本文關(guān)鍵詞：球頭銑刀切削加工表面形貌預測與仿真

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【摘要】：數(shù)控加工是現(xiàn)代工業(yè)中的標志性加工技術(shù),在航空航天、運載工具、能源動力等領(lǐng)域的復雜曲面類零件加工中占據(jù)著主導地位。目前,傳統(tǒng)的數(shù)控加工方法大都將復雜零件的數(shù)控加工簡化為銑刀的柱面或球面銑削,忽略銑刀實際物理刃形、主軸旋轉(zhuǎn)、刀具擺動等因素對零件表面成形精度的影響,導致很難根據(jù)傳統(tǒng)的簡化殘差計算模型實現(xiàn)對加工表面精度的精確控制。本文主要圍繞這一問題展開研究,以期通過對復雜曲面加工過程的真實模擬,實現(xiàn)對加工表面形貌的準確預測,為加工參數(shù)的合理選擇提供依據(jù)。首先,建立球頭銑刀刀具坐標系,根據(jù)銑刀定螺旋角與刀刃刃口經(jīng)線之間的關(guān)系,建立刀具刃線的數(shù)學表達式。分析切削加工過程中刀具軸回轉(zhuǎn)偏心誤差產(chǎn)生的原因,在此基礎(chǔ)之上,建立相應的回轉(zhuǎn)偏心誤差模型。考慮加工過程中刀具軸傾斜加工、刀具切削進給方式等工藝對工件表面形貌的影響。最后,建立球頭銑刀刃線上任意點相對工件運動的軌跡方程。其次,在分析刀具刃線上任意點的運動規(guī)律以及刀具切削工件的過程之后,針對過往的研究在判斷刀具切削刃與工件表面切削關(guān)系過程中需要使用數(shù)值逼近的傳統(tǒng)方法,提出首先利用Biharmonic樣條曲面插值技術(shù)獲取刀具切削刃加工過程中形成的空間掃掠包絡(luò)面,然后使用布爾運算判斷該掃掠面與工件表面法矢的切削關(guān)系,通過更新表征工件表面的數(shù)組,獲得工件加工完成之后的表面形貌。文中為了驗證本文提出的球頭銑刀加工工件表面形貌預測模型的正確性,設(shè)計幾組加工實驗,通過比較實際加工實驗結(jié)果與計算機仿真預測結(jié)果,完成表面形貌預測模型的驗證。最后,利用本文提出的表面形貌預測模型,針對球頭銑刀切削過程中常用的加工參數(shù)進行仿真模擬分析。根據(jù)仿真結(jié)果,繪制出在該參數(shù)變化情況下,工件表面粗糙度參數(shù)變化規(guī)律曲線,并對仿真參數(shù)規(guī)律變化曲線,做出原因分析。
【關(guān)鍵詞】：計算機仿真 數(shù)控加工 表面形貌 Biharmonic樣條曲面
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG547
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 背景9-10
• 1.2 數(shù)控加工仿真技術(shù)10
• 1.3 表面形貌綜述10-13
• 1.4 表面形貌研究方法13-14
• 1.5 本文研究內(nèi)容14
• 1.6 小結(jié)14-15
• 2 球頭銑刀加工工件表面形貌預測15-37
• 2.1 引言15-17
• 2.2 球頭銑刀運動過程分析17-31
• 2.2.1 球頭銑刀數(shù)學建模17-20
• 2.2.2 刀具軸偏心對工件表面形貌的影響20-22
• 2.2.3 刀具傾斜對加工過程影響22-24
• 2.2.4 銑削刀具的進給方式24-27
• 2.2.5 工件坐標系下刀刃的一般表達式27-28
• 2.2.5 切削過程分析28-31
• 2.3 Biharmonic樣條曲線曲面31-33
• 2.3.1 Biharmonic樣條曲線曲面31
• 2.3.2 Biharmonic樣條曲線曲面介紹31-33
• 2.4 計算機仿真步驟33-34
• 2.5 仿真案例展示34-36
• 2.6 小結(jié)36-37
• 3 計算機仿真加工與實驗驗證37-46
• 3.1 引言37
• 3.2 仿真加工37-39
• 3.2.1 UG NX 8.0 CAM簡介37
• 3.2.2 UG CAM加工流程37-39
• 3.3 表面粗糙度39-40
• 3.4 實驗條件40-41
• 3.5 實驗加工與仿真結(jié)果41-45
• 3.6 小結(jié)45-46
• 4 影響球頭銑刀加工工件表面形貌因素分析46-58
• 4.1 引言46-47
• 4.2 刀具進給切削速度47-49
• 4.3 刀具軸傾斜角49-53
• 4.4 刀具半徑53-54
• 4.5 刀具軸偏心誤差54-57
• 4.6 小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學士論文情況63-64
• 致謝64-65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊樹寶;徐九華;傅玉燦;危衛(wèi)華;;切削置氫TC4鈦合金切削力及切削溫度的有限元分析[J];工具技術(shù);2011年06期

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本文編號：858471