本文關(guān)鍵詞：擺線加工軌跡的進給速度離線優(yōu)化方法研究

  更多相關(guān)文章： 變半徑擺線軌跡 材料去除率 速度優(yōu)化 CAM

【摘要】：近年來,隨著高速銑削應(yīng)用越來越廣泛,擺線銑削刀軌被越來越多地應(yīng)用于狹窄型腔銑削的粗加工中。但由于擺線刀軌規(guī)劃策略的理論尚不夠完善,在復(fù)雜型腔刀軌規(guī)劃的實際應(yīng)用中存在刀軌冗余較多、不同周期材料去除率波動嚴重、空切行程過長影響效率等問題。針對上述這些問題,本文圍繞基于進給速度離線預(yù)測優(yōu)化的型腔擺線加工方法進行研究,主要內(nèi)容包括:(1)建立了變半徑擺線刀軌的參數(shù)化模型。對比分析了恒步距(S)與恒徑向切深(Rdc)的擺線生成策略,建立了型腔中心線軌跡連接與規(guī)劃的數(shù)學模型,提高了變半徑擺線數(shù)學模型對復(fù)雜型腔的適應(yīng)性、改善了刀軌冗余。同時,該模型易于編程實現(xiàn)。(2)提出了基于機床進給特性的進給速度離線預(yù)測優(yōu)化方法。通過滿足機床進給特性,規(guī)劃了擺線的最優(yōu)切削行程進給速度,以及可控制材料去除率超標的擺線最優(yōu)空切行程進給速度;通過在空切行程與切削行程連接處的預(yù)測并提前減速,避免了連接處的材料去除率超標問題;驗證了以材料去除率和切削力為優(yōu)化目標的兩種優(yōu)化策略。(3)開發(fā)了生成刀軌的CAM程序插件。首先實現(xiàn)了通過SolidWorks平臺獲取型腔數(shù)據(jù);其次在MATLAB平臺Voronoi圖算法下提取了型腔中心線數(shù)據(jù);最后開發(fā)了本文的擺線理論與速度優(yōu)化策略的實現(xiàn)算法。(4)搭建實驗平臺,對提出的理論進行了應(yīng)用驗證。在實驗平臺的基礎(chǔ)上,從切削力與銑削效率兩個方面,進行了兩組狹窄型腔的加工實驗、三組恒進給速度不同參數(shù)擺線的加工實驗、兩組基于材料去除率模型進給速度預(yù)測優(yōu)化的加工實驗和兩組基于切削力模型進給速度預(yù)測優(yōu)化的進給實驗。分析結(jié)果表明,所提策略能較好地適應(yīng)型腔加工、具有穩(wěn)定的銑削力,并可提高加工效率,具有一定的應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：變半徑擺線軌跡 材料去除率 速度優(yōu)化 CAM
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 引言10-12
• 1.1.1 擺線銑削的起源與發(fā)展10
• 1.1.2 擺線銑削存在的問題10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 材料去除率MRR穩(wěn)定國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 擺線銑削國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 進給速度優(yōu)化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題的選題依據(jù)，，研究內(nèi)容及章節(jié)安排16-18
• 1.3.1 選題依據(jù)16
• 1.3.2 論文的主要研究內(nèi)容16-17
• 1.3.3 章節(jié)安排17-18
• 第二章 擺線參數(shù)化模型建立與刀軌分析18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 擺線刀軌的數(shù)學模型18-22
• 2.2.1 恒半徑擺線刀軌的數(shù)學模型18-19
• 2.2.2 變半徑擺線刀軌的數(shù)學模型19-20
• 2.2.3 擺線刀軌的加工效率與冗余分析20-22
• 2.3 變半徑擺線刀軌的參數(shù)化模型22-27
• 2.3.1 變半徑擺線參數(shù)化模型22-24
• 2.3.2 基于步距（S）穩(wěn)定與徑向切深（Rdc）穩(wěn)定的變半徑擺線生成策略24-27
• 2.4 擺線刀軌規(guī)劃分析27-30
• 2.4.1 擺線刀軌連接分析27-28
• 2.4.2 擺線刀軌連接規(guī)劃28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 第三章 進給速度離線預(yù)測優(yōu)化策略32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 進給速度優(yōu)化意義與策略分析32-35
• 3.3 基于材料去除率模型的進給速度預(yù)測優(yōu)化策略35-39
• 3.3.1 刀軌離散35
• 3.3.2 離散刀軌加工參數(shù)計算35-36
• 3.3.3 進給速度正向優(yōu)化36-37
• 3.3.4 進給速度反向優(yōu)化37-39
• 3.3.5 優(yōu)化策略小結(jié)39
• 3.4 基于切削力模型的進給速度離線預(yù)測優(yōu)化策略39-40
• 3.4.1 基于切削力模型策略分析39-40
• 3.4.2 基于切削力模型策略實施方案40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 CAM功能插件程序設(shè)計及實現(xiàn)42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 變半徑擺線刀軌功能實現(xiàn)42-51
• 4.2.1 CAM模塊總體功能實現(xiàn)42-43
• 4.2.2 基于Matlab的Voronoi圖算法實現(xiàn)43-45
• 4.2.3 中心軌跡點篩選45-47
• 4.2.4 中心軌跡點排序與端點查找47-48
• 4.2.5 變半徑擺線刀軌生成48-50
• 4.2.6 擺線切削參數(shù)計算50-51
• 4.3 速度優(yōu)化功能實現(xiàn)51-54
• 4.3.1 獲取刀位點與切削參數(shù)51-52
• 4.3.2 進給速度正向優(yōu)化52
• 4.3.3 進給速度反向優(yōu)化52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 變半徑擺線理論與速度優(yōu)化策略實驗研究56-74
• 5.1 引言56
• 5.2 實驗平臺搭建56-58
• 5.3 變半徑擺線對狹窄型腔適應(yīng)性加工實驗58-60
• 5.3.1 實驗一：狹窄連通圖案型腔加工實驗58-59
• 5.3.2 實驗二：漢字‘飛’圖案型腔加工實驗59
• 5.3.3 本實驗組小結(jié)59-60
• 5.4 基于步距（S）穩(wěn)定與基于徑向切深（RDC）穩(wěn)定的加工實驗60-63
• 5.4.1 實驗三：S=0.74mm60-61
• 5.4.2 實驗四：S=1.00mm61-62
• 5.4.3 實驗五：Rdc=2.00mm62-63
• 5.4.4 本實驗組小結(jié)63
• 5.5 基于材料去除率模型速度優(yōu)化的步距（S）穩(wěn)定的加工實驗63-65
• 5.5.1 材料去除率模型63
• 5.5.2 實驗六：S=0.74mm63-64
• 5.5.3 實驗七：S=1.00mm64-65
• 5.5.4 本實驗組小結(jié)65
• 5.6 基于切削力模型速度優(yōu)化的步距（S）穩(wěn)定的加工實驗65-67
• 5.6.1 切削力模型65-66
• 5.6.2 實驗八：S=0.74mm66
• 5.6.3 實驗九：S=1.00mm66-67
• 5.6.4 本實驗組小結(jié)67
• 5.7 實驗參數(shù)匯總與結(jié)果分析67-72
• 5.7.1 實驗參數(shù)匯總67-69
• 5.7.2 實驗結(jié)果分析69-72
• 5.8 本章小結(jié)72-74
• 總結(jié)與展望74-76
• 論文工作總結(jié)74-75
• 未來工作展望75-76
• 參考文獻76-79
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果79-80
• 致謝80-81
• 附件81

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8 朱N

本文編號：920722