本文關(guān)鍵詞：圓柱刀側(cè)銑自由曲面的最小二乘法研究

  更多相關(guān)文章： 五軸數(shù)控加工 側(cè)銑 自由曲面 最小二乘法 刀位規(guī)劃

【摘要】：隨著全球制造業(yè)水平的不斷提高,五軸數(shù)控加工在復(fù)雜形面的制造中取得了廣泛的應(yīng)用。五軸側(cè)銑加工因加工效率高、工件表面質(zhì)量好等優(yōu)點越來越受到業(yè)界的關(guān)注。然而,由于側(cè)銑加工本身的特性,其在實際加工中的應(yīng)用又受到諸多限制。目前常用的CAM軟件中只提供可展直紋面的刀位規(guī)劃算法,盡管近些年來針對非可展直紋面的刀位規(guī)劃算法取得了長足的發(fā)展,但是對于其他相對復(fù)雜的自由曲面則需要設(shè)計者自行研究相應(yīng)的刀位規(guī)劃算法。這極大的加大了側(cè)銑加工在實踐中應(yīng)用的難度,也制約了五軸加工機(jī)床潛能的開發(fā)。本論文以研究一種適用于圓柱刀側(cè)銑加工自由曲面的刀位規(guī)劃算法為目的,在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,擴(kuò)大五軸側(cè)銑加工的應(yīng)用范圍。本文的主要內(nèi)容包括：首先,在分析非可展直紋面?zhèn)茹姷牡段灰?guī)劃算法的基礎(chǔ)上,研究了基于最小二乘法的圓柱刀側(cè)銑直紋面的刀位規(guī)劃算法,該方法以映射曲線為紐帶,用映射曲線和設(shè)計曲面之間的距離來描述每個刀位下的加工誤差,通過單位步長的Levenberg-Marquardt方法求解最小二乘法逼近模型得到優(yōu)化刀位。并與其他刀位規(guī)劃算法進(jìn)行對比,數(shù)值算例表明該算法具有一定的優(yōu)勢。其次,提出了基于最小二乘法的圓柱刀側(cè)銑自由曲面的刀位確定方法,分析了加工自由曲面時的加工誤差,通過對自由曲面進(jìn)行適當(dāng)分割,可以顯著地減小圓柱刀側(cè)銑自由曲面的幾何殘留誤差。這種算法擴(kuò)大了最小二乘法的應(yīng)用范圍,對于側(cè)銑加工的應(yīng)用范圍擴(kuò)大具有一定的參考意義。最后,針對不同形狀特征的自由曲面,提出了兩種自由曲面的劃分方法：帶狀自由曲面劃分方法和基于等照度線的自由曲面劃分方法。兩個算法均考慮了后續(xù)側(cè)銑加工的誤差預(yù)估,并對刀具干涉、排列情況、魯棒性、運算量等問題進(jìn)行了討論,分析了兩種劃分方法的優(yōu)缺點和局限性。
【關(guān)鍵詞】：五軸數(shù)控加工 側(cè)銑 自由曲面 最小二乘法 刀位規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題背景介紹9-11
• 1.2 論文的選題及其意義11-12
• 1.3 研究現(xiàn)狀綜述12-13
• 1.4 論文的主要研究工作13-15
• 2 曲線與曲面基礎(chǔ)15-22
• 2.1 Bezier曲線曲面15-17
• 2.1.1 Bezier曲線15-16
• 2.1.2 Bezier曲面16-17
• 2.2 直紋面及其性質(zhì)17-19
• 2.3 點到參數(shù)曲面的距離19-20
• 2.4 三次樣條曲線插值20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3 基于最小二乘法的非可展直紋面?zhèn)茹娂庸し椒?/span>22-34
• 3.1 直紋面?zhèn)茹姵跏嫉段坏纳?/span>22-24
• 3.2 圓柱刀側(cè)銑直紋面的最小二乘法24-29
• 3.2.1 基于映射曲線的刀位誤差24-26
• 3.2.2 圓柱刀側(cè)銑直紋面的最小二乘逼近模型26-29
• 3.3 數(shù)值算例與誤差分析29-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 基于最小二乘的自由曲面?zhèn)茹娂庸し椒ㄑ芯?/span>34-39
• 4.1 自由曲面初始刀位生成34-35
• 4.2 自由曲面數(shù)值算例35-37
• 4.3 圓柱刀側(cè)銑自由曲面的最小二乘法37-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 5 自由曲面的劃分39-53
• 5.1 自由曲面的帶狀劃分39-42
• 5.2 基于等照線的自由曲面劃分42-52
• 5.2.1 等照度線及其性質(zhì)42-43
• 5.2.2 等照度線的生成43-48
• 5.2.3 劃分?jǐn)?shù)值算例48-50
• 5.2.4 優(yōu)缺點分析50-51
• 5.2.5 誤差預(yù)估51-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 致謝57-58

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