建模是仿真過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)此展開(kāi)了研究。在過(guò)去的二十多 年，眾多科研機(jī)構(gòu)的研宄人員提出了很多精工加工仿真的建模方法，可以將這些方法分 為三大類(lèi)：基于離散模型的仿真方法、基于實(shí)體建模的仿真方法和二者混合的仿真方法 (混合法)。
我們一般性的將精工編程整個(gè)過(guò)程分為前置處理和后置處理兩個(gè)部分，將刀具路徑 規(guī)劃以及刀軌計(jì)算過(guò)程稱(chēng)之為前置處理；而將前置處理計(jì)算所得到的刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具 體機(jī)床的程序代碼來(lái)驅(qū)動(dòng)具體精工機(jī)床進(jìn)行精工加工，該過(guò)程稱(chēng)為后置處理。
加工中心，簡(jiǎn)稱(chēng)CNC，是由機(jī)械硬件設(shè)備與精工系統(tǒng)組成的用于加工復(fù)雜形狀工件 幾何體的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工中心必須備有刀庫(kù)，具備換刀功能，對(duì)工件進(jìn)行一次 裝夾后可進(jìn)行多個(gè)工序加工的機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的設(shè)備，工件在裝夾之 后，精工系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇、更換刀具、自動(dòng)對(duì)刀、進(jìn)給量、自動(dòng)改 變主軸轉(zhuǎn)速等，可連續(xù)完成鏜、銑、鉆、鉸等多種工序，因而可以大大減少工件的裝夾 時(shí)間、機(jī)床調(diào)整和測(cè)量等輔助工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更 換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果[16]。
隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，機(jī)械零部件的復(fù)雜程度也不斷加大，像一些模具類(lèi)或一些復(fù) 雜曲面造型的零件用三軸加工中心實(shí)現(xiàn)起來(lái)就會(huì)更困難。而對(duì)于特別復(fù)雜，或是形位公 差等要求比較苛刻的復(fù)雜零件加工，甚至要求一次裝夾來(lái)完成加工的的話，四軸加工中 心也不能完全滿足要求，這樣就需要使用五軸精工加工中心。五軸加工中心有高精度、 高效率的特點(diǎn)，工件的一次裝夾就可以完成五個(gè)自由度的加工。若配以五軸聯(lián)動(dòng)的高檔 精工系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工，更能夠適應(yīng)像飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、汽車(chē) 零部件等模具的加工[21]。五軸精工機(jī)床的使用，更容易實(shí)現(xiàn)工件的裝夾，無(wú)需特殊的夾 具酒可把工件按照要求安裝在合適的位置，避免多次重復(fù)裝夾，同時(shí)也提高了工件加工 的精度[22]。此外，由于五軸精工機(jī)床在加工中對(duì)刀具無(wú)特殊要求，所以刀具成本也進(jìn)一 步降低。這樣采用五軸精工機(jī)床加工工件可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保 證模具的加工質(zhì)量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。盡管五軸數(shù) 控機(jī)床的結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，而其最常見(jiàn)、最基本的形式卻可以按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同大致分 為三大類(lèi)。
本章主要介紹了 UG的后置處理模塊以及機(jī)床控制系統(tǒng)的參數(shù)，并且根據(jù)加工中心 的相關(guān)參數(shù)制定了特定機(jī)床專(zhuān)用的后置處理器。為了驗(yàn)證后置處理器的可用性，本文采 用對(duì)具有復(fù)雜空間曲面的葉輪進(jìn)行CAM編程加工，設(shè)定一系列工序并生成刀位位置源 文件，通過(guò)剛制定的專(zhuān)用后置處理器對(duì)刀位位置源文件進(jìn)行后置處理，生成能夠直接運(yùn) 用到精工機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的精工G代碼文件。
VERICUT軟件與一般CAM軟件的區(qū)別：VERICUT是仿真加工軟件，不能生成數(shù) 控程序，但是可以模擬G代碼程序，包括子程序、宏程序、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、變量等；一般 CAM軟件只是模擬刀軌或中間文件[46]。此外VERICUT軟件能仿真機(jī)床加工，進(jìn)行碰 撞檢查，仿真后能對(duì)切削模型進(jìn)行尺寸分析，還能對(duì)切削速度進(jìn)行優(yōu)化，并輸出仿真模 型文件，以及生成工藝文件報(bào)表，這些都是一般CAM軟件無(wú)法完成的任務(wù)。
本章介紹了機(jī)床仿真技術(shù)常用到的相關(guān)軟件VERICUT的基本功能，調(diào)研V255 加工中心的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)參數(shù)。并且根據(jù)加工中心的相關(guān)參數(shù)用VERICUT構(gòu)建了機(jī)床 的虛擬仿真加工環(huán)境，通過(guò)對(duì)葉輪的仿真加工驗(yàn)證后置處理器生成的精工G代碼的可用 性，進(jìn)而驗(yàn)證后置處理器的可靠性。
在機(jī)械加工領(lǐng)域中，對(duì)于各種材料進(jìn)行鉆孔、攻絲作業(yè)是最常見(jiàn)的加工工序，隨著 現(xiàn)代制造業(yè)的迅猛發(fā)展，制造企業(yè)對(duì)鉆孔、攻絲加工的精度、效率以及人工成本的要求越來(lái) 越高。一些手動(dòng)或者半自動(dòng)的加工設(shè)備很難滿足企業(yè)的需求，而采用加工中心等精工機(jī)床 加工，設(shè)備成本又太高，新型鉆攻中心兩用機(jī)具有加工效率高、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的明顯優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于現(xiàn)有的高速鉆攻中心機(jī)而言，為保證工作人員的安全，現(xiàn)有的高速鉆攻中心 機(jī)普遍都配置有防護(hù)門(mén)；加工時(shí)，防護(hù)門(mén)關(guān)閉以防止加工工件飛出或者鐵屑飛出而傷及工 作人員。[3]對(duì)于上述防護(hù)門(mén)而言，由于需要被反復(fù)推拉，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性顯得尤為重要； 而現(xiàn)有的防護(hù)門(mén)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)脫落的情況，這嚴(yán)重地影響了高速鉆攻中心機(jī)的加工作業(yè)，且 存在安全隱患。[4]另外，對(duì)于現(xiàn)有高速鉆攻中心機(jī)的防護(hù)門(mén)而言，在高速鉆攻中心機(jī)進(jìn)行切削加工 的過(guò)程中，防護(hù)門(mén)還存在被隨意開(kāi)啟的危險(xiǎn)，安全性較低。
雕銑機(jī)是一種高轉(zhuǎn)速，高走刀高效率的冷加工設(shè)備，多用于小刀具，精細(xì)加工，一 般認(rèn)為雕銑機(jī)是使用小刀具、大功率和高速主軸電機(jī)的精工銑床，國(guó)外并沒(méi)有雕銑機(jī)的概 念，加工模具他們是以加工中心銑削為主的，但加工中心有它的不足，特別是在用小刀具加 工小型模具時(shí)會(huì)顯得力不從心，并且成本很高，國(guó)內(nèi)開(kāi)始的時(shí)候只有精工雕刻機(jī)的概念，雕 刻機(jī)的優(yōu)勢(shì)在雕，如果加工材料硬度比較大也會(huì)顯得力不從心，雕銑機(jī)的出現(xiàn)可以說(shuō)填補(bǔ) 了兩者之間的空白，雕銑機(jī)既可以雕刻，也可銑削，是一種高效高精的精工機(jī)床。