本文關(guān)鍵詞：基于變半徑擺線刀軌的復(fù)雜型月空智能加工方法研究

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【摘要】：隨著高速銑床的出現(xiàn),如何生成能夠滿足高速銑削的型腔刀軌加工策略一直是多年以來數(shù)控銑削領(lǐng)域國內(nèi)外的研究熱點。傳統(tǒng)的銑削刀軌由于材料去除率和刀軌光順性的不足,在高速銑削中往往會產(chǎn)生嚴重的震動和切削力突變,因而不能適用高速銑削的要求。尤其是近幾年,擺線銑削刀軌的提出并被用在高速銑削粗加工中,得到了越來越多學(xué)者的關(guān)注。但由于其刀軌規(guī)劃策略的理論尚不夠完善,在實際中應(yīng)用并不多。因此,如何根據(jù)復(fù)雜型腔的特征,智能設(shè)計擺線加工刀軌策略,同時盡量提高加工效率,是型腔高速銑削領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題之一。本文圍繞高速銑削加工的粗銑刀軌規(guī)劃為主線,針對帶有島嶼的復(fù)雜型腔的智能化銑削刀軌策略進行研究,主要內(nèi)容包括:(1)提出了基于RDC(徑向切深)理論的變半徑擺線刀軌的數(shù)學(xué)模型。對于復(fù)雜的型腔區(qū)域加工,該模型能夠生成切觸角保持相對穩(wěn)定的銑削刀軌,有效控制了切削力的突變;相對于之前的恒半徑擺線刀軌模型,該模型可以根據(jù)區(qū)域形狀自適應(yīng)調(diào)整擺線大小,從而大大減少刀軌冗余;此外,相對于之前擺線模型的一階連續(xù),本文提出的擺線模型能夠達到切線和進給速率的二階連續(xù),更適用于高速銑削加工;而RDC(徑向切深)理論的應(yīng)用則對變半徑擺線刀軌的參數(shù)設(shè)置提供了理論和算法依據(jù)。(2)提出了基于CSA(切觸角)理論的適用于變半徑擺線模型的型腔高速銑削刀軌規(guī)劃策略。對于帶有多個島嶼的復(fù)雜型腔,該加工策略能夠有效地識別出應(yīng)用擺線銑削的關(guān)鍵區(qū)域,從而控制切削力的穩(wěn)定,同時大大減少刀軌冗余度,提高銑削效率。該加工策略利用切觸角理論識別加工區(qū)域的關(guān)鍵區(qū)域,并利用刀具和區(qū)域特征對關(guān)鍵區(qū)域的大小提供了量化方法,然后利用Voronoi圖生成能夠運用變半徑擺線刀軌的擺線路徑,由此,得到混合變半徑擺線刀軌和環(huán)切的智能銑削刀軌生成方法。(3)搭建實驗平臺,從切削力和銑削效率兩個標準,對新的刀軌策略和之前的刀軌理論進行了對比分析,對上述理論進行了應(yīng)用和驗證。將基于RDC的變半徑擺線刀軌與優(yōu)化前刀軌進行了對比分析,實驗驗證了變半徑擺線模型的可靠性;將基于變半徑擺線模型的型腔銑削區(qū)域劃分及加工策略與UG生成的恒半徑擺線加工策略進行了對比分析,證實了本文提出的新型加工策略在加工效率上的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：變半徑擺線軌跡 高速銑削 區(qū)域劃分 CAM
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11-13
• 1.1.1 高速銑削的起源和發(fā)展11
• 1.1.2 型腔高速銑削的現(xiàn)存問題11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 型腔高速銑削國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 擺線加工國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 課題的選題依據(jù)，，研究內(nèi)容及章節(jié)安排17-19
• 1.3.1 選題依據(jù)17
• 1.3.2 論文的主要研究內(nèi)容17
• 1.3.3 章節(jié)安排17-19
• 第二章 基于刀具徑向切深的擺線刀軌數(shù)學(xué)模型19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 恒半徑擺線刀軌的數(shù)學(xué)模型19-24
• 2.2.1 擺線刀軌的數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.2.2 基于徑向切深優(yōu)化的恒半徑擺線標準圓數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.2.3 基于徑向切深優(yōu)化的恒半徑擺線數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3 變半徑擺線刀軌數(shù)學(xué)模型24-28
• 2.3.1 變半徑擺線模型的定義25-26
• 2.3.2 變半徑擺線最大徑向深度的計算26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 基于變半徑擺線的型腔高速銑削區(qū)域分布策略29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 用于高速銑削的型腔擺線加工策略29-35
• 3.2.1 現(xiàn)存型腔擺線加工策略及其存在的問題29-32
• 3.2.2 基于變半徑擺線的型腔銑削加工策略32-35
• 3.3 變半徑擺線刀軌的參數(shù)選擇及生成算法35-38
• 3.3.1 關(guān)鍵區(qū)域擺線加工參數(shù)的選擇35-36
• 3.3.2 基于Voronoi圖的變半徑擺線刀軌生成算法36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 變半徑擺線刀軌模型及其加工策略實驗研究39-59
• 4.1 引言39
• 4.2 實驗平臺的搭建39-40
• 4.3 基于穩(wěn)定徑向切深的變半徑擺線刀軌切削實驗40-47
• 4.3.1 實驗設(shè)計過程40-41
• 4.3.2 實驗驗結(jié)論分析41-47
• 4.4 基于變半徑擺線刀軌的區(qū)域分布策略的加工效率分析47-58
• 4.4.1 對比實例一：含單島嶼的型腔中變半徑擺線刀軌的分布策略驗證47-48
• 4.4.2 實例一結(jié)論分析48-52
• 4.4.3 對比實例二：含多島嶼的型腔中變半徑擺線刀軌的分布策略驗證52-56
• 4.4.4 實例二結(jié)論分析56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 應(yīng)用于高速銑削的智能CAM系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)59-69
• 5.1 引言59
• 5.2 系統(tǒng)總體功能設(shè)計59-62
• 5.2.1 總體功能實現(xiàn)59-60
• 5.2.2 CAM系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計60-62
• 5.3 核心算法實現(xiàn)62-68
• 5.3.1 環(huán)切刀軌算法實現(xiàn)62-65
• 5.3.2 基于CGAL的Voronoi圖算法實現(xiàn)65-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 論文工作總結(jié)69-70
• 6.2 未來工作展望70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果75-76
• 致謝76-77
• 附件77

【共引文獻】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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3 詹小威;離心葉輪葉片加工工藝集成優(yōu)化研究[D];湘潭大學(xué);2013年

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7 高棟;飛刀銑削自由曲面表面形貌仿真與工藝參數(shù)優(yōu)化[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

8 雷偉軍;義齒高效數(shù)控加工刀軌優(yōu)化技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2014年

9 杜江;中軸線生成方法及其應(yīng)用研究[D];大連工業(yè)大學(xué);2012年

10 張杏紅;基于動力學(xué)特性的型腔擺線加工軌跡優(yōu)化[D];華中科技大學(xué);2014年

本文編號：950983