發(fā)布時間：2017-10-24 23:22

  本文關鍵詞：基于動態(tài)加工特征的復雜曲面加工方法

  更多相關文章： 數(shù)控加工 復雜曲面 動態(tài)加工特征 張量 云制造

【摘要】：飛機進氣道鼓包、翼身融合曲面等大量復雜曲面,其復雜的幾何特性及苛刻的加工要求往往導致曲面在不同區(qū)域內對應不同的優(yōu)化加工策略,無法基于單個加工區(qū)域實現(xiàn)高質量、高效率加工。針對以上問題,本文對基于動態(tài)加工特征的復雜曲面加工方法進行了深入研究,主要成果如下:(1)提出了復雜曲面動態(tài)加工特征建模方法。針對現(xiàn)有加工特征不支持復雜曲面分區(qū)優(yōu)化加工的問題,研究了復雜曲面分區(qū)優(yōu)化加工策略,復雜曲面分區(qū)隨加工階段、制造資源及加工要求的變化而動態(tài)變化,稱之為復雜曲面動態(tài)加工特征。針對現(xiàn)有基于純量或向量的曲面分區(qū)方法僅能得到局部優(yōu)化解的問題,建立了曲面任意點處優(yōu)化目標函數(shù)的二階張量,并基于張量場的三分退化點確定多個加工區(qū)域相交點,進而以相交點為起點、以最優(yōu)進給方向為切向構造曲面內部邊界,實現(xiàn)了復雜曲面動態(tài)加工特征建模,為復雜曲面分區(qū)優(yōu)化加工奠定了理論和技術基礎。(2)提出了基于切寬張量的復雜曲面分區(qū)加工方法。針對基于現(xiàn)有二維刀具有效切削輪廓難以直接給出切寬張量的問題,將通用回轉體刀具在曲面上一點沿各進給方向運動時不斷變化的二維刀具有效切削輪廓轉換為一個在絕對坐標系中不變的三維連續(xù)曲面,稱之為刀具有效切削曲面。定義了刀具有效切削曲面與零件曲面的法向逼近距離,給出了法向逼近距離的張量模型,并證明了在給定切觸點處,刀具沿不同進給方向運動時的切寬與其密切平面內的法向逼近距離呈正比,進而給出了切寬張量,實現(xiàn)了基于切寬張量的復雜曲面加工區(qū)域劃分及分區(qū)刀軌計算。(3)提出了面向復雜曲面數(shù)控加工的云制造框架。針對現(xiàn)有云制造框架對復雜零件制造工藝知識保護不足的問題,將制造服務的封裝由云端轉移至制造服務供應商內部,將制造服務的索引信息存儲于云端,而制造服務中的制造工藝信息存儲于制造服務供應商內部。針對制造資源及加工要求不確定的問題,構建了開放式復雜曲面動態(tài)加工特征Function Block,支持加工特征數(shù)量的動態(tài)變化,實現(xiàn)了復雜曲面在制造資源及加工要求不確定環(huán)境下的自適應工藝規(guī)劃。(4)基于以上研究開發(fā)了基于動態(tài)加工特征的復雜曲面加工原型系統(tǒng),并結合具體實例進行了應用驗證。
【關鍵詞】：數(shù)控加工 復雜曲面 動態(tài)加工特征 張量 云制造
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V261
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 注釋表14-16
• 第一章 緒論16-25
• 1.1 研究背景和研究意義16-17
• 1.2 國內外相關研究綜述17-23
• 1.2.1 加工特征定義與建模17-20
• 1.2.1.1 加工特征定義17-18
• 1.2.1.2 加工特征建模18-20
• 1.2.2 復雜曲面分區(qū)優(yōu)化加工方法20-21
• 1.2.3 面向云制造的自適應工藝規(guī)劃21-23
• 1.2.3.1 云制造模式21-22
• 1.2.3.2 面向制造資源及加工要求不確定的自適應工藝規(guī)劃22-23
• 1.3 論文內容與章節(jié)安排23-25
• 第二章 復雜曲面動態(tài)加工特征建模方法25-46
• 2.1 加工特征定義的難點25-26
• 2.2 復雜曲面加工特征26-28
• 2.3 復雜曲面中間狀態(tài)特征28-29
• 2.4 復雜曲面動態(tài)加工特征29-32
• 2.5 基于張量的復雜曲面動態(tài)加工特征建模方法32-44
• 2.5.1 基于張量的曲面分區(qū)方法33
• 2.5.2 優(yōu)化目標函數(shù)的二階張量33-36
• 2.5.2.1 單目標優(yōu)化情況33-35
• 2.5.2.2 多目標優(yōu)化情況35-36
• 2.5.3 基于張量場的曲面加工區(qū)域劃分方法36-44
• 2.5.3.1 二階張量場中的退化點36-38
• 2.5.3.2 基于雙線性插值的三分退化點搜索方法38-40
• 2.5.3.3 曲面內部邊界構造方法40-44
• 2.6 本章小結44-46
• 第三章 基于切寬張量的復雜曲面分區(qū)加工方法46-64
• 3.1 復雜曲面端銑加工切寬張量構建的難點46-48
• 3.2 復雜曲面端銑加工切削寬度張量48-56
• 3.2.1 刀具有效切削曲面49-52
• 3.2.2 復雜曲面端銑加工切削寬度張量52-56
• 3.3 基于切寬張量的復雜曲面分區(qū)及軌跡計算56-63
• 3.3.1 球頭刀端銑復雜曲面切削寬度張量56-59
• 3.3.2 基于切寬張量的曲面分區(qū)和刀軌計算59
• 3.3.3 應用實例59-63
• 3.4 本章小結63-64
• 第四章 基于最大進給速度張量的復雜曲面分區(qū)加工方法64-76
• 4.1 復雜曲面端銑加工進給速度優(yōu)化的難點64-65
• 4.2 機床運動學曲面65-67
• 4.3 基于機床運動學特性的最大進給速度張量67-70
• 4.3.1 以機床各運動軸速度上限為約束的最大進給速度張量67-68
• 4.3.2 以機床各運動軸加速度上限為約束的最大進給速度張量68-70
• 4.4 基于最大進給速度張量的曲面分區(qū)加工軌跡計算70-75
• 4.4.1 基于最大進給速度張量的曲面加工區(qū)域劃分70-72
• 4.4.2 基于最大進給速度張量的曲面分區(qū)刀軌計算72-74
• 4.4.3 應用實例74-75
• 4.5 本章小結75-76
• 第五章 面向復雜曲面數(shù)控加工的云制造框架76-91
• 5.1 復雜零件云制造的不足和難點76-77
• 5.2 面向復雜曲面數(shù)控加工的云制造框架77-81
• 5.2.1 框架構建77-80
• 5.2.2 制造服務類型80-81
• 5.3 復雜曲面動態(tài)加工特征FUNCTION BLOCK81-90
• 5.3.1 SDMF-FB的構成82-87
• 5.3.1.1 曲面加工特征Function Block82-84
• 5.3.1.2 中間狀態(tài)特征Function Block84-85
• 5.3.1.3 目標曲面Function Block85
• 5.3.1.4 工藝方案Function Block85-87
• 5.3.2 SDMF-FB87-90
• 5.4 本章小結90-91
• 第六章 系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)91-98
• 6.1 系統(tǒng)框架91-92
• 6.2 系統(tǒng)功能與運行實例92-97
• 6.3 本章小結97-98
• 第七章 總結與展望98-100
• 7.1 總結98-99
• 7.2 展望99-100
• 參考文獻100-109
• 致謝109-111
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文111-113

