基于VERICUT的五轴加工中心模型构建与仿真实现开题报告

1. 研究目的与意义

在我国经济飞速发展的前景下，机械制造业已成为各大行业向前推进的基石。在时代的推进下，传统机械制造业已挂上高效、高精度、低成本等竞争旗号向数字化制造进军，而利用数控机床加工复杂零件已成为数字化制造的重要组成部分。

数控机床的分类有很多种，其中，加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。根据数控系统控制功能的不同，可将加工中心分为三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动等。五轴联动加工中心通常用来加工叶轮、机翼、模具等带有复杂曲面的零件。然而，对于一些工件复杂的加工工艺，我们可以通过虚拟仿真软件模拟加工过程，一方面保证了机床设备的安全，另一方面大大提高了机床的首件试切成功率。为生产厂商节约了成本，提高了研发生产的效率，有力地帮助生产厂商的发展。

2. 课题关键问题和重难点

本课题的关键问题有以下几个方面：1.分析五轴加工中心的结构组成和运动关系，将五轴加工中心分成若干个机床模块，便于后期的虚拟机床的模型构建。2.五轴加工中心的机床模型的建立，如何构建符合虚拟机床加工仿真需要的机床模型，既要满足仿真加工，又要降低模型的建模难度。3.如何将建好的机床模型文件导入到VERICUT软件中，并使各个机床模块具有合理的位置关系。4.分析并确定机床的逻辑运动关系，并将逻辑运动关系和相对应的机床模块建立联系，并利用MDI进行机床运动关系的验证。5.借助建立的虚拟机床，来进行典型零件的加工仿真，验证建立的虚拟机床的正确性，针对存在的问题进行纠正。在以上关键问题中，机床模型的建立、逻辑运动关系的创建和与机床模型的匹配是本课题的难点部分。

3. 国内外研究现状（文献综述）

机械制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防力量的加强。机械制造业作为国民经济的支柱，其发展要放在首要位置。

我国的机械制造业经过这些年的发展，逐步建立起了自己的工业体系。机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际科技竞争的重点。在国际大形势的影响下，我国传统的工业体系也面临着换血和转型。而拥有先进的制造技术和工艺装备是转型的关键。工艺装备以机床为代表，在漫长的发展历程中由普通机床→精密机床→高精度机床→数控机床的过程。数控机床以其高产、高效、高精度的特点成为当下国际竞争的焦点。

按金属切削类分，数控机床分别有数控车床、数控铣床、数控磨床、数控镗床和加工中心。加工中心已成为现代机床发展的主流方向，广泛应用于机械制造中。其中五轴加工中心以其超强的加工能力，在一些关键的技术领域扮演着重要的角色。

4. 研究方案

本课题主要是利用veritcut软件构建一个能够反映真实五轴加工中心实际加工的虚拟仿真环境。首先，我们要构建一个与实际机床相匹配的虚拟机床模型，考虑到现实机床的结构复杂性以及虚拟仿真的实际要求，我们分析发现在构建虚拟机床时并不需要保证虚拟机床模型和现实机床在结构上完全一致，只要保证其关键尺寸的准确性就满足结构要求。

其次，构建机床模型后还要保证仿真软件中各个模型模块相对应的机床逻辑运动关系，这就需要在仿真软件中建立与现实机床完全一致的逻辑运动关系。只要满足了结构和逻辑运动关系两个条件就能借助该软件准确反映现实机床的实际加工过程。

最后，我们可以借助构建的机床模型进行典型零件的虚拟加工来验证所建机床的结构和逻辑运动关系是否满足课题要求。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。

第2周查阅文献资料，撰写开题报告。同时学习相关cad软件、vericut软件和构设计相关知识。