車銑加工中心動態特性及加工機理
隨著科學技術的快速發展，車銑復合功能的精工機床是近年來適 應產品的復雜化和生產的高效韋要求而發展很快的機種[1]。該機床 可同時采用多種工藝加1:方法及復雜曲面加工.，這是航空、航天等軍工. 產品所需要的。由于國外的技術封鎖，缺乏可參考的技術資料，極大地 制約了我國對這類高檔精工機床的發展。目前國產的車銑加[:中心還 無法滿足我國汽車、飛機、航空航天、造船、軍工等制造業追求高精度、 高可靠性產品的要求，因此每年我國需要從國外引進大景的車銑加工 中心，以滿足生產的需要。國內機床行業一直在尋求開發這種結構的加工中心，從最近幾年的機床展覽會的情況來看，很多機床制造企業正在 以各種方式開發該機床產品，但其主要關鍵部件仍然是依賴進口，并沒 有實現真正意義上的國產化>3]。我國需要盡快研制出這種車銑加工 中心產品，以適應軍工產品的需要并填補國內空因此以代表高檔數 控機床發展方向的車銑加工：中心作為研究對象是十分具有重要意義的。 研究開發一臺車銑加工中心需要多種方案的反復比較及試驗，也需要大景的技術投資和較長的開發時間，因此國內的機床制造企業常常無力進行此項開發研究工作。隨著信息技術的快速發展，全球化、網 絡化和擬實化已成為21世紀制造業發展的重要特征;特別是計算機建 模與仿真技術、虛擬現實技術的出現，虛擬制造技術應運而生，它的誕 生是現代科學技術和生產技術發展的必然結果，是各種現代制造技術 與系統發展的必然趨勢，為制造業中復雜產品設計和制造提供了手段，近年來，為了縮短產品的開發周期、降低生產成本，提出了各種各樣的制造模式，在這些新的制造模式中，由于虛擬制造基本不消耗 資源和能量，也不生產實際產品，而是產品的設計、開發與實現過程在 計算機上的本質實現，即采用計算機建模與仿真在高性能計算機及高 速N絡的支持下群組協同工作，進行模擬與仿真，檢查產品設計和制造 的合理性，預測其制造周期和使用性能，以便及時修改設計，更有效地 靈活組織生產，以實現產品制造全過程的最優化。 目前制造技術的目標是以最短的時間、最低的成本和最有效的方 法制造出高質設、高性能的產品。由于產品的復雜性增加和富有競爭 性的產品生命周期的縮短，物理樣機（高檔精工機床）的實現和測試成 為成功開發具有經濟優越性的現代機床的主要瓶頸[7]。當前，機床制 造商很難承擔起制造和測試物理樣機所需的時間和費用，而現代機床 的設計過程引用了計箅機仿真技術預測其性能，不僅減少硬件測試的 費用和時間，而且減少反復對物理樣機改進的次數，計算機仿真技術能 很好地解決開發產品的工(最快的上市時間）、Q(最好的產品質量）、C (最低的產品成本）、S(良好的產品服務）。其中虛擬樣機仿真技術是 目前計算機建模與仿真技術的一種先進方法，表示物理產品的計算機 仿真模塑，可以像真的物理樣機一樣進行分析和測試。在設計過程中 反復改變機床的虛擬樣機模型和調整各種設計方案，直到達到滿意的 性能要求，從而減少整個產品的開發時間和成本。而數學建模是計算 機仿真技術的基礎，是一種通用的方法。根據不同的要求，建立不同的 數學模銦，然后對其進行仿真，所得結果可以預測和評估產品的性能。 如圖1. 1所示為傳統設計過程與基于計算機建模與仿真的現代設計過 程的對比圖。傳統的設計過程為：概念——設計——物理樣機制 造——物理樣機試驗——物理樣機方案變更——物理樣機制造變 更——定型。在新產品的設計過程中，目前大部分企業采用計算機輔 助設計（Computer Aided Design，CAD)，根據設計圖紙進行物理樣機的 試制，或荇先試制一些部件，再試制物理樣機;然后對試制出來的物理 樣機進行評價，其評價方法是進行物理樣機的試驗及試運轉。這種新產品的試制模式，當評價結果達不到預期目標時，就要重新更新設計，并重新試制物理樣機，新產品的試制過程循環長，試制費用比較高，試 制周期也比較長。特別是對無參考機型的完全創新的新產品試制，其 缺點表現尤為突出，一個產品往往要經過多次循環才能最后定。 而現代設計模式在新產品設計與試制過程中增加r計算機建模與仿真 環節，可以在計算機上進行預測和評估產品的性能，當評價結果不滿意 時，進行修改設計的過程也是在計算機上完成，可以多次修改及優化產 品設計方案，直到達到滿意的設計要求，再制造物理樣機，最后產品定型、生產。 從以上分析可以看出，傳統模式的新產品的試制過程循環長，對完 全創新開發的新產品不利。與傳統模式相比，現代設計過程中在汁算機 上建立虛擬樣機模型和數學模型，通過仿真結果對其設計質量包括外 觀、功能、性能、成本、可制造性、可靠性及制造周期等指標進行分析和評 價。計算機建模與仿真技術的出現和逐漸成熟，為解決傳統設計與制造 中的種種弊端提供了強有力的下具和手段。其設計、制造、測試、評價等 過程都是在計算機上完成的，保證了物理樣機一次試制成功率m。本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！