【摘要】：產(chǎn)品的外形美觀多樣化,使得具有復雜曲面的各種產(chǎn)品越來越多,因此對曲面加工的要求也越來越高,這就對自由曲面加工技術提出了更高的要求。數(shù)控銑削加工參數(shù)的選擇和刀具軌跡的合理規(guī)劃決定著模具自由曲面加工的效率和產(chǎn)品表面的質(zhì)量。為了有效提高模具加工的效率和質(zhì)量,本文對模具自由曲面的高效高品質(zhì)加工的有關理論和實際加工應用進行了研究。分析總結了現(xiàn)有幾種曲面造型方法的優(yōu)缺點,確定了以NURBS曲面描述模具自由曲面并分析了曲面固有的幾何參數(shù)特性。通過Matlab構造自由曲面并計算了曲面離散型值點的曲率,根據(jù)曲面上點的性質(zhì)將曲面初步劃分為凸橢圓面、凹橢圓面、凸拋物面、凹拋物面以及雙曲面。采用K-means聚類算法將曲面進行細分,得到幾何特性相似的曲面片,并確定了曲面邊界,完成了曲面的分區(qū)域規(guī)劃。完成了球頭銑刀銑削模具自由曲面的刀具軌跡規(guī)劃。根據(jù)等殘留高度法對球頭銑刀軌跡規(guī)劃的走刀步長、加工行距、刀觸點和刀位點等進行了計算和分析。選擇不同的初始軌跡得到的刀觸點不同,為了提高加工效率,使所有刀具路徑的平均行距最大,在采用等殘留高度法進行軌跡規(guī)劃時,選擇了所有刀觸點間歇進給方向法曲率半徑均值最大的刀具路徑對應的初始軌跡,并通過該初始軌跡進行軌跡規(guī)劃。通過實例驗證了該初始軌跡對應的刀路總長度最小,相應的走刀時間也最短。設計多因素正交試驗研究了多軸球頭銑削加工參數(shù)對淬硬模具鋼表面完整性的影響。選擇不同的加工參數(shù)如主軸轉速、每齒進給量、徑向切深、前傾角和側偏角作為影響因素,以表面粗糙度Ra,表面顯微硬度HV,表面殘余應力作為評價指標,根據(jù)試驗結果分析了各加工參數(shù)對表面完整性的影響規(guī)律,得出各參數(shù)對表面完整性影響的顯著程度,為加工表面完整性預測提供了理論基礎,也為實際模具切削參數(shù)合理選擇提供依據(jù)。完成了對自由曲面的分區(qū)域刀具軌跡規(guī)劃仿真以及汽車前地板縱梁前段凸模的UG數(shù)控加工編程仿真和試驗研究,對比分析了分區(qū)域加工與單一刀路下銑削加工的效率和表面質(zhì)量,研究表明在精加工階段,分區(qū)域加工可在保證加工質(zhì)量的同時明顯提高模具的加工效率。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG76
【圖文】：

形刀具軌跡連接方法。逡逑參數(shù)線法主要用于加工參數(shù)線均勻變化的曲面，刀軌沿曲面算，但是刀軌排列較為密集，致使加工效率偏低，而且對于不跡的不均勻直接影響了表面質(zhì)量和效率的提高。逡逑２）截面線法逡逑面線法分為ＣＣ路徑截面線法和ＣＬ路徑截面線法兩種，基本距離的平行平面切割工件曲面，使刀具以截面與工件曲面間的加工曲面。陳濤［１５，１６］等以截面法為基礎提出三角劃分曲面方態(tài)獲得無干涉刀位軌跡。吳光琳＾采用三角劃分方法，根據(jù)各與行距得出無干涉刀具軌跡并確定了加工不到的區(qū)域位置，劉威［１８】基于截面線法提出了點云模型的等誤差刀具軌跡生成確定的點建立以弓高誤差為半徑的圓取得最小的交集，在此交弓高誤差取得的圓相切或相交，滿足了加工精度要求。逡逑

ｆｉｌｌ�。义霞庸で驽义蠄D１－２截面線法逡逑截面線法可以避免等參數(shù)線法出現(xiàn)的刀具軌跡不均勻的問題，但此方法要進逡逑行求交運算，而且截平面的位置會影響刀具軌跡的質(zhì)量。自由曲面的區(qū)域不同使逡逑得殘留的高度出現(xiàn)差異，在加工較平緩的曲面時由于最大殘留高度允值的約束使逡逑得加工效率較低［１９］。Ｃｈｉｏｕ等［２（）】提出了一種基于工件曲面和刀具幾何信息的加逡逑３逡逑

邋Ｖ＝［０邋０邋０邋０．２邋０．５邋０．８邋１邋１邋１］，控制頂點逡逑５］邋［０，５，１５］［０，１０，１２］［０，１５，１６］［０，２０，１４］邋［０，２５，１６］逡逑５］邋［５，５，１２］［５，１０，１１］邋［５，１５，１１］邋［５，２０，１５］邋［５，２５，１８］逡逑１３］邋［１０，５，１１］邋［１０，１０，１５］邋［１０，１５，１５］邋［１０，２０，１８］邋［１０，２５，１７］逡逑１４］邋［１５，５，１３］邋［１５，１０，１３］邋［１５，１５，１４］邋［１５，２０邋１６］邋［１５，２５，１５］逡逑１２］邋［２０，５，１４］邋［２０，１０，１２］邋［２０，１５，１０］邋［２０，２０，１６］邋［２０，２５，１７］］逡逑＇１１１１１１＇逡逑１１１１１１逡逑＝邐１１１１１１逡逑１１１１１１逡逑１１１１１１逡逑ａｔｌａｂ構造的ＮＵＲＢＳ自由曲面如圖２－２所示，得到的各離值保存在．ｔｘｔ文檔中。逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2743144