UG船用柴油机机身加工工艺设计与制造过程仿真(3)

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1.2研究现状与发展

1.2.1船用柴油机机身加工工艺设计的研究现状与发展

船用柴油机机身现行加工艺在满足大批量产能前提下，明显带有样机试制阶段工艺安排痕迹。划线加工还是作为机身加工的主流，当然并不是说应当彻底取消划线工序。目前顶底面、瓦盖平面、两端面等主要平面还要依赖划线，5000台/年的生产纲领作为中速机可以称得上是大量生产模式，尽管生产节拍满足产能要求，但过多的划线工序存在不能不说是败笔之处。

在机械加工工艺不断发展的今天，国外的发展快速领先于国内，表现出全球化、自动化、环保化、虚拟化、网络化等发展趋势。工业发达国家对机械加工工艺的研究起步早，水平高，现在国外已开始致力于各类新型的工艺的开发与利用，比如德国、日本对超高速加工工艺的研究，美国国家清洁工业和处理技术中心对于绿色工艺的研究[2]。

随着加工手段和技术的不断改进，国内的一些方法和工艺已经不适应，反而制约了生产潜力发挥，形成“生产瓶颈”。所以，要解决生产过程的瓶颈问题，必须对现有工艺进行改进和优化，甚至重新设计更加符合生产要求的工艺。我国的制造技术主要沿着“广义制造”的方向发展，而机械制造工艺在国内、国际市场竞争越来越激烈，不少企业，甚至包括知名企业，在无情的竞争中落败、倒闭。因此我们要抓住机遇，了解机械加工工艺的发展特点，把握现代机械制造工艺的发展趋势，紧跟发展先进制造技术的世界潮流，将发展现代机械制造工艺放在战略优先地位，尽快缩小与发达国家的差距，才能在全球化的激烈竞争中立于不败之地[3]。

由于在对如柴油机机身这类复杂箱体零件进行加工时，普遍对加工切削参数的选择研究不足，随意性大，大多存在加工效率低下而制造成本高的问题。因此，如何结合实际，应用现有装备对船用柴油机机身的加工工艺及对加工中心切削参数优化进行分析研究，提升柴油机机身制造水平，提高加工效率降低生产成本对我船舶制造行业而言是一个非常迫切的课题。

1.2.2虚拟制造过程仿真的研究现状与发展

随着工业的发展，在20世纪陆续产生了很多新的制造技术与制造系统，比如计算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统（FMS）、并行工程（CE）、虚拟现实制造（VM）等。

虚拟现实（Virtual Reality，VR）是一种计算机界面技术。从本质上讲，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户操作，从而减轻用户的负担，提高系统的工作效率[4]。

数控加工仿真一直是国外CAD/CAM技术的一个研究热点，Kawabe等人最早利用刀具轨迹，采用便捷表示法来获取刀具加工零件的框架图，因为该法简单，容易实现，所以被早期大多数的CAD/CAM系统所采用。因为工件形状越来越复杂，刀具轨迹包含的信息量也越来越多，导致图形形状混乱不清，于是仿真研究开始向三维实体仿真算法方向发展。在欧洲，英国Bath大学机械工程系用Open Inventor2.0软件工具开发了基于自己的Svlis几何造型工具的仿真系统。德国提出的采用Cosima图形仿真系统，能够识别程序中的大部分几何图形错误，从而改善NC编程质量，大大缩短机床上的装机调试时间。

从虚拟制造概念的提出到现在为止，虽然只有短短的十多年，但它已成为世界各国科技界、企业界争相研究的热点，它对制造业的革命性影响也已初见端倪。世界上许多国家都将虚拟制造看作是21世纪制造业变革的核心技术之一，纷纷从不同方向开展研究。在美国已形成了由政府、企业、大学组成的多层次、多方位的综合研究开发力量。在欧洲，许多大学如英国的曼彻斯特大学、巴斯大学，德国的达姆斯特技术大学计算机研究所等都将 VM 作为重点研究方向。在日本，形成了以大阪大学为中心的研究开发力量，进行了大量的 VM 系统体系结构的基础研究和系统开发[2]。