從20世紀(jì)90年代中期開始，綜合了高精度和高速化兩個方面的高性能數(shù)控機(jī)床受到高度重視，進(jìn)入21世紀(jì)以來，高性能切削加工及其主要支撐技術(shù)——虛擬數(shù)控加工技術(shù)成為數(shù)控切削加工領(lǐng)域?qū)W者和工程師們關(guān)注的新re dian。
航空、航天、汽車、模具、能源裝備等制造行業(yè)的產(chǎn)品性能要求以及批量生產(chǎn)等方面對其零部件的加工要求越來越高。由于數(shù)控切削機(jī)床可以實現(xiàn)對復(fù)雜零件高精度、高質(zhì)量、高柔性的加工，在現(xiàn)代產(chǎn)品零件的機(jī)械加工中，采用數(shù)控加工的比例不斷增加。
在普通數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上，過去的數(shù)控機(jī)床主要沿精密/超精密數(shù)控機(jī)床和高速加工機(jī)床兩條軌跡發(fā)展。為了滿足在數(shù)控加工過程中工件材料、零件幾何形狀、精度和表面質(zhì)量等方面的新要求，并提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品本身的競爭力，從20世紀(jì)90年代中期開始，綜合了高精度和高速化兩個方面的高性能數(shù)控機(jī)床受到高度重視，進(jìn)入21世紀(jì)以來，高性能切削加工切削加工(high performance cutting)及其主要支撐技術(shù)——虛擬數(shù)控加工(virtual cnc machining)技術(shù)成為數(shù)控切削加工領(lǐng)域?qū)W者和工程師們關(guān)注的新re dian。
生產(chǎn)工程學(xué)會(cirp)分別于2004年、2006年召開了*、二屆高性能切削會議，就高性能切削加工技術(shù)及裝備涉及的機(jī)床動力學(xué)建模、控制、cam、切削理論、銑削/鉆削/磨削、微切削等方向進(jìn)行了研討，國內(nèi)舉行的*制造技術(shù)方面的重要會議也已將高性能數(shù)控機(jī)床及加工工藝技術(shù)列為主題之一，可以說，高性能數(shù)控機(jī)床研發(fā)及其支持技術(shù)研究應(yīng)用已成為數(shù)控機(jī)床發(fā)展的一個新趨勢。
本文結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)資料和作者及其團(tuán)隊的部分研究工作，重點介紹和討論高性能數(shù)控加工裝備與技術(shù)的要求、高性能數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用、虛擬數(shù)控加工技術(shù)以及面向零件工藝特征的虛擬數(shù)控加工力學(xué)仿真方法研究等內(nèi)容。
高性能數(shù)控機(jī)床研發(fā)及其支持技術(shù)已成為數(shù)控機(jī)床發(fā)展的一個重要趨勢，將對提高航空、航天、汽車、模具等高性能零件的數(shù)控加工質(zhì)量、效率產(chǎn)生重要作用。虛擬機(jī)床技術(shù)為縮短新型數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品研發(fā)周期、降低開發(fā)成本提供了一個新的途徑。但vmt不只是一個虛擬功能樣機(jī)，更不是一個簡單的3d模型，采用現(xiàn)有的cad、cae軟件還難以直接完成建模與分析，其中zui關(guān)鍵是需解決機(jī)床結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)或零部件之間，及其與切削過程動態(tài)之間的耦合關(guān)系。虛擬數(shù)控加工技術(shù)將為虛擬機(jī)床建模分析、切削參數(shù)優(yōu)化、切削過程優(yōu)化等提供重要的基礎(chǔ)方法和基本數(shù)據(jù)。