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数控车削虚拟仿真是虚拟实验技术在数字化机械加工实训教学中的一个重要应用,其利用虚拟现实及可视化技术对数控车削加工过程进行模拟仿真。数控车削虚拟仿真系统让每个学生都能体验一个完整的数控车削加工流程和实际车床的操作步骤,不仅可以让学生深刻地理解和掌握具体的车削原理,同时为机械工程实验教学创造了便捷的条件。数控车削虚拟仿真考评是依据制定的评价体系标准对学员编写的NC代码及选择的切削仿真参数进行的考核评价过程。现有不多的数控车床培训及考核系统仅局限于几何仿真,其考核体系缺乏统一标准,而且考核过程也相对繁琐。本文以FANUC数控系统典型轴类零件车削为研究对象,以虚拟车削仿真和考评为研究核心,主要开展的研究工作及成果如下:(1)基于FANUC数控系统代码规则制定了本数控车削虚拟仿真考评系统的词法、语法和语义规则。从NC代码预处理、代码检错和加工信息翻译三方面对NC代码编译器进行设计,并采用Java正则表达式和自顶而下的分析算法开发本系统专用的NC代码编译器。(2)基于ABAQUS二次开发的原理,提出一种交互式修改和执行inp文件的切削力仿真方法,并通过Python后处理脚本动态提取odb文件中的切削力仿真结果。(3)根据车削加工原理和工件表面成形原理,推导车削工件表面理想形貌模型和车刀径向振动模型。利用Matlab/Simulink仿真工件表面三维形貌,并基于表面粗糙度的评定参数和形状公差的误差评定原则分别获取工件的表面粗糙度和形状误差。(4)根据最优化方法建立切削参数优化的数学模型,借助Matlab实现粒子群算法来解决切削参数最优化问题,动态生成指定切削加工条件下的切削参数考核标准,并通过一个数控车削实验来验证切削参数考核标准的可靠性。(5)根据软件工程的理论和方法,对数控车削虚拟仿真考评系统进行功能和结构设计,并构建系统的评价体系。借助JavaFX及相关技术,开发了一个在线可视化的数控车削虚拟仿真考评系统。