【摘要】：隨著微小型復(fù)雜零件在航空航天、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,人們?yōu)榱丝朔趥鹘y(tǒng)尺寸精密機(jī)床上加工微小型復(fù)雜零件引起的空間、資源和能源浪費(fèi)等缺點(diǎn),提出了將傳統(tǒng)的加工工藝與微小型機(jī)床相結(jié)合來(lái)加工微小型復(fù)雜零件的方案。本文對(duì)五軸微小型機(jī)床的數(shù)控加工方法進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容為:(1)對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床的三種類型十二種組合形式進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模。推導(dǎo)出將刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機(jī)床各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的計(jì)算公式。分析了五軸數(shù)控加工中非線性誤差的產(chǎn)生原因,建立了非線性誤差簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型,確定出最大非線性誤差出現(xiàn)的位置,為自適應(yīng)線性法加工提供依據(jù)。(2)基于UG/Post Builder后置處理器,開發(fā)了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床后置處理程序,編寫機(jī)床參數(shù)、程序和刀軌參數(shù)、NC代碼格式等文件,采用TCL語(yǔ)言編寫自定義用戶命令,實(shí)現(xiàn)了非線性誤差校核,并將刀位文件直接轉(zhuǎn)化為NC程序。(3)基于VERICUT軟件建立了自主研發(fā)小型五軸數(shù)控機(jī)床虛擬加工仿真系統(tǒng),建立了機(jī)床、刀具和工件毛坯的模型,實(shí)現(xiàn)了虛擬加工仿真中干涉、過(guò)切、欠切等檢查,保證了NC程序的正確使用。(4)應(yīng)用自主研發(fā)的五軸聯(lián)動(dòng)微小型數(shù)控機(jī)床完成了葉片曲面加工,驗(yàn)證了后置處理的正確性。
【圖文】：

(a) 微型直升機(jī) (b) 微型醫(yī)療器械圖1-1 微型機(jī)械Fig.1-1 Miniaturization Machines繼續(xù)用原有的大型機(jī)床加工這些微小型產(chǎn)品顯然存在著資源浪費(fèi)現(xiàn)象，而且機(jī)床的微型化有利于各項(xiàng)誤差的減小，比如，熱變形、機(jī)床幾何誤差等與體積相關(guān)的誤差會(huì)隨機(jī)床尺寸的縮減而減小，，機(jī)床的加工環(huán)境也易得到保障【3】。因此，微小型機(jī)床對(duì)微小型產(chǎn)品的加工方法成為當(dāng)今的熱門課題。因?yàn)槲覈?guó)在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域起步相對(duì)較晚，所以數(shù)控技術(shù)方面的基礎(chǔ)能力就比較薄弱，與國(guó)外的一些擁有數(shù)控先進(jìn)水平的國(guó)家相比，在高性能的數(shù)控加工技術(shù)上差距就更加的巨大。一方面，我國(guó)的大部分高性能數(shù)控機(jī)床都來(lái)源于進(jìn)口，技術(shù)人員在實(shí)踐操作和數(shù)控技能上缺乏經(jīng)驗(yàn)

如圖 1-2 所示，從而開創(chuàng)了微小型機(jī)床技術(shù)研究的新領(lǐng)域，該微型車床的尺寸為32mm×25mm×30.5mm，重約為 100g。圖1-2 微型車床Fig.1-2 The micro lathe為了實(shí)現(xiàn)對(duì)空間任意曲線曲面的加工，韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)的Young-bong Bang等人于2005年研發(fā)了一臺(tái)欄式五軸聯(lián)動(dòng)精密微型銑床【7】，如圖1-3所示，三個(gè)直線軸(X軸、Y軸、Z軸)和兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸(A軸和C軸)均采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。銑床的整體尺寸為294mm×220mm×258mm，主軸選用空氣電機(jī)軸，同時(shí)該機(jī)床采用了PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡以實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微葉片、微溝槽、微型薄壁的銑削加工。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2564696