数控车削仿真加工建模与软件实现

1 引言

　　数控加工广泛应用于产品制造领域，数控仿真也得到了广泛应用，相对于传统的NC程序检验方法，数控加工仿真更加安全、有效。它根据实际数控机床切削加工过程，实现了系统的可视化建模仿真，形象、逼真地模拟切削加工的全过程，直观地显示切削过程中可能遇到的问题，并通过反复修改、测试，最终完成数控程序的编写与数控机床的调试。而数控切削仿真加工数学模型的构建成为系统实现仿真功能的关键和基础。

2 车削仿真加工模型的构建

　　仿真系统的车削加工模型由工件(毛坯)安装，卡盘、顶尖装夹，刀具装夹，刀具车削等模型构成，它们的数学模型结构如图1所示。

　　车削加工模型的数据结构是建立在VB的PictureBox控件Pic之中，以Pic(1eft，top)作为第一坐标系(x1，z1)的坐标原点(0，0)；系统加工环境建立在PictureBox控件Picture2中，以Picture2(1eft，top)作为第二坐标系(Xl，易)的坐标原点(0，0)，第二坐标系原点位于第一坐标系坐标(1200，3400—504D／2)处，它是一动点，这样可以保持工件模型的轴心线始终穿过第一坐标系坐标点(1200，3400)，从而固定工件模型的装夹与加工位置。工件模型建立在Picture4中，其坐标(1eft，t叩)与Picture2(1eft，top)一致，有利于工件、刀架、卡盘、刀具等相互关联的模型数据结构的建立。

3 工件毛坯建模

　　系统坐标值以vB默认的twip缇作为度量单位，每英寸为1440twip，因此每缇约为0.0176mm。为了便于计算和测量，本系统中的坐标和最小移动单位均设定为每缇0.02mm，建立坐标值单位(毫米)与VB单位(缇)之间的换算(1mm=ltwip×50)。

　工件毛坯模型的数据结构：Left=L+50，T0p=D450，其中L为工件长度，D为工件直径。由于每堤为0．02mm，因此T件的I，Pff值为I，+50 twip，T0p值为D450 twip。

　　工件毛坯数据模块主要是完成毛坯的外形、尺寸、材料等参数的选择与设定，其交互界面如图2所示。