非圓異面零件在紡織機械、汽車發(fā)動機、輕工裝備和航空航天領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的車削加工采用的是將刀具固定在車刀系統(tǒng)上,與恒定轉(zhuǎn)速的主軸配合加工的方法。這樣由于非圓零件輪廓的不均勻性,導(dǎo)致加工過程中切削壓力角和切削速度周期性的變化,這會影響到刀具的使用壽命以及工件表面的加工質(zhì)量。本文基于傳統(tǒng)方法的不足,研究一種實時變角度補償加工方案,并在此上進行軌跡插補和輪廓誤差分析。本文在搭建的非圓異面零件車削加工平臺上,進行了整個平臺系統(tǒng)的運動學(xué)分析,對平臺結(jié)構(gòu)進行基于D-H法的坐標(biāo)變換分析,得到從工件坐標(biāo)系到刀具的整個運動鏈的齊次變換矩陣,建立了刀具位姿在工件坐標(biāo)系下的表示方程。通過運動學(xué)正逆解,在保證切削角恒定為0的前提下,求解得到各軸參考指令和刀具位姿之間的運動學(xué)關(guān)系。同時,對非圓異面輪廓樣條進行插補規(guī)劃。首先采用Simpson法計算整個輪廓樣條長度,然后用七次多項式在保證速度和加速度的前提下進行插補,將整個樣條長度離散成一段段首尾相連的線段,最后采用梯形加速度對插補樣條首尾進行速度規(guī)劃,保證整個樣條輪廓在平穩(wěn)階段切削速度保持恒定,以提高工件加工表面質(zhì)量。為了將軌跡插補算法生成的各軸參考指令用... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題來源、背景及研究意義
    1.2 非圓車削加工國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的內(nèi)容
    1.4 全文的組織結(jié)構(gòu)
2 非圓異面零件車削加工平臺的運動學(xué)分析
    2.1 非圓異面零件車削加工平臺機械結(jié)構(gòu)和運動鏈分析
    2.2 非圓異面零件車削加工平臺的運動學(xué)分析
    2.3 非圓異面零件車削加工平臺的刀具姿態(tài)
    2.4 本章小結(jié)
3 非圓異面輪廓的軌跡插補和輪廓誤差估算
    3.1 基于Simpson法則的非圓輪廓樣條計算
    3.2 基于速度修正多項式的軌跡插補
    3.3 基于梯形加速度的恒切削速度規(guī)劃
    3.4 基于輪廓樣條參數(shù)的各軸位置指令求解
    3.5 非圓異面輪廓誤差估算
    3.6 本章小結(jié)
4 非圓異面零件車削加工平臺硬件及上位機軟件設(shè)計
    4.1 非圓異面零件車削加工平臺的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 非圓異面零件車削加工平臺的驅(qū)動控制部分組成
    4.3 基于TwinCAT的上位機軟件設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
5 仿真分析和實驗驗證
    5.1 基于Matlab的插補軌跡算法仿真
    5.2 加工實驗結(jié)果及分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3725964