隨著航空航天、能源動力、汽車船舶等重大工程領(lǐng)域的飛速發(fā)展,局部幾何急變類復(fù)雜曲面關(guān)重件在各種高端裝備中得以廣泛應(yīng)用。由于此類零件面形復(fù)雜且具有局部幾何急變特征,傳統(tǒng)統(tǒng)一工藝參數(shù)整體加工方法難以滿足其高質(zhì)高效的制造需求,因此分區(qū)域變工藝參數(shù)加工方法被大量用于此類零件加工。然而,該方法仍存在兩方面不足:其一,缺乏面向數(shù)控加工過程的分區(qū)準(zhǔn)則,導(dǎo)致區(qū)域分割與刀具軌跡規(guī)劃相互獨(dú)立,易誘發(fā)局部誤差超差和劇烈切削振動;其二,區(qū)域部分位置易發(fā)生刀具軌跡拼接不當(dāng),造成局部誤差急劇增大,甚至導(dǎo)致明顯的接刀痕。鑒于此,本文開展了復(fù)雜曲面零件分區(qū)域加工刀具軌跡規(guī)劃研究,并提出了面向局部幾何急變類復(fù)雜曲面零件高質(zhì)高效加工的區(qū)域分割方法與刀具軌跡規(guī)劃方法,具體研究內(nèi)容如下:(1)基于走刀矢量場的復(fù)雜曲面零件加工區(qū)域分割方法。構(gòu)造弦高/殘高誤差的雙目標(biāo)優(yōu)化模型,求解最優(yōu)走刀方向,建立弦高/殘高誤差協(xié)同約束的走刀矢量場。以散度值/旋度值是否為零作為準(zhǔn)則,完成促成走刀方式精準(zhǔn)匹配的區(qū)域初分割。以旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)給運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)參數(shù)是否突變作為準(zhǔn)則,完成確保旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)給運(yùn)動平穩(wěn)的區(qū)域細(xì)分。(2)邊界殘高誤差約束的區(qū)域行切加工刀具軌跡...

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 復(fù)雜曲面零件區(qū)域分割研究現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)控加工刀具軌跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及整體結(jié)構(gòu)
2 基于走刀矢量場的復(fù)雜曲面零件加工區(qū)域分割方法
    2.1 引言
    2.2 走刀矢量場基礎(chǔ)理論概述
    2.3 弦高/殘高誤差協(xié)同約束的走刀矢量場構(gòu)建
        2.3.1 面向弦高/殘高誤差的雙目標(biāo)優(yōu)化模型構(gòu)造
        2.3.2 基于曲率特征的最優(yōu)走刀方向求解
    2.4 多目標(biāo)約束下復(fù)雜曲面零件加工區(qū)域分割
        2.4.1 促成走刀方式精準(zhǔn)匹配的加工區(qū)域初分割
        2.4.2 確保旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)給運(yùn)動平穩(wěn)的加工區(qū)域細(xì)分
    2.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計
        2.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    2.6 本章小結(jié)
3 邊界殘高誤差約束的區(qū)域行切加工刀具軌跡規(guī)劃方法
    3.1 引言
    3.2 區(qū)域行切加工接刀痕形成機(jī)制分析
    3.3 邊界殘高誤差約束的臨界刀觸點(diǎn)曲線構(gòu)造
        3.3.1 邊界-刀觸點(diǎn)距離計算模型建立
        3.3.2 慮及邊界-刀觸點(diǎn)空間位置關(guān)系的臨界刀觸點(diǎn)求解
    3.4 基于行距方向測地線的區(qū)域行切加工刀具軌跡規(guī)劃
        3.4.1 臨界刀觸點(diǎn)行距方向測地線數(shù)值計算
        3.4.2 測地線導(dǎo)向的理論刀觸點(diǎn)生成及修正
        3.4.3 面向行切加工刀具軌跡的實(shí)際刀觸點(diǎn)生成
    3.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計
        3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
4 基于等殘高法的區(qū)域環(huán)切加工刀具軌跡規(guī)劃方法
    4.1 引言
    4.2 區(qū)域環(huán)切加工接刀痕形成機(jī)制分析
    4.3 等殘高法區(qū)域環(huán)切加工刀具軌跡初規(guī)劃
    4.4 慮及內(nèi)環(huán)弧長誤差均化的區(qū)域環(huán)切加工刀具軌跡再規(guī)劃
        4.4.1 內(nèi)環(huán)弧長誤差計算模型建立及分類
        4.4.2 沿行距方向的局部實(shí)際刀觸點(diǎn)修正
        4.4.3 沿走刀方向的局部實(shí)際刀觸點(diǎn)修正
    4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
5 面向區(qū)域分割-軌跡規(guī)劃的加工輔助軟件
    5.1 引言
    5.2 軟件開發(fā)工具簡介
    5.3 基于Matlab GUI的加工輔助軟件開發(fā)
        5.3.1 軟件界面搭建及功能說明
        5.3.2 區(qū)域分割模塊設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
        5.3.3 軌跡規(guī)劃模塊設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
    5.4 綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計
        5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3908113