閷?shí)際加工中所用的刀具多數(shù)已有所磨損，因此需要預(yù)測刀具磨損(特別是后刀面磨損)對切削力的影響。

　　(5)動態(tài)切削力模型。雖然目前開發(fā)的各種加工過程模型已比較成熟，能夠精確地預(yù)測剛性加工系統(tǒng)的切削力(靜態(tài)切削力)，但更需要建立動態(tài)切削力模型，更好地預(yù)測各種因素的影響。

　　(6)切屑控制。在連續(xù)切削加工過程中，切屑折斷是一個很大的問題，為了控制切屑的形成，使切屑易于折斷，已經(jīng)開發(fā)了大量刀片槽型。但大多數(shù)切削力模型是基于平前刀面刀片的，沒有考慮這些切屑折斷器的幾何形狀。目前，企業(yè)大量使用的是具有三維槽型的刀具。所以在切削加工建模中考慮三維槽型的影響很重要。

　　(7)動態(tài)模型集成。動態(tài)模型的兩個主要組成部分是機(jī)床動力學(xué)和工件—夾具動力學(xué)。應(yīng)該把它們集成在一起，建立一個動態(tài)模型。為此，所用的方法必須一致，關(guān)鍵是動力學(xué)轉(zhuǎn)換函數(shù)、質(zhì)量—剛度矩陣、動力學(xué)實(shí)驗(yàn)特性或幾何形狀的數(shù)字定義和反饋模型，還應(yīng)考慮過程阻尼及結(jié)構(gòu)阻尼的影響。

　　(8)開發(fā)與CAD/CAM軟件的接口。為了預(yù)測復(fù)雜零件加工的切削條件，工件的幾何和剛度信息應(yīng)輸入到仿真程序。所以，需要在CAD/CAM軟件和加工過程模型之間有接口。一些CAD/CAM軟件在這方面做得很好。它使用戶能用由CAD/CAM軟件生成的NC代碼仿真加工過程并檢驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)程。但很多商業(yè)CAD/CAM軟件缺乏這個特點(diǎn)，為達(dá)到這個目的，一個理想的方法是采用PDES/STEP產(chǎn)品模型標(biāo)準(zhǔn)，它使得加工過程模型便于在不同CAD/CAM系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換。

　　(9)用戶界面的開發(fā)。對加工過程仿真軟件的一個重要要求是有一個友好的用戶界面。為使企業(yè)接受，這方面特別重要。為響應(yīng)用戶輸入各種輸入?yún)?shù)、運(yùn)行仿真程序、顯示運(yùn)算結(jié)果(力、振動、表面光潔度、形狀誤差、平面度等)，應(yīng)設(shè)計(jì)一圖形交互環(huán)境。

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