本文關(guān)鍵詞：非可展直紋曲面?zhèn)茹娂庸さ毒哕壽E優(yōu)化研究

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【摘要】：隨著裝備制造業(yè)的不斷發(fā)展,加工需求的不斷提高,越來越多的自由曲面、組合曲面等的復(fù)雜曲面應(yīng)用到民用和軍用的設(shè)計中去。但是,現(xiàn)有的CAM軟件已經(jīng)無法滿足側(cè)銑加工的精度要求,為了更好的滿足加工時對精度和工藝的要求,針對這類復(fù)雜曲面的側(cè)銑加工我們對曲面的幾何性質(zhì)和加工要求進(jìn)行特定的分析和相關(guān)的研究,通過建立刀具側(cè)銑時刀軸軌跡的優(yōu)化模型,對其進(jìn)行優(yōu)化求解;制定了先控制刀具包絡(luò)面和設(shè)計曲面間的理論誤差區(qū)域再優(yōu)化其光順性和連續(xù)性的方案。首先,研究曲面的理論基礎(chǔ),分析直紋面的幾何特性,研究側(cè)銑時刀具與曲面間位置的合理規(guī)劃。利用ACIS的求交技術(shù)檢測設(shè)計曲面與刀具的干涉情況,并通過對三點偏置算法的研究,對偏置點進(jìn)行優(yōu)化處理解決誤差集中不平均的方法,基于刀軸矢量在空間中運(yùn)動的特性,提出建立高斯球面簇,優(yōu)化了相鄰刀位刀軸的轉(zhuǎn)動量,從而優(yōu)化初始刀位的光順性的方法。其次,研究刀位整體優(yōu)化的方法,針對最小二乘法優(yōu)化的特性,提出先優(yōu)化基面的誤差及光順程度的方法。通過每組刀位的刀軸矢量簇建立有向圖模型,運(yùn)用以角速度為權(quán)值的帶權(quán)DIJKSTRA算法求得模型的最優(yōu)解作為基面,采用多約束求解的方法,求得最小二乘法優(yōu)化的刀軸軌跡面。最后,根據(jù)實際加工中機(jī)床的插補(bǔ)模式,合理的對刀軸軌跡面進(jìn)行密集離散。使離散的刀位的在盡可能滿足插補(bǔ)的情況下與設(shè)計曲面的幾何誤差最小。通過以ACIS的C++開發(fā)平臺應(yīng)用到UG仿真軟件中,對曲面進(jìn)行加工仿真,以表面精度、表面光順程度和加工時間為衡量基礎(chǔ)驗證了本優(yōu)化算法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：非可展直紋曲面 五軸數(shù)控加工 刀軸軌跡優(yōu)化 側(cè)銑 刀軸矢量
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 引言12
• 1.2 課題研究的背景及意義12-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 單個刀軸矢量規(guī)劃14-16
• 1.3.2 刀軸矢量整體規(guī)劃16
• 1.4 主要研究內(nèi)容16-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第2章 復(fù)雜曲面優(yōu)化基礎(chǔ)19-40
• 2.1 五軸數(shù)控技術(shù)概述19-20
• 2.2 五軸數(shù)控編程20-23
• 2.3 曲線曲面基礎(chǔ)理論23-30
• 2.3.1 空間曲線論23-24
• 2.3.2 曲面論基礎(chǔ)24-27
• 2.3.3 直紋面簡介27-28
• 2.3.4 網(wǎng)格曲面28-30
• 2.4 曲面擬合理論基礎(chǔ)30-36
• 2.4.1 確定自由曲面上最貼合的直紋曲面30-31
• 2.4.2 基本直紋搜索方法31-33
• 2.4.3 最小二乘法擬合33-36
• 2.5 ACIS開發(fā)平臺簡介36-39
• 2.5.1 ACIS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)36-38
• 2.5.2 ACIS的空間表示與連續(xù)性38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 第3章 復(fù)雜曲面加工中的刀軸軌跡規(guī)劃40-51
• 3.1 不同坐標(biāo)下的刀軸矢量40-42
• 3.2 曲面加工時的干涉42-43
• 3.2.1 干涉的檢測42
• 3.2.2 干涉的處理方法42-43
• 3.3 曲面的初始刀位確定43-46
• 3.3.1 直紋面?zhèn)茹娬`差理論分析43-44
• 3.3.2 初始刀位簇的確定44-46
• 3.4 曲面初始刀位的優(yōu)化46-50
• 3.4.1 生成刀位刀軸矢量簇46
• 3.4.2 高斯球的建立46-47
• 3.4.3 全局最小化模型的求解47-48
• 3.4.4 步長的計算48
• 3.4.5 誤差分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 復(fù)雜曲面加工中的刀位整體優(yōu)化51-65
• 4.1 整體優(yōu)化基礎(chǔ)和空間構(gòu)造基礎(chǔ)51-53
• 4.1.1 側(cè)銑加工與包絡(luò)面51-52
• 4.1.2 空間法的構(gòu)造52-53
• 4.2 側(cè)銑加工刀位整體優(yōu)化53-60
• 4.2.1 初始刀位的確定54-56
• 4.2.2 角速度的約束條件56-57
• 4.2.3 優(yōu)化初始面及優(yōu)化求解57-59
• 4.2.4 約束條件下的刀軸軌跡優(yōu)化59-60
• 4.3 刀位的離散原理與優(yōu)化60-61
• 4.4 算例分析61-63
• 4.5 刀位文件生成63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文72

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 孫明珠;;正弦直紋曲面的研究[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年04期

2 宋小中;劉正勛;;直紋曲面電火花線切割加工中的過切誤差初探[J];電加工;1993年06期

3 ;[J];;年期

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1 王雪冬;直紋曲面的線切割工藝與表面粗糙度研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 曹寧江;非可展直紋曲面?zhèn)茹娂庸さ毒哕壽E優(yōu)化研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2016年

3 臧虎;直紋曲面與達(dá)布運(yùn)動向量[D];東北大學(xué);2010年

4 翟雪;直紋曲面與球面曲線[D];東北大學(xué);2010年

5 楊楠;空間直紋曲面電火花線切割加工技術(shù)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

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本文編號：877053