球頭立銑刀是在所有道具加工中,工序繁多,加工工藝和幾何外形最復雜的道具之一;球頭立銑刀用于銑削各種曲面、圓弧溝槽等,在汽車,輪船,飛機制造等領域有廣泛的應用。這些領域?qū)α悴考木扔泻芨叩囊?因此球頭立銑刀加工刃磨的好壞,直接影響到零件的正常使用,數(shù)控機床刃磨的結(jié)果直接反應銑刀的切削結(jié)果。根據(jù)國內(nèi)外對球頭立銑刀的研究現(xiàn)狀,針對五軸數(shù)控機床WBS5-60,根據(jù)機床自身的結(jié)構,我們設計研究了球頭立銑刀的前刀面,兩個后刀面以及螺旋槽的加工方法。針對現(xiàn)存加工方式在前刀面加工過程中存在的切削深度不可精確控制以及球頭與圓柱部分無法光滑連接的問題進行了深入的研究并應用幾何學,坐標變化,數(shù)值分析等理論,開發(fā)研究了一套能夠在五軸數(shù)控機床上加工的球頭立銑刀的算法。應用matlab對前刀面和后刀面的數(shù)學模型進行仿真對比,驗證新型算法的可行性并與之前研究的結(jié)構進行對比分析,分別對球頭立銑刀的前刀面模型和后刀面模型進行了對比分析研究;分析刃線的特點和相關參數(shù);利用Pro/E對五軸數(shù)控機床和刀具磨料進行三維建模;將建好的模型導入VERICUT進行仿真,根據(jù)坐標變換,前后刀面的加工算法,以及五軸數(shù)控系統(tǒng)的運動原理... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 球頭立銑刀概述
    1.3 球頭立銑刀研究的背景
    1.4 球頭立銑刀研究現(xiàn)狀
    1.5 課題所需軟件介紹
        1.5.1 MATLAB軟件
        1.5.2 Pro/E軟件
        1.5.3 VERICUT仿真軟件
        1.5.4 MFC與VC++編程
    1.6 本論文研究的目的
第二章 球頭立銑刀模型的建立與分析
    2.1 引言
    2.2 刀具角度和坐標平面介紹
        2.2.1 球頭立銑刀的基準坐標系
    2.3 刀具刃口曲線
        2.3.1 回轉(zhuǎn)刀具及螺旋運動的刀刃曲線定義
        2.3.2 刃口曲線的數(shù)學模型
        2.3.3 球頭部分正交螺旋形刃口曲線
    2.4 前刀面數(shù)學模型
        2.4.1 前刀面設計原理
        2.4.2 前刀面加工方式設計
        2.4.3 前刀面新型加工方法數(shù)學模型
        2.4.4 球頭立銑刀的前刀面刃磨的數(shù)學模型
        2.4.5 轉(zhuǎn)換坐標系
        2.4.6 砂輪與球頭立銑刀的相對位姿
    2.5 刀位數(shù)據(jù)向機床運動參數(shù)的坐標轉(zhuǎn)換
    2.6 模擬仿真
    2.7 本章小結(jié)
第三章 五軸數(shù)控磨床運動方式及后置處理
    3.1 引言
    3.2 WBS5-60五軸數(shù)控刀具磨床的功能與運動方式
        3.2.1 刀具磨床功能
        3.2.2 WBS5-60磨床結(jié)構及運動
    3.3 后置處理
        3.3.1 后置處理原理
        3.3.2 五軸機床的正逆向運動學
        3.3.3 正交AC型雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控磨床后置處理
    3.4 “S”形刃線球頭銑刀數(shù)學模型與后刀面刃磨軌跡設計[61]
        3.4.1 “S”形刃線球頭銑刀球頭部分刀刃曲線數(shù)學模型
        3.4.2 “S”形刃球頭銑刀后刀面數(shù)學模型
    3.5 軌跡仿真與“假想砂輪”法加工路徑優(yōu)化
    3.6 奇異區(qū)域加工路徑B樣條擬合優(yōu)化
        3.6.1 奇異區(qū)域概述
