基于加工仿真的數(shù)控銑削力和尺寸預測方法研究.pdf

1、數(shù)控加工仿真是一種數(shù)控程序運用于實際機械加工前的先驗手段，它能夠有效反映加工工況、保證數(shù)控加工的正確性和可靠性，因而被廣泛關(guān)注和應用。然而，目前國內(nèi)外對數(shù)控仿真的研究將重心放置于幾何仿真部分，對其中的物理仿真關(guān)注度稍顯不足。本文結(jié)合數(shù)控仿真的發(fā)展現(xiàn)狀，以數(shù)控仿真中的幾何仿真為基礎(chǔ)，對銑削力及仿真結(jié)果的尺寸預測進行了研究，其主要研究內(nèi)容有：
　　本文首先對比三種工件建模方法，選擇Z-Map模型作為研究對象，在此基礎(chǔ)上完成了幾何加工仿

2、真。分析了Z-Map建模方法特點，并完成了虛擬工件的建模；探究了NC程序解釋方法，實現(xiàn)了從NC程序到離散刀位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換；建立了仿真環(huán)境，完成了數(shù)控銑削過程的仿真。然后，針對Z-Map模型研究了基于加工仿真的銑削力預測方法。針對立銑加工，基于離散微元法和經(jīng)驗公式法建立了銑削力預測模型；針對Z-Map模型研究了加工仿真過程中切削用量的提取方法，實現(xiàn)了瞬時銑削力和平均銑削力預測。再次，改進了二維圖像處理算法，提出適用于Z-Map模型的尺寸預測

3、方法。通過截面處理實現(xiàn)仿真結(jié)果從三維空間模型到二維模型的轉(zhuǎn)換，進而使用Freeman鏈碼通過基于回溯判斷的邊界跟蹤、提取算法完成仿真結(jié)果的邊界信息提?。煌ㄟ^判斷所提取封閉邊界鏈上各點的曲率變化程度實現(xiàn)了角點的識別，并對角點相鄰的邊界輪廓采用基本曲線圖元進行擬合；隨后經(jīng)膨脹運算得到截面的邊界尺寸信息，實現(xiàn)了基于Z-Map仿真結(jié)果的尺寸預測。最后，開發(fā)了集加工仿真、銑削力預測及尺寸預測功能于一體的數(shù)控銑削仿真系統(tǒng)。驗證結(jié)果表明，基于加工仿真