数控机床的仿真研讨

作者:本网编辑 文章来源:数控机床网 发布时间:2011-04-07
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数控机床虚拟样机的建立需要功能强大的软件平台支撑。目前,国际上已经出现虚拟样机技术的商业软件,其中最优秀的是美国MDI 公司开发的 ADAMS 软件。使用这套软件可以真实地仿真其运动过程,并且可迅速地分析和比较多种参数方案,直至获得最优的工作性能,从而大大减少了昂贵的物理样机制造费用和试验次数,提高了产品设计质量,大幅度缩短产品研制周期和费用,因而在机械制造、汽车交通、航空航天、铁道、兵器、石油化工等领域得到广泛应用。

1 实体建模

ADAMS 软件虽然具有十分强大的运动学和动力学分析功能,但在建模和模态分析方面还是有很多不足,尤其是一些复杂机械系统零、部件的三维建模很难实现,因此,可以利用三维设计软件 Pro/E、大型有限元分析软件 ANSYS 以及机械动力学仿真软件 ADAMS共同构建集成的软件环境,从而建立起微机平台上的虚拟样机,使企业都能够应用虚拟样机技术进行产品设计与开发。 在建立虚拟样机模型时,先采用三维实体建模软件(Pro/E)建立实体模型,将需考虑弹性变形的构件导入有限元分析软件 (ANSYS) 形成柔性体,再将柔性体和刚体导入动力学分析软件 (ADAMS)中,从而对刚柔耦合的虚拟样机模型进行运动学和动力学的分析。

五轴数控机床是一个复杂的机械结构,在建模过程中,根据其结构特点,可以将整机分为8种零件模块组成,它们分别是:滑座、滑台、横梁、拖板、箱体、电主轴架、电主轴和电主轴套。每种零件模块又可根据不同的研究要求进行细化。

2 动态切削实验

现在模拟机床在加工时的工作状态,进行切削仿真,切削深度为 1mm,铣刀切削力为1500N,主轴的转速为 1500r/min。

3 结论

将虚拟样机技术应用于数控机床的开发设计中,在计算机上建造出虚拟模型,并进行仿真分析,预测产品的性能,便于在设计中及时发现问题,缩短开发周期,增强企业竞争力。虚拟样机技术是一门新兴的技术,它有着广阔的发展前景及市场。

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