自由曲面數(shù)控加工刀具軌跡重用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-10 18:59
隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,含有自由曲面的產(chǎn)品在現(xiàn)代制造業(yè)中所占的比例越來越大,市場的需求使得曲面產(chǎn)品的數(shù)控加工技術(shù)必須得到提升。自由曲面有較高的自由度,表面的形態(tài)特征復(fù)雜多樣,因此對其進(jìn)行數(shù)控加工刀具軌跡規(guī)劃是復(fù)雜自由曲面產(chǎn)品數(shù)控加工的重要內(nèi)容,同時(shí)也是研究的一個(gè)難點(diǎn)。自由曲面具有較復(fù)雜的編程內(nèi)容和較高的生產(chǎn)成本,重用已有的加工實(shí)例將有效提高數(shù)控加工水平。本文提出“重用已有相似刀具軌跡”的方法,產(chǎn)生自由曲面刀具軌跡。用戶提取預(yù)加工曲面的特征,根據(jù)特征相似性,在數(shù)據(jù)庫中檢索相似的加工實(shí)例,提取數(shù)控加工刀具軌跡信息,然后通過軌跡映射算法,產(chǎn)生新曲面的加工軌跡。文章基于3D開源函數(shù)庫Open CASCADE(OCC)和Microsoft Visual Studio 2010(VS2010)編程開發(fā)環(huán)境,研究B樣條表達(dá)的自由曲面的數(shù)控加工規(guī)劃,編寫了自由曲面數(shù)控加工刀具軌跡生成原型系統(tǒng),針對工程中具有典型應(yīng)用的自由曲面,通過重用方法實(shí)現(xiàn)刀具軌跡自動生成,將系統(tǒng)生成的刀具軌跡結(jié)果與Master CAM軟件生成的結(jié)果相比較,并通過實(shí)際加工驗(yàn)證研究成果的合理性。首先,提出曲面數(shù)控加工特征提取算法。依據(jù)...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的背景及研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
1.2.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
1.2.2 自由曲面曲線的研究現(xiàn)狀
1.2.3 數(shù)控加工軌跡及其重用方面的發(fā)展
1.3 本課題的來源及主要研究內(nèi)容
第2章 曲面數(shù)控加工特征提取
2.1 曲面特征提取概述
2.2 自由曲面數(shù)控加工特征定義
2.3 自由曲面加工特征提取算法
2.3.1 自由曲面加工特征邊界點(diǎn)定義
2.3.2 邊界追蹤法提取加工特征邊界
2.3.3 特征邊界的B樣條表示與分割
2.4 算法的驗(yàn)證與討論
2.5 本章小結(jié)
第3章 單曲率特征自由曲面的相似性
3.1 曲面相似性比較概述
3.2 單曲率特征自由曲面的含義
3.3 單曲率特征自由曲面的相似性比較算法
3.3.1 曲面做Z軸對齊處理
3.3.2 調(diào)整曲面大小
3.3.3 曲面做截切處理
3.3.4 計(jì)算曲線的相似性
3.3.5 計(jì)算曲面的相似度量值
3.4 實(shí)驗(yàn)與討論
3.4.1 曲面的相似性評價(jià)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
3.4.2 相似性評價(jià)實(shí)驗(yàn)分析與討論
3.5 本章小結(jié)
第4章 刀具軌跡映射
4.1 自由曲面表面生成B樣條曲線算法
4.1.1 自由曲線的生成方法簡述
4.1.2 曲線曲面理論及問題描述
4.1.3 自由曲面表面生成B樣條曲線實(shí)現(xiàn)算法
4.1.4 驗(yàn)證實(shí)例
4.1.5 實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論
4.2 曲面數(shù)控加工軌跡的相關(guān)概念及計(jì)算
4.2.1 幾個(gè)基本概念
4.2.2 數(shù)控加工刀具軌跡計(jì)算
4.3 刀具軌跡映射算法
4.3.1 刀具軌跡規(guī)劃策略
4.3.2 映射原理
4.3.3 刀具軌跡向待加工曲面的映射算法
4.4 實(shí)驗(yàn)與討論
4.4.1 映射算法的實(shí)驗(yàn)步驟
4.4.2 驗(yàn)證實(shí)例及數(shù)據(jù)
4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論
4.5 本章小結(jié)
第5章 自由曲面數(shù)控加工仿真
5.1 后置處理
5.1.1 后置處理的概念
5.1.2 專用后置處理模塊
5.1.3 通用后置處理模塊
5.2 加工參數(shù)分析
5.2.1 刀具的選用
5.2.2 進(jìn)給路線的確定
5.3 自由曲面的加工仿真
