目前,自由曲面在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)自由曲面的加工,目前的生產(chǎn)實(shí)踐通常采用的是點(diǎn)銑法。而與點(diǎn)銑法相比,側(cè)銑加工方法具有加工效率高、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),受到了研究者們的關(guān)注。但是鑒于自由曲面的多樣性、復(fù)雜性,針對(duì)自由曲面的側(cè)銑加工尚未形成一套成熟的理論與技術(shù)。本文利用微分幾何學(xué)的相伴曲面方法,建立側(cè)銑加工的誤差模型,結(jié)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)與代理模型計(jì)算,研究自由曲面?zhèn)茹娂庸さ段簧傻囊话愕睦碚撆c方法。在NX軟件中建立曲面模型后,導(dǎo)出為IGES文件,然后編寫(xiě)程序?qū)⑵渥x入到MATLAB中。利用NURBS曲面的相關(guān)理論與方法,建立了曲面對(duì)象的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù),實(shí)現(xiàn)了求曲面上的點(diǎn)、切矢、法向量、主曲率、主方向以及交換曲面參數(shù)、反轉(zhuǎn)曲面方向、求點(diǎn)到曲面的距離等功能�？紤]到一般自由曲面不能一刀加工成型,使用直紋面擬合自由曲面的方法劃分了加工帶,并生成了初始刀位。針對(duì)在單刀位下得到刀具包絡(luò)面與設(shè)計(jì)曲面之間的誤差這個(gè)問(wèn)題,以標(biāo)桿為聯(lián)系刀具曲面與設(shè)計(jì)曲面間的紐帶,建立了包絡(luò)誤差模型。并利用標(biāo)桿最小值條件與包絡(luò)條件的等價(jià)性,提出了基于特征標(biāo)桿的誤差優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。由于刀軸位姿與包絡(luò)誤差之間的關(guān)系不能用顯式函... 

【文章來(lái)源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１自由曲面的實(shí)際應(yīng)用舉例??Ｆｉｇ．?１．１?Ｅｘａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ｆｒｅｅ－ｆｏｒｍ?ｓｕｒｆａｃｅｓ?ｕｓｅｄ?ｉｎ?ｐｒａｃｔｉｃｅ??

譬??圖１．２點(diǎn)銑法加工自由曲面??Ｆｉｇｌ?．２?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｆｒｅｅ－ｆｏｒｍ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｕｓｉｎｇ?ｐｏｉｎｔ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ??側(cè)銑法指的是用圓柱刀或者圓錐刀的側(cè)刃銑削曲面的方法，如圖１．３。這種方法最??大的優(yōu)勢(shì)在于顯著提高了加工帶寬，并充分發(fā)揮了五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床的潛能。對(duì)于直紋面，??加工帶是整個(gè)直母線方向，故精加工可以一刀成形；而對(duì)于一般自由曲面，雖然必須劃??分若干加工帶，曲面精加工需要多條刀路才能完成，但是相對(duì)點(diǎn)銑法而言，加工帶寬往??往大為改觀，并且加工殘留沒(méi)有點(diǎn)銑那樣明顯，后期工作大大減輕。按照微分幾何的理??論，沿著非可展直紋面的直母線，曲面的法向量的方向會(huì)發(fā)生變化［２］。也就是說(shuō)，不存??在一個(gè)切平面，使得某條直母線位于該切平面內(nèi)。這使得非可展直紋面?zhèn)茹娂庸ひ欢ù??在原理性誤差。而對(duì)于一般自由曲面，銑刀與工件之間是區(qū)域接觸，加工的過(guò)程實(shí)際上??是在試圖用一系列刀具包絡(luò)面去擬合一個(gè)自由曲面。因此

圖１．２點(diǎn)銑法加工自由曲面??．２?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｆｒｅｅ－ｆｏｒｍ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｕｓｉｎｇ?ｐｏｉｎｔ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ｍｅｔｈ柱刀或者圓錐刀的側(cè)刃銑削曲面的方法，如了加工帶寬，并充分發(fā)揮了五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床向，故精加工可以一刀成形；而對(duì)于一般自加工需要多條刀路才能完成，但是相對(duì)點(diǎn)銑殘留沒(méi)有點(diǎn)銑那樣明顯，后期工作大大減輕的直母線，曲面的法向量的方向會(huì)發(fā)生變條直母線位于該切平面內(nèi)。這使得非可展直一般自由曲面，銑刀與工件之間是區(qū)域接觸包絡(luò)面去擬合一個(gè)自由曲面。因此，需要解也就是刀位優(yōu)化問(wèn)題。自由曲面?zhèn)茹娂庸さ队汕娴囊粋�(gè)特例一一非可展直紋面上。??


本文編號(hào)：2974092