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 雷大江;一種自由曲面加工步長和行距確定的修正方法[J];機械制造;2004年12期

2 廉良沖;;曲面加工高度方向的精度控制[J];機床與液壓;2010年10期

3 鄧沙陵;;缸蓋高溫區(qū)空間非對稱曲面加工[J];內燃機;1991年05期

4 富宏亞,付云忠,路華,王永章;基于開放式系統(tǒng)的曲面加工誤差動態(tài)補償控制[J];組合機床與自動化加工技術;2001年12期

5 周純江,陳紅春;復雜組合曲面加工的應用研究[J];新技術新工藝;2005年05期

6 周志雄;周秦源;任瑩暉;;復雜曲面加工技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機械工程學報;2010年17期

7 楊清好，宋震，，陳爾昌，陳日曜;曲面加工─測量一體化系統(tǒng)[J];湖北工學院學報;1994年03期

8 邵偉平;三坐標曲面加工中球形刀的刀位分析[J];現(xiàn)代制造工程;2002年06期

9 周立紅 ,王孝中;特形曲面加工工藝及編程探索[J];機械工人.冷加工;2004年11期

10 黃曉峰;影響衣架模具曲面加工精度的工藝分析及對策[J];模具制造;2005年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 鎖亞卿;;曲面加工探討[A];數(shù)控技術學術研討會論文集[C];1999年

2 丁雪生;;豐田工機新開發(fā)的超精密自由曲面加工機[A];中國數(shù)控機床展覽會論文集[C];2004年

3 黃燕華;高黨忠;謝軍;羅炫;童維超;;微尺度正弦波調制曲面加工與表征[A];第十屆中國核靶技術學術交流會摘要集[C];2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉旭;基于動態(tài)加工特征的復雜曲面加工方法[D];南京航空航天大學;2015年

2 孫維堂;基于開放式數(shù)控平臺的復雜曲面加工研究[D];東北大學;2008年

3 黃志東;復雜曲面加工運動創(chuàng)成與加工區(qū)域研究[D];吉林大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 何濤;基于車銑復合加工螺桿轉子的研究[D];大連理工大學;2015年

2 石顯奎;基于CAD/CAM的數(shù)控銑削高效加工技術研究與實現(xiàn)[D];浙江工業(yè)大學;2015年

3 楊桃;空間回轉曲面加工及關鍵裝置的研究[D];西華大學;2011年

4 陳兵;數(shù)控雕銑曲面加工復雜度計算及切削參數(shù)選擇方法研究[D];重慶大學;2012年

5 徐新健;基于CAXA-ME的曲面加工技術的研究[D];山東大學;2012年

6 楊東方;法蘭接管馬鞍曲面加工專機CNC系統(tǒng)研發(fā)[D];蘭州理工大學;2012年

7 馮繼凱;數(shù)控機床動態(tài)特性對曲面加工效率的影響[D];山東大學;2014年

8 龐開航;快速電磁伺服刀具系統(tǒng)的馬達設計與研究[D];天津大學;2007年

本文編號：1091028