數(shù)控立銑加工仿真與優(yōu)化.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是在模具的生產(chǎn)中，多品種、中小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的比重明顯增加。各領(lǐng)域?qū)ζ潆S需裝備在性能、質(zhì)量、成本、周期等方面要求不斷提高，其結(jié)構(gòu)件以及重要零部件的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出大型化、復(fù)雜化、薄壁化和精密化的發(fā)展趨勢，并且越來越多地采用整體毛坯經(jīng)過數(shù)控切削加工而成，大力提高零部件數(shù)控切削加工效率，是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的零件數(shù)控加工中一般都依靠經(jīng)驗(yàn)選擇比較保守的、恒定的進(jìn)給速度，這樣雖然有利于機(jī)床加工的穩(wěn)定性和產(chǎn)品表面粗糙度的

2、保證，但在要求不嚴(yán)格的粗加工中，選擇這樣保守的加工參數(shù)大大的降低了加工效率，增大了產(chǎn)品成本。 本文針對(duì)在模具加工中經(jīng)常用到的立銑刀以及圓刀片銑刀，進(jìn)行了基于瞬時(shí)銑削力仿真的進(jìn)給速度優(yōu)化研究。 首先設(shè)計(jì)了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)讀取分析后處理產(chǎn)生的NC代碼，計(jì)算加工過程中刀具經(jīng)過的空間坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)繪制刀具軌跡，并把軌跡動(dòng)態(tài)顯示。同時(shí)可以檢查NC代碼的正確性，最后把程序傳輸?shù)綑C(jī)床進(jìn)行加工。 在銑削幾何仿真的基

3、礎(chǔ)上，建立了包括剪切力和刃口力的平頭銑刀瞬時(shí)微元力模型和整體力模型。利用銑削試驗(yàn)的數(shù)據(jù)用最小二乘法計(jì)算得到模型中的各個(gè)銑削力系數(shù)。將幾何仿真得到的幾何參數(shù)代入銑削力模型，即可得到各個(gè)刀位點(diǎn)上的銑削力。 以仿真得到的力為依據(jù)，針對(duì)各個(gè)刀位點(diǎn)不同的切削載荷，求出對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度，再將每段刀位點(diǎn)軌跡上的進(jìn)給速度統(tǒng)一。最后將優(yōu)化好的值反寫到NC代碼的相應(yīng)位置上，優(yōu)化完成。 最后設(shè)計(jì)實(shí)例驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的方法在保證加工質(zhì)