發(fā)布時間：2021-01-13 03:11

　　目前,自由曲面在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。針對自由曲面的加工,目前的生產(chǎn)實踐通常采用的是點銑法。而與點銑法相比,側(cè)銑加工方法具有加工效率高、表面質(zhì)量好等優(yōu)點,受到了研究者們的關注。但是鑒于自由曲面的多樣性、復雜性,針對自由曲面的側(cè)銑加工尚未形成一套成熟的理論與技術。本文利用微分幾何學的相伴曲面方法,建立側(cè)銑加工的誤差模型,結(jié)合試驗設計與代理模型計算,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,導出為IGES文件,然后編寫程序?qū)⑵渥x入到MATLAB中。利用NURBS曲面的相關理論與方法,建立了曲面對象的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù),實現(xiàn)了求曲面上的點、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。針對在單刀位下得到刀具包絡面與設計曲面之間的誤差這個問題,以標桿為聯(lián)系刀具曲面與設計曲面間的紐帶,建立了包絡誤差模型。并利用標桿最小值條件與包絡條件的等價性,提出了基于特征標桿的誤差優(yōu)化目標函數(shù)。由于刀軸位姿與包絡誤差之間的關系不能用顯式函... 

【文章來源】：大連交通大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１自由曲面的實際應用舉例??Ｆｉｇ．?１．１?Ｅｘａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ｆｒｅｅ－ｆｏｒｍ?ｓｕｒｆａｃｅｓ?ｕｓｅｄ?ｉｎ?ｐｒａｃｔｉｃｅ??

譬??圖１．２點銑法加工自由曲面??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)勢在于顯著提高了加工帶寬，并充分發(fā)揮了五坐標聯(lián)動機床的潛能。對于直紋面，??加工帶是整個直母線方向，故精加工可以一刀成形；而對于一般自由曲面，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，但是相對點銑法而言，加工帶寬往??往大為改觀，并且加工殘留沒有點銑那樣明顯，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發(fā)生變化［２］。也就是說，不存??在一個切平面，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。而對于一般自由曲面，銑刀與工件之間是區(qū)域接觸，加工的過程實際上??是在試圖用一系列刀具包絡面去擬合一個自由曲面。因此

圖１．２點銑法加工自由曲面??．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)揮了五坐標聯(lián)動機床向，故精加工可以一刀成形；而對于一般自加工需要多條刀路才能完成，但是相對點銑殘留沒有點銑那樣明顯，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)域接觸包絡面去擬合一個自由曲面。因此，需要解也就是刀位優(yōu)化問題。自由曲面?zhèn)茹娂庸さ队汕娴囊粋�特例一一非可展直紋面上。??


本文編號：2974092