        3.6.2 奇異區(qū)域內(nèi)加工路徑B樣條曲線擬合與預插值
        3.6.3 奇異區(qū)域路徑B樣條擬合仿真
    3.7 結(jié)論
第四章 球頭立銑刀三維仿真分析
    4.1 引言
    4.2 自動編程加工系統(tǒng)
        4.2.1 軟件的總體設計
        4.2.2 核心處理程序
        4.2.3 后置處理程序
    4.3 五軸數(shù)控磨床的虛擬模型
        4.3.1 球頭立銑刀模型的建立
        4.3.2 五軸數(shù)控磨床的開發(fā)設計
    4.4 五軸數(shù)控磨床的運動仿真分析
        4.4.1 VERICUT虛擬加工組裝
        4.4.2 運動仿真過程
    4.5 本章小結(jié)
第五章 五軸數(shù)控刀具磨床的實際加工
    5.1 WBS5-60五軸數(shù)控鉆尖磨床的功能與結(jié)構
        5.1.1 WBS5-60磨床功能
    5.2 WBS5-60機床的調(diào)試
        5.2.1 機床與數(shù)控系統(tǒng)的連接
        5.2.2 系統(tǒng)軟件的編輯與調(diào)試
    5.3 球頭立銑刀的刃磨加工
        5.3.1 刃磨實驗方案
        5.3.2 刃磨程序與結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]五軸后置處理轉(zhuǎn)角選解優(yōu)化及奇異區(qū)域處理方法的研究[J]. 余丹,閆光榮,范慶香,丁濤,徐翔宇.  圖學學報. 2016(05)
[2]“S”形刃球頭立銑刀的磨削成形刀位軌跡研究[J]. 呂穎,姚斌,陳站,代平,滕偉斌,羅琪.  工具技術. 2015(10)
[3]鈦合金高效銑刀設計及性能研究[J]. 楊學慧.  工具技術. 2015(10)
[4]五軸加工奇異區(qū)域的檢測和處理[J]. 王峰,林滸,鄭飂默,楊富枝.  計算機集成制造系統(tǒng). 2011(07)
[5]五軸數(shù)控系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸快速平滑插補控制策略[J]. 鄭飂默,林滸,蓋榮麗,王峰,張曉輝.  機械工程學報. 2011(09)
[6]復雜曲面加工技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 周志雄,周秦源,任瑩暉.  機械工程學報. 2010(17)
[7]基于3D模型的數(shù)控機床主軸箱裝配和運動仿真研究[J]. 李俊超,洪榮晶,黃筱調(diào),周堯.  機床與液壓. 2007(09)
[8]基于PRO/E的三軸轉(zhuǎn)臺裝配與運動學仿真[J]. 白清順,王毓明,梁迎春.  中國慣性技術學報. 2006(01)
[9]第九屆中國國際機床展覽會刀具展品述評[J]. 趙炳楨.  工具技術. 2005(07)
[10]圓柱銑刀加工螺旋錐銑刀的數(shù)控加工和成形理論[J]. 劉鵠然,趙東富,樓少敏,C.Y.Chan.  機械制造與自動化. 2005(03)

碩士論文
[1]基于MFC和ACCESS數(shù)據(jù)庫的學生信息管理系統(tǒng)[D]. 周山.吉林大學 2009
[2]多過程數(shù)控系統(tǒng)解釋器及RTCP功能的設計與實現(xiàn)[D]. 趙薇.中國科學院研究生院（沈陽計算技術研究所） 2008
[3]基于VERICUT的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究[D]. 魏林.沈陽理工大學 2008
[4]高速整體硬質(zhì)合金立銑刀設計及工藝研究[D]. 耿芬然.河北工業(yè)大學 2008
[5]基于五軸數(shù)控磨床加工的球頭立銑刀數(shù)學模型及仿真研究[D]. 陳逢軍.湖南大學 2006



本文編號：3603208