5.3.1 刀具軌跡驗(yàn)證仿真
5.3.2 仿真環(huán)境
5.3.3 加工驗(yàn)證
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A(攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于加速度約束等殘留高度刀軌生成算法[J]. 梁奉興,董峰,徐汝鋒,劉紀(jì)凱. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2017(05)
[2]復(fù)雜曲面數(shù)控加工刀具軌跡的生成技術(shù)[J]. 劉松玲. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(05)
[3]整體葉輪葉片根部特征刀具軌跡規(guī)化研究[J]. 許少坤. 新技術(shù)新工藝. 2017(02)
[4]復(fù)雜曲面數(shù)控加工刀具軌跡規(guī)劃技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 張任俊,王洪申,張林. 機(jī)械制造與自動化. 2016(02)
[5]數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J]. 賀智敏. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2016(02)
[6]相似特征數(shù)控工藝的重用評價(jià)方法[J]. 張曦卯,張樹生,黃瑞,徐昌鴻,張聰聰. 工具技術(shù). 2014(07)
[7]基于局部形狀特征的自由曲面相似性評價(jià)方法[J]. 張開興,白曉亮,張樹生. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2014(03)
[8]基于曲面分片的五軸刀具軌跡規(guī)劃[J]. 董佳琦,張平. 機(jī)床與液壓. 2013(15)
[9]基于特征相似性的船用柴油機(jī)關(guān)鍵件CAD/CAPP/CAM集成技術(shù)[J]. 張勝文,丁玉玲,王貴成,楊長祺,賈維. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2012(02)
[10]復(fù)雜自由曲面NC加工自適應(yīng)刀具軌跡規(guī)劃[J]. 楊長輝,魯紅梅,胡建軍,陳元芳. 機(jī)床與液壓. 2011(19)
博士論文
[1]基于形狀的三維模型檢索若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉玉杰.中國科學(xué)院研究生院(計(jì)算技術(shù)研究所) 2006
碩士論文
[1]汽車覆蓋件模具曲面分區(qū)域及其刀具軌跡規(guī)劃研究[D]. 李姣.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[2]多軸數(shù)控加工刀具軌跡優(yōu)化及其仿真的研究[D]. 沈渤飛.天津理工大學(xué) 2015
[3]自由曲面加工刀具軌跡生成技術(shù)研究[D]. 廖波.蘭州理工大學(xué) 2013
[4]光滑曲面上曲線的生成及其性質(zhì)研究[D]. 王寧.南京航空航天大學(xué) 2002
本文編號:3130169
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的背景及研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
1.2.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
1.2.2 自由曲面曲線的研究現(xiàn)狀
1.2.3 數(shù)控加工軌跡及其重用方面的發(fā)展
1.3 本課題的來源及主要研究內(nèi)容
第2章 曲面數(shù)控加工特征提取
2.1 曲面特征提取概述
2.2 自由曲面數(shù)控加工特征定義
2.3 自由曲面加工特征提取算法
2.3.1 自由曲面加工特征邊界點(diǎn)定義
2.3.2 邊界追蹤法提取加工特征邊界
2.3.3 特征邊界的B樣條表示與分割
2.4 算法的驗(yàn)證與討論
2.5 本章小結(jié)
第3章 單曲率特征自由曲面的相似性
3.1 曲面相似性比較概述
3.2 單曲率特征自由曲面的含義
3.3 單曲率特征自由曲面的相似性比較算法
3.3.1 曲面做Z軸對齊處理
3.3.2 調(diào)整曲面大小
3.3.3 曲面做截切處理
3.3.4 計(jì)算曲線的相似性
3.3.5 計(jì)算曲面的相似度量值
3.4 實(shí)驗(yàn)與討論
3.4.1 曲面的相似性評價(jià)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
3.4.2 相似性評價(jià)實(shí)驗(yàn)分析與討論
