發(fā)布時間：2017-09-13 09:32

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜曲面的五坐標(biāo)寬行數(shù)控加工技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 復(fù)雜曲面 寬行加工 五軸數(shù)控加工 高階切觸

【摘要】：五軸數(shù)控加工是實現(xiàn)復(fù)雜曲面零件的主流方法。伴隨著五軸數(shù)控技術(shù)的普及,依靠球頭刀對曲面的加工已經(jīng)不能滿足實踐中對加工效率的要求。因為球頭刀僅與加工表面滿足點接觸不能實現(xiàn)更大的加工帶寬。充分利用五軸機床的優(yōu)勢,使用非球頭刀對復(fù)雜曲面進行高效加工的相關(guān)研究已成為當(dāng)前的熱點和難點。本文通過逆向工程模型重構(gòu)自由曲面,并針對該曲面給出基于非球頭刀滿足線接觸的寬行加工算法,設(shè)計出完整的加工工藝流程。本文針對以上問題開展如下研究:1、根據(jù)切觸點的坐標(biāo)和被加工曲面信息,給出刀具的刀軸矢量在加工坐標(biāo)系下以前傾角和側(cè)偏角為變量的通用表達式。刀具包絡(luò)面和設(shè)計曲面之間滿足高階切觸時,在切觸點處存在一條較寬的加工帶。以三階切觸為約束條件,構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),并通過數(shù)值求解獲得刀具位置矢量。2、通過最大弦高法計算刀具的步距,通過對初始刀軌的逐行偏置對加工軌跡進行規(guī)劃,獲得完整的刀具軌跡。以整體葉輪為實例,使用平底銑刀,利用上述算法完成刀位計算。3、利用非均勻有理B樣條的方法,通過反算控制點和節(jié)點插入,對型值點進行插補,獲得等節(jié)點的邊界曲線,計算整個曲面的數(shù)據(jù)點。在CATIA中對導(dǎo)入的數(shù)據(jù)點進行三維實體建模。4、討論五軸數(shù)控加工的在雙轉(zhuǎn)臺機床下的后置處理并最終在Vericut中進行仿真加工。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)雜曲面 寬行加工 五軸數(shù)控加工 高階切觸
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 緒論7-17
• 1.1 五坐標(biāo)數(shù)控加工現(xiàn)狀7-8
• 1.2 自由曲面的數(shù)控加工研究概述8-15
• 1.2.1 刀具路徑生成的相關(guān)研究9-12
• 1.2.2 刀軸方位計算的研究12-14
• 1.2.3 刀具形狀選擇的研究14-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第2章 整體葉輪的造型與實現(xiàn)17-29
• 2.1 CAGD的發(fā)展17-19
• 2.2 NURBS曲線曲面的數(shù)學(xué)定義19
• 2.3 葉片型值點的NURBS曲線插值19-24
• 2.3.1 控制點反算流程20-22
• 2.3.2 葉輪葉片的數(shù)據(jù)處理22-24
• 2.3.3 葉輪輪轂的外輪廓計算24
• 2.4 CATIA環(huán)境下整體葉輪的三維建模24-28
• 2.4.1 基于CATIA的整體葉輪造型24-26
• 2.4.2 葉片的曲面分析26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 葉片曲面寬行加工幾何學(xué)原理29-42
• 3.1 寬行加工幾何學(xué)原理的相關(guān)基本概念29-33
• 3.2 在五坐標(biāo)下刀軸的位置定義33-35
• 3.2.1 相關(guān)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換33-34
• 3.2.2 刀軸的定義和計算34-35
• 3.2.3 平底刀的刀具位置定義35
• 3.3 刀具包絡(luò)面的建立和計算加工帶寬35-39
• 3.3.1 刀具包絡(luò)面的建立35-37
• 3.3.2 加工帶寬的計算37-39
• 3.4 平底刀的刀位規(guī)劃算例39-41
• 3.4.1 平底刀的包絡(luò)面及目標(biāo)函數(shù)建立39
• 3.4.2 刀位計算算法實現(xiàn)39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 整體葉輪的五軸加工工藝設(shè)計42-54
• 4.1 葉輪的幾何特征42-43
• 4.2 葉輪的加工工藝流程設(shè)計43-48
• 4.2.1 葉輪毛坯43-44
• 4.2.2 葉輪加工工藝流程44-45
• 4.2.3 葉輪加工的夾具設(shè)計45-46
• 4.2.4 葉輪加工刀具的選擇46-47
• 4.2.5 葉輪加工工序內(nèi)容47-48
• 4.3 葉輪五軸數(shù)控刀具路徑規(guī)劃48-52
• 4.3.1 刀具路徑的計算原理48-49
• 4.3.2 粗加工刀具路徑規(guī)劃方法49-50
• 4.3.3 精加工刀具路徑規(guī)劃方法50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 第5章 葉輪加工的后處理及加工仿真54-62
• 5.1 五軸加工的后處理54-55
• 5.2 MIKRON機床與HEIDENHAIN控制系統(tǒng)55-58
• 5.2.1 MIKRON UCP 600 Vario型機床介紹55-57
• 5.2.2 HEIDENHAIN數(shù)控系統(tǒng)介紹57-58
• 5.3 Vericut仿真加工58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68-70
• 附錄70-79
• 附錄A 根據(jù)型值點對葉輪的逆向構(gòu)造程序（部分）70-74
• 附錄B 葉輪相關(guān)數(shù)據(jù)（節(jié)選）74-78
• 附錄C 葉輪葉片加工文件（適用海德漢系統(tǒng)）78-79

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本文編號：842889