本文關鍵詞：典型輪廓系列化數(shù)控宏指令開發(fā)及應用

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【摘要】：隨著工業(yè)產(chǎn)品性能要求的不斷提高,包含二次曲線典型輪廓的零件應用越來越廣泛,且對零件的精度要求越來越高,而數(shù)控機床一般不具備非圓二次曲線插補功能,所以非圓二次曲線常采用直線或圓弧段來逼近和擬合,并通過宏指令編程來實現(xiàn)。采用宏指令編程,其程序簡短精煉、易修改,加工精度高,由于多數(shù)的宏指令通用性不強,且手工編程效率較低,導致宏指令編程應用還不夠廣泛。如何能有效實現(xiàn)宏指令的通用性、高效性、高精度,是數(shù)控宏指令編程及加工的永恒目標。目前,二次曲線典型輪廓的宏指令開發(fā)仍存在不足主要表現(xiàn)在:一是二次曲線的加工多數(shù)是針對某類曲線中的某一種曲線編程,并沒有統(tǒng)一同類曲線的方程式,其節(jié)點計算和誤差驗算方法也不統(tǒng)一,加工宏指令也各不相同,這使得二次曲線插補的宏指令編程受到很大制約。二是二次曲線典型輪廓的粗、精加工宏指令,一般只對某種零件的特定輪廓編程,程序通用性不夠,尚缺乏系列化、模塊化的通用宏指令。三是通常采用邊算邊加工的方法來編寫二次曲線插補宏指令,由于驗算誤差要用許多段宏程序,刀具會在加工過程中產(chǎn)生停頓,降低了零件表面質量,尚缺乏同類二次曲線插補的先算后加工的宏指令編程方法。因此,迫切需要開發(fā)先算后加工、驗算誤差的二次曲線插補統(tǒng)一宏指令并將其拓展到二次曲線典型輪廓的數(shù)控加工中,對進一步提高宏指令的通用性、高效性、高精度具有重要理論價值和工程意義。為此,本文深入分析圓錐曲線的統(tǒng)一方程式,研究圓錐曲線的逼近計算方法及誤差控制原理,開發(fā)了圓錐曲線的先算后加工、驗算誤差、數(shù)據(jù)自動轉換和自動加工的統(tǒng)一插補宏指令,開發(fā)了典型曲線輪廓的系列化數(shù)控車削、銑削加工宏指令,進行了仿真驗證和加工實驗,具體研究工作如下:1)分析了一種可實現(xiàn)圓錐曲線插補的統(tǒng)一宏指令編程方法及其G代碼指令格式定義方法。研究了先算后加工、曲線擬合及驗算誤差、坐標變換和數(shù)據(jù)自動提取加工等先進手段,探究了宏程序中嵌套子程序的編程方法,進一步增強了宏指令的通用性、高效性,并保證了加工精度。2)研究了一種典型輪廓系列化宏指令編程方法,分析了WHILE循環(huán)嵌套的編程方法,設計了二次曲線輪廓的系列化、模塊化的數(shù)控銑削通用宏指令編程方法,并探索了將同類二次曲線插補宏指令嵌入數(shù)控車削循環(huán)指令中的編程方法,實現(xiàn)了二次曲線典型輪廓的數(shù)控車削加工,為典型輪廓宏指令編程效率的提高和宏指令通用性的提升方法提供了參考。3)基于以上研究的基礎上,對所建立的圓錐曲線插補的統(tǒng)一宏指令編程方法和典型輪廓系列化宏指令的數(shù)控車、銑編程方法進行實例分析,并采用VERICUT仿真軟件對零件進行刀路及實體仿真驗證和機床加工實驗,程序運行正常,指令有效,加工精度高。綜上,本文的研究使典型輪廓的宏指令編程更具通用性、系列性、高效性,加工精度更高。
【關鍵詞】：典型輪廓 系列化 宏指令 數(shù)控編程
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景和意義9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀綜述9-12
• 1.3 目前存在的問題12-13
• 1.4 研究的目標和內容13
• 1.4.1 研究目標13
• 1.4.2 研究內容13
• 1.5 本章小結13-14
• 第2章 同類二次曲線的統(tǒng)一宏指令編程及應用14-57
• 2.1 圓錐曲線的統(tǒng)一方程式14-15
• 2.1.1 圓錐曲線的統(tǒng)一直角坐標方程式14-15
• 2.1.2 圓錐曲線的統(tǒng)一極坐標方程式15
• 2.2 圓錐曲線統(tǒng)一宏指令的數(shù)學建模15-33
• 2.2.1 圓錐曲線弧的類型16-20
• 2.2.2 數(shù)學模型的建立和公式推導20-33
• 2.3 圓錐曲線的統(tǒng)一宏指令設計33-38
• 2.3.1 宏指令概述33-35
• 2.3.2 圓錐曲線的統(tǒng)一宏指令設計流程35-38
• 2.4 圓錐曲線的統(tǒng)一宏指令數(shù)控編程及驗證38-53
• 2.4.1 圓錐曲線的統(tǒng)一宏指令開發(fā)38-52
• 2.4.2 圓錐曲線的統(tǒng)一宏指令驗證52-53
• 2.5 圓錐曲線平面輪廓的宏指令數(shù)控編程及加工53-56
• 2.5.1 數(shù)控加工工藝分析53-55
• 2.5.2 加工宏程序編制55-56
• 2.5.3 仿真驗證56
• 2.6 本章小結56-57
• 第3章 二次曲線輪廓的系列化數(shù)控銑削宏指令編程及應用57-81
• 3.1 雙橢圓和倒圓角曲面的數(shù)控銑削宏指令編程57-67
• 3.1.1 雙橢圓面的數(shù)控銑宏指令編程57-64
• 3.1.2 橢圓柱倒圓角的數(shù)控銑宏指令編程64-66
• 3.1.3 圓柱倒圓角的數(shù)控銑宏指令編程66-67
• 3.2 橢球和球面的數(shù)控銑削宏指令編程67-71
• 3.2.1 橢球面的數(shù)控銑宏指令編程67-68
• 3.2.2 旋轉橢球面的數(shù)控銑宏指令編程68-70
• 3.2.3 球面的數(shù)控銑宏指令編程70-71
• 3.3 橢圓臺和圓臺側面的數(shù)控銑宏指令編程71-78
• 3.3.1 橢圓臺的數(shù)控銑宏指令編程71-77
• 3.3.2 圓臺的數(shù)控銑宏指令編程77-78
• 3.4 宏指令在二次曲線輪廓數(shù)控銑削加工的應用舉例78-80
• 3.4.1 數(shù)控加工工藝分析78-79
• 3.4.2 加工宏程序編制79
• 3.4.3 仿真及加工驗證79-80
• 3.5 本章小結80-81
• 第4章 二次曲線輪廓的系列化數(shù)控車削宏指令編程及應用81-86
• 4.1 二次曲線輪廓的數(shù)控車宏指令編程方法81-82
• 4.2 宏指令在二次曲線輪廓數(shù)控車削加工的應用舉例82-85
• 4.2.1 數(shù)控加工工藝分析83-84
• 4.2.2 加工宏程序編制84-85
• 4.2.3 仿真驗證85
• 4.3 本章小結85-86
• 結論與展望86-87
• 參考文獻87-90
• 致謝90-91
• 作者在碩士論文期間發(fā)表的論文91

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