3.5 本章小結(jié)
第4章 刀具軌跡映射
4.1 自由曲面表面生成B樣條曲線算法
4.1.1 自由曲線的生成方法簡述
4.1.2 曲線曲面理論及問題描述
4.1.3 自由曲面表面生成B樣條曲線實(shí)現(xiàn)算法
4.1.4 驗(yàn)證實(shí)例
4.1.5 實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論
4.2 曲面數(shù)控加工軌跡的相關(guān)概念及計(jì)算
4.2.1 幾個(gè)基本概念
4.2.2 數(shù)控加工刀具軌跡計(jì)算
4.3 刀具軌跡映射算法
4.3.1 刀具軌跡規(guī)劃策略
4.3.2 映射原理
4.3.3 刀具軌跡向待加工曲面的映射算法
4.4 實(shí)驗(yàn)與討論
4.4.1 映射算法的實(shí)驗(yàn)步驟
4.4.2 驗(yàn)證實(shí)例及數(shù)據(jù)
4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論
4.5 本章小結(jié)
第5章 自由曲面數(shù)控加工仿真
5.1 后置處理
5.1.1 后置處理的概念
5.1.2 專用后置處理模塊
5.1.3 通用后置處理模塊
5.2 加工參數(shù)分析
5.2.1 刀具的選用
5.2.2 進(jìn)給路線的確定
5.3 自由曲面的加工仿真
5.3.1 刀具軌跡驗(yàn)證仿真
5.3.2 仿真環(huán)境
5.3.3 加工驗(yàn)證
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A(攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于加速度約束等殘留高度刀軌生成算法[J]. 梁奉興,董峰,徐汝鋒,劉紀(jì)凱. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2017(05)
[2]復(fù)雜曲面數(shù)控加工刀具軌跡的生成技術(shù)[J]. 劉松玲. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(05)
[3]整體葉輪葉片根部特征刀具軌跡規(guī)化研究[J]. 許少坤. 新技術(shù)新工藝. 2017(02)
[4]復(fù)雜曲面數(shù)控加工刀具軌跡規(guī)劃技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 張任俊,王洪申,張林. 機(jī)械制造與自動化. 2016(02)
[5]數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J]. 賀智敏. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2016(02)
[6]相似特征數(shù)控工藝的重用評價(jià)方法[J]. 張曦卯,張樹生,黃瑞,徐昌鴻,張聰聰. 工具技術(shù). 2014(07)
[7]基于局部形狀特征的自由曲面相似性評價(jià)方法[J]. 張開興,白曉亮,張樹生. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2014(03)
[8]基于曲面分片的五軸刀具軌跡規(guī)劃[J]. 董佳琦,張平. 機(jī)床與液壓. 2013(15)
[9]基于特征相似性的船用柴油機(jī)關(guān)鍵件CAD/CAPP/CAM集成技術(shù)[J]. 張勝文,丁玉玲,王貴成,楊長祺,賈維. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2012(02)
[10]復(fù)雜自由曲面NC加工自適應(yīng)刀具軌跡規(guī)劃[J]. 楊長輝,魯紅梅,胡建軍,陳元芳. 機(jī)床與液壓. 2011(19)
博士論文
[1]基于形狀的三維模型檢索若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉玉杰.中國科學(xué)院研究生院(計(jì)算技術(shù)研究所) 2006
碩士論文
[1]汽車覆蓋件模具曲面分區(qū)域及其刀具軌跡規(guī)劃研究[D]. 李姣.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[2]多軸數(shù)控加工刀具軌跡優(yōu)化及其仿真的研究[D]. 沈渤飛.天津理工大學(xué) 2015
[3]自由曲面加工刀具軌跡生成技術(shù)研究[D]. 廖波.蘭州理工大學(xué) 2013
[4]光滑曲面上曲線的生成及其性質(zhì)研究[D]. 王寧.南京航空航天大學(xué) 2002
本文編號:3130169
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