中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 湖北 宜昌 443000
摘要：测量技术在制造高质量产品和高效率生产环境建造的过程中，越来越重要。现今是一个高速发展的时期，对一些零件的要求更是增加。在虚拟制造技术被广泛应用的背景下，本篇文章提出了在数控仿真系统的基础上虚拟测量的方法，当做第三种加工误差测量的方法，这种方法有效的降低了加工误差的测量成本。
关键词：数控加工技术；误差分析；虚拟测量
一、加工误差虚拟测量系统的构建
1.虚拟测量进行总体的设计： 要想实现互换性这一特点，必须要发展测量技术，互换性是现代化生产的重要原则。现在虚拟测量方法是一个没有系统的支撑工具，要想推进虚拟测量方法能得到广泛应用，就必须要给虚拟测量建立一个完整的系统。要想开发一个加工误差虚拟测量的系统，第一步就需要建立一个加工误差虚拟测量系统的总体结构。其中虚拟测量系统可以分为三个部分，第一部分为几何建模模块，可以建立机床模型、刀具模型、夹具模型等；第二部分是运动仿真模块，这一模块有NC代码解释器、碰撞干涉检验、仿真过程显示；第三部分为误差分析模块，这一部分分为数据提取和误差分析两种。 2.机械加工误差虚拟测量系统过程仿真的理论基础：加工误差的虚拟测量分析系统是建立在高精度加工仿真系统之上的，它和仿真技术的成熟度有很大的关系，一个成熟的数控加工仿真系统包含下面几个功能：（1）在加工过程中的真实的体现展现出图画的真实感，能够灵敏的感应出加工过程中所出现错误的地方并及时的给出提示；（2）对加工结果进行分析：其中包括加工零件的显示、对加工的结果进行误差分析和对切削过程进行完整的信息分析与统计；（3）模仿真正技术得到结果的技术文档输出，其中包括四个方面：前置处理模块、过程仿真模块、结果分析模块与文档输出模块。将其应用到具体的工程之中，计算的速度和图形显示的精度成为度量数控加工仿真系统性是否完善的重要指标的标准。为了提高仿真系统计算速度与图形显示的精确度，国内外很多人员为此做了很多的研究工作，将主要的研究重点集中在切削过程的几何基础和图像表示这两点上。
二、数控铣削加工中误差的虚拟测量方法研究
1.数控铣削的加工及特点：铣削加工的完整过程为，由刀具做旋转工作，工件进行平面运动，这样的一种加工方法。它的主要特点是能力强，可以切割各种平面轮廓和立体轮廓的零件，比如说凸轮、模具、螺旋桨等。数控铣削使机械加工中最常用也是最主要的数控加工方法，除了能切割普通铣床能切割的零件之外还能切割普通铣床不能切割或是具有复杂面的零件。数控铣床具有如下几个特点：（1）切割的速度快，这种切割方法是多齿连续进行切割，所以生产的效率是比较高；（2）数字控制实现了运动的自动控制，加工的零件的精确度都很高，加工的零件一致性都比较好；（3）使用多坐标联动进行控制，这让铣床有了更强的加工能力；（4）该技术使用数字化编程进行加工的，所以在加工不同零件时只需要改变加工的程序即可，该技术有很强的适应性。对铣削的过程进行研究，有助于铣削技术的进步与发展，保证了加工的质量，减少了生产的成本，提高了生产率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2.数控铣床的加工误差分析：该过程主要产生的误差是在机床系统；机床、刀具和工件的弹性变形误差和热变形；编程计算；加工工艺等过程中产生误差。一般来讲，对工件质量影响比较大的误差会发生在数控机床系统中，因为数控机床遇热变形会产生误差，也可能是在切削的过程中产生误差等。
三、虚拟测量方法在成形磨齿加工中的应用
1.齿轮加工的地位以及现状：齿轮作为机械零件中的典型零件，它在工业生产以及各种机械设备和装置中起着非常重要的作用，齿轮成为机械设备的最基础也是最关键的零件。在机械加工中齿轮的生产加工是一种非常独特的工艺，并且随着航天技术的迅猛发展，对齿轮的要求也变得越来越高，例如要求传动的速度要大，承载能力要强，使用寿命要长、产生的噪音要小。现代工业技术已经把齿轮的设计、制造、检测的水平当作一种标志。就整个齿轮工业来讲，与世界的先进水平还相差很多。在质量控制、材料、热处理工艺、加工与检测设备等方面比较薄弱。目前我国的工厂还没有完全建立好质量保证体系，齿轮设计的方法也是刚刚发展，产品的开发能力较弱；机械加工、热处理设备老化，制造技术落后等等。全球化的到来让我国的齿轮制造业有一个新的机遇。努力提高我国齿轮加工制造技术、齿轮检测技术等级等。让我国的齿轮技术能追赶上国际的水平。2.齿轮的加工误差分类、分析及补偿：齿轮工艺的发展，主要原因就在于能否把齿轮加工的精度和生产效率提到很高。想要提高齿轮的加工精度，就要对齿轮加工产生误差的原因进行调查与了解，只有掌握齿轮加工误差所产生的原因，才能有效的避免误差的再次发生。在齿轮加工误差中根据产生误差的方向分类可以分为三大类：径向加工误差、切向加工误差、轴向加工误差；按照误差的表现形式进行分类可以分为两类：大周期误差与短周期误差。在机械运行中引起齿轮加工误差的原因有很多种，到现在为止，我们把所有的研究重点都放在了周期性误差的影响因素上，比如说几何偏心、运动偏心、刀具误差等等，但对其他方面的考虑就比较少。怎样才能提高齿轮加工的精准度，第一，将齿轮加工机床自身的精准度进行一个提升；第二，运用误差补偿的技术。在通常的情况下，仅仅是将齿轮加工机床的精度进行提高，不是完全可行的，它并不能解决工件安装、刀具工件系统因为受力、磨损等情况产生误差的情况。3.磨齿仿真技术现状以及加工工艺分析：磨齿是齿轮中的一种精加工方法，它的主要特点是生产率较低、加工成本比较高，要求工作人员有很高的操作技术。现在的工厂里磨齿使用的主要方法是展成磨齿和成形磨齿两大类别。
总结
在机械制造业中，加工与测量就捆绑在一起的，两个是缺一不可。由于全球经济一体化的高速发展，不同地区生产的零件必须具有良好的互换性能。本文就针对传统加工误差测量方法中存在的一些问题进行了深入的研究与讨论，在数控仿真系统的基础上提出了机械加工误差虚拟测量的新方法，建立了一个新的虚拟测量系统，并完善了虚拟测量的流程。在数控仿真软件VERICUT的基础上建立了数控铣削加工过程模型，给出了铣削加工误差分析方法和流程。
参考文献
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[2]龚灯，韩刚，黄道业.基于VERICUT的数控仿真加工与优化[J].机械工程师，2012.
[3]周勇情，靳雷.齿轮泵齿轮数控快速加工方法研究[J].机床与液压，2013，（8）.
论文作者:熊德平
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/7/2
标签：误差论文; 加工论文; 齿轮论文; 测量论文; 数控论文; 系统论文; 零件论文; 《防护工程》2018年第4期论文;