【摘要】：直紋曲面廣泛應(yīng)用在汽車輪船、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、醫(yī)療裝備等工業(yè)領(lǐng)域,由于加工效率的要求,常采用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行側(cè)銑加工。曲面?zhèn)茹娂庸み^程中刀具位姿不斷發(fā)生變化,且可能存在刀具跳動(dòng)、變形及振動(dòng)等多誤差源,將嚴(yán)重影響零件的表面質(zhì)量,進(jìn)一步威脅到產(chǎn)品的性能和使用壽命,因此對(duì)復(fù)雜曲面零件表面質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測尤為重要。本文提出了一種考慮多誤差源的側(cè)銑直紋曲面表面結(jié)構(gòu)預(yù)測模型,并基于曲面造型分布提出分區(qū)策略的銑削參數(shù)優(yōu)化方法,可以對(duì)復(fù)雜曲面的表面質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測和控制,從而為零件的加工精度提供保障�！癝”型檢驗(yàn)試件(以下簡稱S試件)是最新提出的機(jī)床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),具有變曲率和變凹凸性等幾何特征,可作為典型的復(fù)雜直紋曲面零件,因此本文的研究對(duì)象以S試件為例,開展了表面結(jié)構(gòu)預(yù)測和銑削參數(shù)優(yōu)化的應(yīng)用驗(yàn)證工作。論文的研究內(nèi)容概括如下:(1)建立側(cè)銑直紋曲面表面結(jié)構(gòu)的預(yù)測模型。通過分析刀具相對(duì)直紋曲面運(yùn)動(dòng)軌跡的空間點(diǎn)云數(shù)據(jù),提出了改進(jìn)Z-map模型實(shí)現(xiàn)對(duì)直紋曲面的網(wǎng)格劃分,以此建立網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)局部包容盒,并結(jié)合空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)完成對(duì)表面結(jié)構(gòu)表征點(diǎn)的提取。所有網(wǎng)格表征點(diǎn)的集合組成直紋曲面的表面結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)了任意直紋曲面的表面結(jié)構(gòu)預(yù)測。(2)S試件的表面結(jié)構(gòu)預(yù)測及影響因素分析�；赟試件的刀位軌跡信息,建立了側(cè)銑S試件的銑削力解析模型。通過機(jī)床-刀具動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別,得到全路徑下刀具變形量及振動(dòng)位移量,并與刀具跳動(dòng)誤差結(jié)合實(shí)現(xiàn)了S試件的表面結(jié)構(gòu)預(yù)測。采用高斯濾波分離出表面結(jié)構(gòu)中的形狀誤差和粗糙度輪廓,銑削實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性,最后進(jìn)行了銑削參數(shù)對(duì)表面結(jié)構(gòu)的影響性分析。(3)提出型面分區(qū)策略的銑削參數(shù)優(yōu)化方法。在不同區(qū)域以加工時(shí)間最短和加工質(zhì)量最優(yōu)為目標(biāo)函數(shù),以最大瞬時(shí)力和銑削穩(wěn)定性為約束條件,采用粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)尋優(yōu),獲得了效率高且經(jīng)濟(jì)的不同銑削參數(shù)組。最后以加工S試件為例,進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化前后的加工質(zhì)量對(duì)比,實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果表明,S試件表面質(zhì)量得到改善,證明了優(yōu)化方法的可行性。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG547

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2658380