本文關(guān)鍵詞：汽車保險杠凹模加工表面形貌建模及數(shù)控加工仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽車保險杠凹模有結(jié)構(gòu)尺寸大,豎直方向尺寸落差大；形狀復(fù)雜,各類曲面、凸臺、凹槽多；尺寸精度和表面精度要求高等特點,在制造過程中常采用銑削加工、電火花加工以及人工磨拋相結(jié)合的方法。隨著高性能機床和先進刀具材料的發(fā)展,五軸數(shù)控加工在模具制造中的地位不斷提高,針對汽車保險杠凹模開展數(shù)控加工工藝規(guī)劃與仿真研究已成為模具行業(yè)所面臨的重要任務(wù)之一。因具有很好的抗疲勞性和易切削性,AISI P20模具鋼成為汽車保險杠凹模的首選材料；但在加工過程中易出現(xiàn)表面缺陷,影響模具的疲勞壽命。研究五軸球頭銑削P20模具鋼的表面形貌和加工缺陷情況,可以為模具精加工提供參數(shù)選擇依據(jù)。本文基于五軸球頭銑削運動方程,建立三維表面形貌模型,結(jié)合P20模具鋼銑削實驗,分析各加工參數(shù)對表面形貌的影響,為模具精加工參數(shù)選擇提供技術(shù)支持。采用計算機輔助制造軟件NX 9.0對汽車保險杠凹模進行數(shù)控加工編程及后處理,之后采用軟件VERICUT對其進行數(shù)控加工仿真。首先,利用刀具刃線方程和角度變換矩陣,建立包含六個工藝參數(shù)(每齒進給量、徑向切削深度、軸向切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、前傾角和側(cè)偏角)的五軸球頭銑削三維表面形貌仿真模型,借助正交實驗驗證了三維表面形貌仿真模型的有效性,并根據(jù)仿真和實驗結(jié)果研究了表面形貌形成機理。根據(jù)掃描電子顯微鏡觀察和能譜分析,研究了五軸球頭銑削P20模具鋼過程中的加工缺陷形成機理,研究了切屑與加工缺陷之間的關(guān)系。其次,選用高精度重心驅(qū)動橋式五軸鏜銑加工中心為加工機床,對汽車后保險杠凹模進行工藝分析和數(shù)控加工工藝規(guī)劃。選取了加工所需刀柄、刀具以及切削參數(shù),做出工藝方案；運用CAM軟件NX9.0進行數(shù)控加工編程,生成完整的刀軌源文件。最后,開發(fā)出基于國產(chǎn)廣州數(shù)控系統(tǒng)(GSK)的重心驅(qū)動橋式五軸鏜銑加工中心后處理器,輸出加工所需NC程序。建立了基于VERICUT仿真環(huán)境的虛擬樣機和刀具庫,進行數(shù)控加工仿真,檢查潛在的干涉、超行程和碰撞錯誤,驗證了數(shù)控加工程序的正確性。本研究在汽車保險杠凹模的制造過程中,優(yōu)化了精加工過程中的參數(shù),編制了完整的工藝方案,制定了合理的數(shù)控加工工藝規(guī)劃方案,利用構(gòu)建的專用后置處理器將刀軌源文件轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序,通過數(shù)控加工仿真軟件VERICUT驗證了程序的正確性,為汽車保險杠凹模的現(xiàn)場加工提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：汽車保險杠凹模 表面形貌 加工缺陷 加工工藝規(guī)劃 加工仿真
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.326;TG659
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 加工表面形貌研究14-16
• 1.2.1 加工表面形貌建模與仿真研究14-15
• 1.2.2 加工表面缺陷研究15-16
• 1.3 數(shù)控編程研究16-20
• 1.3.1 刀具路徑規(guī)劃研究17-19
• 1.3.2 刀具位姿規(guī)劃研究19-20
• 1.4 數(shù)控編程后置處理與加工仿真研究20-22
• 1.4.1 數(shù)控編程后置處理研究20-21
• 1.4.2 數(shù)控加工仿真研究現(xiàn)狀21-22
• 1.5 任務(wù)來源及主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 五軸球頭銑削加工三維表面形貌研究23-47
• 2.1 五軸球頭銑削表面三維模型23-30
• 2.1.1 工件坐標系下切削刃運動模型23-25
• 2.1.2 刀具位姿25-27
• 2.1.3 三維表面形貌仿真27-30
• 2.2 實驗設(shè)計30-32
• 2.3 結(jié)果分析與討論32-38
• 2.3.1 刀具磨損32-34
• 2.3.2 表面形貌34-35
• 2.3.3 二維輪廓35-36
• 2.3.4 表面粗糙度36-37
• 2.3.5 表面粗糙度極差分析37-38
• 2.4 加工表面缺陷機理分析38-45
• 2.4.1 表面缺陷測試結(jié)果39-41
• 2.4.2 表面缺陷形成機理41-42
• 2.4.3 表面缺陷與切屑的關(guān)系42-45
• 2.5 本章小結(jié)45-47
• 第3章 汽車保險杠凹模加工工藝規(guī)劃及數(shù)控編程47-63
• 3.1 保險杠凹模加工工藝規(guī)劃47-53
• 3.1.1 保險杠凹模材料及加工性能分析47-48
• 3.1.2 模具結(jié)構(gòu)分析48-49
• 3.1.3 數(shù)控機床參數(shù)49-50
• 3.1.4 數(shù)控銑削加工工藝規(guī)劃50-53
• 3.2 數(shù)控加工編程53-61
• 3.2.1 模具粗加工54-58
• 3.2.2 模具半精加工58-60
• 3.2.3 模具精加工60-61
• 3.3 本章小結(jié)61-63
• 第4章 數(shù)控編程后處理及VERICUT數(shù)控加工仿真63-77
• 4.1 數(shù)控編程后處理63-68
• 4.1.1 數(shù)控編程后處理原理63-65
• 4.1.2 基于SIMENS NX9.0的后處理器構(gòu)建65-67
• 4.1.3 刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換G代碼67-68
• 4.2 基于VERICUT的YHMC機床仿真68-72
• 4.2.1 VERICUT仿真加工工作流程68-70
• 4.2.2 YHMC虛擬機床的建立70-71
• 4.2.3 模具加工所需刀具庫的建立71-72
• 4.3 模具數(shù)控銑削加工仿真72-74
• 4.4 本章小結(jié)74-77
• 第5章 總結(jié)與展望77-79
• 5.1 工作總結(jié)77-78
• 5.2 研究展望78-79
• 參考文獻79-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與課題85-87
• 致謝87-89
• 附件89

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本文編號：459969