隨著CAD、CAM技術的快速發(fā)展,高速切削與五軸聯(lián)動技術已經(jīng)廣泛地應用在航天航空、船舶和汽車模具等多個領域內(nèi)。在數(shù)控加工中,衡量表面質量重要的指標是工件的表面形貌。五軸數(shù)控銑削中的加工工藝、加工方式、刀具、材料以及切削參數(shù)等因素都能夠影響工件表面形貌。同時,在曲線加工或者曲面加工中,受到五軸機床兩個旋轉軸的影響,刀尖點速度的光順不能確保機床各軸運動的平穩(wěn),機床各軸的運動有可能超出伺服電機的驅動極限,導致進給速度波動,從而改變?nèi)S表面形貌。所以,在進給速度波動的情形下,依據(jù)影響因素尤其是切削參數(shù)預測計算出工件表面形貌參數(shù)就顯得非常重要。這樣可以避免試錯法以獲得所需的表面質量,不僅極大地降低產(chǎn)品的生產(chǎn)周期與成本,而且在保證工件加工質量的方面也具有重大意義。目前,大多數(shù)學者對表面形貌的生成因素考慮不全或者未考慮動態(tài)進給率對表面形貌的影響。為了改善上述所提到的問題,在本研究中,通過研究五軸數(shù)控的高速切削原理,探討在動態(tài)進給率下自由曲面球頭銑刀加工零件表面形貌特征的生成機理。首先,該模型考慮實際的等螺旋角球頭立銑刀模型,充分考慮加工中常用的且能夠在CAM軟件里設定的加工參數(shù),如刀軸傾斜角度、進給...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 銑削表面形貌模型
        1.2.2 插補中的進給速度規(guī)劃模型
    1.3 研究意義及目的
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
2 數(shù)控銑削表面形貌仿真與粗糙度預測模型
    2.1 球頭立銑刀模型
        2.1.1 球頭銑刀銑削要素
        2.1.2 球刀螺旋角的物理意義
        2.1.3 球頭銑刀切削刃螺旋角的作用
        2.1.4 等螺旋角銑刀切削刃模型
    2.2 五軸銑削刃掃掠面精確模型
        2.2.1 五軸加工坐標系統(tǒng)的建立
        2.2.2 五軸銑削機床坐標系空間變換
        2.2.3 五軸機床刀具掃掠面模型的求解
    2.3 加工形貌預測仿真算法
        2.3.1 刀具的離散
        2.3.2 工件表面網(wǎng)格的劃分
        2.3.3 基于N-buffer思想的形貌預測算法
        2.3.4 切削狀態(tài)判斷
        2.3.5 形貌仿真模型的建立
        2.3.6 三維表面形貌仿真結果示例
    2.4 表面粗糙度模型
3 基于多約束迭代的進給率規(guī)劃算法
    3.1 數(shù)控插補技術
    3.2 參數(shù)曲線數(shù)據(jù)點的參數(shù)化
    3.3 插補參數(shù)的計算
    3.4 五軸機床運動學模型
        3.4.1 五軸機床的基本結構
        3.4.2 工作臺雙轉動機床的運動學模型
    3.5 約束下的五軸數(shù)控加工的進給速度規(guī)劃
        3.5.1 進給速度規(guī)劃中的弦高差約束
        3.5.2 進給速度規(guī)劃中的驅動特性約束
        3.5.3 進給速度規(guī)劃中的多約束自適應算法
        3.5.4 進給速度約束下的路徑迭代算法
    3.6 實驗及結果分析
        3.6.1 平面曲線的實驗與結果驗證
        3.6.2 空面曲線的實驗與結果驗證
    3.7 本章小結
4 表面形貌與粗糙度預測實驗驗證
    4.1 基于動態(tài)進給率的加工形貌預測仿真算法
        4.1.1 旋轉變換
        4.1.2 平移變換
        4.1.3 動態(tài)進給率形貌仿真數(shù)據(jù)結構的建立與表達
    4.2 實驗設備
        4.2.1 UG模型建立以及加工流程
        4.2.2 加工實驗設備
        4.2.3 測量實驗設備
    4.3 平面模型表面粗糙度預測實驗驗證
        4.3.1 實驗方案設計
        4.3.2 加工實驗與仿真預測結果對比
        4.3.3 實驗結果分析
        4.3.4 動態(tài)進給率與常進給率對比驗證
    4.4 復雜曲面模型表面粗糙度預測實驗驗證
        4.4.1 實驗方案設計
        4.4.2 加工實驗與仿真預測結果對比
    4.5 不同進給率下模型表面粗糙度仿真實驗
        4.5.1 仿真方案設計
        4.5.2 實驗結果分析
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3738714