【摘要】：加工軌跡規(guī)劃算法作為多軸數(shù)控編程的關鍵技術決定了加工效率、加工精度和表面質(zhì)量�，F(xiàn)有的加工軌跡規(guī)劃算法很難同時解決:(1)工件表面法矢分布不穩(wěn)定造成的刀軸和加工軌跡波動問題;(2)加工區(qū)域產(chǎn)生的過切和欠切問題;(3)不適用于任意復雜的曲面模型和所有的Automatically Programmed Tools(APT)刀具的問題;(4)難以達到較高的加工精度和效率,以滿足工業(yè)需求。為了解決以上問題,本文提出了一種基于偏置投影的多軸加工軌跡生成算法,包括基于偏置的驅(qū)動軌跡規(guī)劃算法和基于投影的加工軌跡生成算法�；谄玫尿�(qū)動軌跡規(guī)劃算法包括偏置、驅(qū)動刀觸點(Cutter Contact,CC)軌跡計算與光順、刀軸優(yōu)化、驅(qū)動刀位點(Cutter Location,CL)軌跡計算。其中刀軸優(yōu)化通過可擴展的基于協(xié)變場論泛函的統(tǒng)一刀軸優(yōu)化框架實現(xiàn)。該框架將刀軸穩(wěn)定性、刀軸方向優(yōu)選和刀軸方向禁區(qū)三個加工需求采用協(xié)變場泛函表達,使刀軸優(yōu)化模型能夠適應任意曲面。該算法避免了迭代搜索刀軸,且保證了刀軸的穩(wěn)定性和驅(qū)動軌跡的光順性�；谕队暗募庸ぼ壽E生成算法包括刀具向原始三角網(wǎng)格模型投影和刀具向原始曲面精確投影。刀具向原始三角網(wǎng)格模型投影解決了最為復雜的刀具圓環(huán)體向三角片的邊投影問題。其中,針對APT刀具沿刀軸方向的投影和球頭刀具沿任意方向投影的問題,提出了一種解析法;針對APT刀具圓環(huán)體沿任意給定方向向三角片的邊投影問題,提出了三種數(shù)值方法。刀具向原始曲面投影基于刀具向原始三角網(wǎng)格模型投影計算出的初始刀觸點,利用基于切平面搜索的方法,保證最終的刀觸點位于原始工件曲面上,保證加工軌跡一階連續(xù)。本文對汽輪機葉片的五軸精加工軌跡進行仿真分析,結果表明本文的算法可產(chǎn)生連續(xù)、光順的加工軌跡,并保證較高的加工精度。
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技重大重大專項“高檔數(shù)控系統(tǒng)關鍵共性技術創(chuàng)新能力ZX04005007）”。技重大專項“國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在汽車關鍵零部件制造17ZX04017001-008）”。背景與意義、國防、汽車等行業(yè)飛速發(fā)展，復雜自由曲面零部件被，，汽輪機和燃氣輪機的核心零件，在航空、汽車、船舶等較好的加工質(zhì)量。如圖 1-1 和圖 1-2 所示，葉片是一種類較多、型面復雜、內(nèi)部質(zhì)量和外部質(zhì)量要求高。如圖由壓力面（葉盆）、吸力面（葉背）、進氣邊（前緣）和進氣邊和排氣邊曲面較薄且曲率變化大，其加工軌跡的

圖 1-2 汽輪機葉片圖 1-3 葉身組成優(yōu)劣直接影響著加工質(zhì)量和加工效率，且加工程序關鍵。由于復雜曲面通常是由空間曲線或曲面組成輔助制造系統(tǒng)（ComputerAided Manufacturing，CAMikron、CATIA、BladeMILL、HyperMILL、PowNOSOFT(TS85)、MAX-PAC、TurboSoft 和 CAXA
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG659

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 楊紅濤;劉偉軍;張鳴;卞宏友;;復雜曲面投影法精加工刀軌生成[J];機械設計與制造;2012年02期

2 單晨偉;張定華;劉維偉;;組合曲面葉片的螺旋加工刀位軌跡生成[J];計算機集成制造系統(tǒng);2008年11期

3 謝叻,周儒榮,阮雪榆;自由曲面自適應投影法精加工刀軌生成[J];上海交通大學學報;2000年10期

相關碩士學位論文 前1條

1 田芳馨;基于UG-CAD模塊汽輪機葉片專用加工軟件的開發(fā)[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

本文編號：2704826