異形刀具在工業(yè)、醫(yī)療和紡織等行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛。本文以醫(yī)用外科手術(shù)刀和紡織行業(yè)刀具為研究對象,研究了典型異形刀具的刃磨方法。本文基于課題組開發(fā)的兩款五軸刃磨機(jī)床,針對不同類型的加工工件,規(guī)劃相應(yīng)的加工軌跡,按照產(chǎn)品特性和軌跡規(guī)劃方法,采用不同的刀觸點(diǎn)數(shù)據(jù)提取技術(shù),包括利用UG進(jìn)行軌跡規(guī)劃,并利用二次開發(fā)功能,提取刀觸點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù),利用EXCEL表格進(jìn)行數(shù)據(jù)整理;在此基礎(chǔ)上基于VC++6.0開發(fā)兩款數(shù)控代碼生成軟件,集成了數(shù)控加工后置處理算法,EXCEL文件數(shù)據(jù)提取技術(shù),在參數(shù)界面可以按照需要進(jìn)行數(shù)控代碼的個(gè)性化設(shè)置和修改,極大地簡化了后置處理工作;由于MFC軟件可以獨(dú)立運(yùn)行的產(chǎn)品屬性,使操作難度相比于Matlab大大降低,方便企業(yè)的使用和學(xué)習(xí)。推出的兩套以獨(dú)立軟件為主體的數(shù)控加工后置處理系統(tǒng),使刀具刃磨編程更加簡化。本文提出了針對微小工件、異形工件的位置標(biāo)定法,結(jié)合工件的外形特征和尺寸參數(shù),建立工件坐標(biāo)系,標(biāo)定工件和機(jī)床的相對位置關(guān)系,使工件和機(jī)床建立聯(lián)系,并具有較高的位置精度;同時(shí)針對此類工件,提出了相應(yīng)的對刀方法,使工件和刀具之間能夠順利的建立起聯(lián)系。對對刀過程可能出現(xiàn)的誤差進(jìn)行誤差... 

【文章來源】： 戴光耀 吉林大學(xué)

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

五軸刃磨機(jī)床模型

第2章復(fù)雜刀具曲面加工設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析9體上各要素的位置而設(shè)置的坐標(biāo)系，它是由編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)工件的特點(diǎn)而選定的，是編程的第一步，應(yīng)根據(jù)不同的加工要求和編程的方便性恰當(dāng)選擇[48]。以圖紙中工件中軸線為Y軸，X軸通過刀尖與Y軸垂直，建立工件坐標(biāo)系（簡稱G系），如圖2.3所示，根據(jù)工件坐標(biāo)系，得到每段圓弧的圓心坐標(biāo)，進(jìn)而得到圓弧軌跡的函數(shù)解析式，通過計(jì)算可以得到刀尖的位置，由于對刀點(diǎn)設(shè)置為工件的刀尖，所以，工件坐標(biāo)系的圓心選取為刀尖為佳，此時(shí)需將先前建立的坐標(biāo)系原點(diǎn)移動(dòng)到刀尖位置，得到的新坐標(biāo)系即為工件坐標(biāo)系。在刀刃軌跡Y軸取值范圍內(nèi)每間隔0.02mm，得到一個(gè)Y坐標(biāo)值，在程序內(nèi)利用for循環(huán)，得到工所有軌跡的連續(xù)的刀觸點(diǎn)坐標(biāo)。再結(jié)合圓心坐標(biāo)，生成每個(gè)刀觸點(diǎn)對應(yīng)的圓弧軌跡的法向量，刀觸點(diǎn)與砂輪接觸時(shí)，砂輪的方向與刀觸點(diǎn)跟圓心構(gòu)成的向量一致。圖2.3顯微外科甲型刀工件坐標(biāo)系（3）顯微外科乙型刀顯微外科乙型刀刃磨軌跡包含兩段，分別為半徑R4的圓弧刃和直刃，軌跡規(guī)劃方法同樣采用邊界法得到。建立工件坐標(biāo)系求取刀觸點(diǎn)軌跡，工件坐標(biāo)系的建立方法為：以乙型刀的直刃邊作為坐標(biāo)系的X軸，Y軸垂直X軸且通過刀尖，刀刃朝向Y軸正方向,建立好的工件坐標(biāo)系如圖2.4所示。

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2.4顯微外科乙型刀工件坐標(biāo)系圖2.4中O點(diǎn)為圓心，B點(diǎn)為乙型刀刃圓弧刃和直刃相切點(diǎn)，所以O(shè)B是平行與Y軸的。根據(jù)乙型刀圖紙上提供的參數(shù)，可以很容易的計(jì)算出圓弧段的圓心O坐標(biāo)(1.78454)和B點(diǎn)坐標(biāo)(1.78450)，同時(shí)可以得到弧AB所對的圓心角的度數(shù)θ（cos=1.7845/4），解方程得到θ值在27°和26°之間，取27°，計(jì)算θ值的目的在于，取圓弧刃的刀觸點(diǎn)時(shí)，在坐標(biāo)系內(nèi)推導(dǎo)出圓弧刃的軌跡方程，再將該軌跡方程轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)方程，利用極坐標(biāo)方程，從刀尖點(diǎn)A點(diǎn)開始，θ每間隔0.5°取出一個(gè)點(diǎn)()作為刀觸點(diǎn)，軌跡方程如下：直角坐標(biāo)系:(1.7845)2+(+4)2=16極坐標(biāo)系:{=4cos+1.7845=4sin4(90°≤≤117°)直刃部分在加工時(shí)是與X軸平行的，故只選取B、C兩個(gè)點(diǎn)作為刀觸點(diǎn)，機(jī)床從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，即可實(shí)現(xiàn)對直刃部分的刃磨。2.1.2紡織行業(yè)刀具加工過程與軌跡規(guī)劃（1）加工過程和機(jī)床運(yùn)動(dòng)鏈本部分研究的紡織行業(yè)刀具共十二把，每把刀具分別匹配專用夾具后，裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)上進(jìn)行刃磨。機(jī)床為課題組自行研發(fā)的五軸聯(lián)動(dòng)非標(biāo)數(shù)控設(shè)備，機(jī)床五軸分別為X軸、Y軸、Z軸、B軸、C軸，其中，C軸轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在B軸轉(zhuǎn)臺(tái)上，B軸的運(yùn)動(dòng)會(huì)改變C軸回轉(zhuǎn)軸線的方向，B軸安裝在X軸滑鞍上，X軸導(dǎo)軌安裝在Y軸滑鞍上，Y軸導(dǎo)軌安裝在床身上，Z軸控制砂輪軸移動(dòng)安裝在床身立柱上。X軸、Y軸和Z軸的正方向的確立符合笛卡爾坐標(biāo)系，B、C軸符合右手螺旋定則，各軸的正方向皆依據(jù)“假定工件靜止，刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)”的原則確定。機(jī)床模BA

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3001291