数控加工技术概述doc20-五金塑胶(编辑修改稿)

数控加工技术概述doc20-五金塑胶(编辑修改稿)内容摘要：

AreaClear Toolpath：平面区域加工； SolidProfile Toolpath：实体轮廓加工； SolidAreaClear Toolpath：实体平面区域加工； SolidFace ToolPath：实体表面加工； SolidSlice ToolPath：实体截平面加工； Languagebased Toolpath：基于语言的刀具轨迹生成。 其它的 CAD/CAM 软件，如 Euclid, Cimitron, CV,CATIA 等的 NC功能各有千秋，但其基本内容大同小异，没有本质区别。 现役 CAM系统刀轨生成方法的主要问题 按照传统的 CAD/CAM 系统和 CNC 系统的工作方式， CAM 系统以直接或间接（通过中 性文件）的方式从 CAD 系统获取产品的几何数据模型。 CAM 系统以三维几何模型中的点、线、面、或实体为驱动对象，生成加工刀具轨迹，并以刀具定位文件的形式经后置处理，以 NC 代码的形式提供给 CNC 机床，在整个CAD /CAM及 CNC系统的运行过程中存在以下几方面的问题： CAM系统只能从 CAD 系统获取产品的低层几何信息，无法自动捕捉产品的几何形状信息和产品高层的功能和语义信息。 因此，整个 CAM 过程必须在经验丰富的制造工程师的参与下，通过图形交互来完成。 如：制造工程师必须选择加工对象（点、线、面或实体）、约束条件 （装夹、干涉和碰撞等）、刀具、加工参数（切削方向、切深、进给量、进给速度等）。 整个系统的自动化程度 此资料来自企业 较低。 在 CAM 系统生成的刀具轨迹中，同样也只包含低层的几何信息（直线和圆弧的几何定位信息），以及少量的过程控制信息（如进给率、主轴转速、换刀等）。 因此，下游的 CNC系统既无法获取更高层的设计要求（如公差、表面光洁度等），也无法得到与生成刀具轨迹有关的加工工艺参数。 CAM 系统各个模块之间的产品数据不统一，各模块相对独立。 例如刀具定位文件只记录刀具轨迹而不记录相应的加工工艺参数，三维动态仿真只记录刀具轨 迹的干涉与碰撞，而不记录与其发生干涉和碰撞的加工对象及相关的加工工艺参数。 CAM系统是一个独立的系统。 CAD系统与 CAM系统之间没有统一的产品数据模型，即使是在一体化的集成 CAD/CAM系统中，信息的共享也只是单向的和单一的。 CAM 系统不能充分理解和利用 CAD 系统有关产品的全部信息，尤其是与加工有关的特征信息，同样 CAD系统也无法获取 CAM系统产生的加工数据信息。 这就给并行工程的实施带来了困难。 3 数控仿真技术 计算机仿真的概念及应用 从工程的角度来看，仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个已有的或设计中的系统。 分析复杂的动态对象，仿真是一种有效的方法，可以减少风险，缩短设计和制造的周期，并节约投资。 计算机仿真就是借助计算机，利用系统模型对实际系统进行实验 此资料来自企业 研究的过程。 它随着计算机技术的发展而迅速地发展，在仿真中占有越来越重要的地位。 计算机仿真的过程可通过要素间的三个基本活动来描述： 建模活动是通过对实际系统的观测或检测，在忽略次要因素及不可检测变量的基础上，用物理或数学的方法进行描述，从而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。 仿真模型是 对系统的数学模型（简化模型）进行一定的算法处理，使其成为合适的形式（如将数值积分变为迭代运算模型）之后，成为能被计算机接受的 “可计算模型 ”。 仿真模型对实际系统来讲是一个二次简化的模型。 仿真实验是指将系统的仿真模型在计算机上运行的过程。 仿真是通过实验来研究实际系统的一种技术，通过仿真技术可以弄清系统内在结构变量和环境条件的影响。 计算机仿真技术的发展趋势主要表现在两个方面：应用领域的扩大和仿真计算机的智能化。 计算机仿真技术不仅在传统的工程技术领域（航空、航天、化工等方面）继续发展，而且扩大到社会经济、生物 等许多非工程领域，此外，并行处理、人工智能、知识库和专家系统等技术的发展正影响着仿真计算机的发展。 数控加工仿真利用计算机来模拟实际的加工过程，是验证数控加工程序的可靠性和预测切削过程的有力工具，以减少工件的试切，提高生产效率。 此资料来自企业 数控仿真技术的研究现状 数控机床加工零件是靠数控指令程序控制完成的。 为确保数控程序的正确性，防止加工过程中干涉和碰撞的发生，在实际生产中，常采用试切的方法进行检验。 但这种方法费工费料，代价昂贵，使生产成本上升，增加了产品加工时间和生产周期。 后来又采用轨迹显示法，即以划针或 笔代替刀具，以着色板或纸代替工件来仿真刀具运动轨迹的二维图形（也可以显示二维半的加工轨迹），有相当大的局限性。 对于工件的三维和多维加工，也有用易切削的材料代替工件（如，石蜡、木料、改性树脂和塑料等）来检验加工的切削轨迹。 但是，试切要占用数控机床和加工现场。 为此，人们一直在研究能逐步代替试切的计算机仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展，目前正向提高模型的精确度、仿真计算实时化和改善图形显示的真实感等方向发展。 从试切环境的模型特点来看，目前 NC切削过程仿真分几何仿真和力 学仿真两个方面。 几何仿真不考虑切削参数、切削力及其它物理因素的影响，只仿真刀具 工件几何体的运动，以验证 NC程序的正确性。 它可以减少或消除因程序错误而导致的机床损伤、夹具破坏或刀具折断、零件报废等问题；同时可以减少从产。