摘要：建立了面向虚拟制造的特种回转面刀具数控加工仿真系统的体系结构，并以砂轮与刀具为例对体系中不同对象间的碰撞干涉进行了讨论，推导了相应的检验算法。该体系将几何模型与物理模型相结合，较真实地反映了特种回转面刀具数控加工的实际情况，提出了新的高效判交算法，可有效地提高检验效率。

1 引言

随着汽车、模具等制造行业的快速发展，不仅对多品种、小批量特种回转面刀具的需求日益增加，而且要求缩短产品开发周期和交货期。但在实际数控加工中，为了验证所产生的数控代码的正确性，常常需要进行反复试切直至确认数控代码能够完成预定的任务，同时数控加工参数也需要反复调整。这些操作不仅效率低下，占用了机器资源，而且有可能引起刀具碰撞而造成更大的经济损失。通过对虚拟制造环境中特种回转面刀具磨削加工仿真系统的研究，能有效地节省资源，更快速更经济地制造出市场所需要的产品。

2 仿真系统的体系结构

通过对特种回转面刀具磨削加工过程中的各种操作进行模拟与预测，我们建立了面向虚拟制造的特种回转面刀具磨削加工仿真系统。该仿真系统包括几何仿真与物理仿真两方面的内容：几何仿真包括刀位轨迹验证、工件与机床、刀具的碰撞干涉、精度检验、加工过程成形仿真等；物理仿真包括对切削参数的优化、砂轮磨损的监控、表面质量和切削力的控制等。通过将几何仿真与实际加工过程中的物理仿真相结合，能更加真实地反映数控磨削加工特种回转面刀具的实际情况，达到更为精确的仿真效果。仿真系统的结构如图1所示。

 

3 仿真体系的关键技术——碰撞干涉检验

在图1所示仿真体系中，碰撞干涉检验是其关键技术，特别需要进行深入、系统的研究。

图2
离散后的砂轮
离散后的刀具图3