曲面实时数控加工分析.pdf

话摘要华中科技大学博士学位论文岢銎矫嬉弑渌俨宀沟脑砑***椒āJ紫确治隽似矫嬉叩具有复杂曲面的产品在飞机、汽车和电子消费品等工业中是广泛存在的,特别是在模具工业中,其表现为在特定的产品中实现产品规定的功能的功能曲面和具有及实现美学价值的审美曲面。实现高速、高精度、高效率和低成本的复杂曲面数控加工对于提高这些产品的市场竞争力具有战略性本文着眼于为实现曲面加工的高速、高精度、高效率和低成本,探索曲面实时数控加工的理论,对曲面实时数控加工中的重大问题和关键技术进行了深入研究。本文所做的创新性工作包括,岢隽瞬问卟宀沟慕俣瓤刂圃砗头椒āT谠擞们叭斯ぷ的基础上,系统地回顾和总结了参数曲线插补的理论和进给速度控制原理。首先分析了参数曲线的几何特性,推导了***运动与曲线的几何特性之间的关系。构造了参数曲线的等参数进给,变参数进给,恒速进给和变速进给岢霾问嫫矫娼叵卟宀沟脑砗头椒ā=岷锨叭说墓ぷ鳎低地提出了参数曲面实时加工的理论和方法。分析了参数曲面五轴加工的***定位方法。深入分析参数曲面的参数线实时加工法,提出了参数曲面平面截线实时加工法。给出了路径规划方法和路径曲线插补原理。几何特性,推导了***运动与曲线的几何特性之间的关系。提出了平面隐插补的进给速度控制原理。在此基础上,分别构造了平面隐曲线的恒速插补、反馈插补和变速插补的原理和方法。分析了插补误差。岢隽丝占湟卟宀沟姆椒ê臀逯峥刂圃怼J紫确治隽丝占湟曲线的几何特性,推导了机床运动、***运动与曲线的几何特性之间的关系。在此基础上,构造了空间隐曲线的插补方法和递推公式。分析了五轴数控加工的基本原理。岢隽艘媸凳奔觟的理论和方法。用截平面法生成隐曲面数控加工路径,即定义隐曲面与一组相互平行的平面的交线为加工路径曲线,根据最大允许残差高度确定平面之间的距离,从而生成一组加工路径曲线。分析了加工路径曲线的几何特性,建立了几何特性与***运动学之间的关系,在此基础上提出了***路径曲线的插补原理。意义。插补器。、
,华中科技大学博士学位论文诳7⒌脑拖低扯蕴岢龅那媸凳奔庸だ砺鄣慕辛舜罅康姆真实验和加工实验,实验研究表明了本文提出的曲面实时加工理论的正确性和有效性。介绍了原型系统硬件和软件,重点介绍了面向曲面实时加工的低澈屯ㄓ们卟宀蛊鞯娜砑杓啤N=徊降氖涤没蜕唐坊研究提供基础。关键词豂曲面加工,曲线插补,加工路径,参数曲线问妫隐曲线,隐曲面媸凳奔庸‘
华中科技大学博士学位论文瞔,“猲啪猟琫‰。撇〆柚飊艉琱他∞,,礲·缸嚣譨畃“餰鷍她,【瘛■.琾..,—.琱,:.】【
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绪论华中科技大学博士学位论文课题的来源、研究背景及意义香港政府项目“模具曲面抛光的***路径规划”和国家自然科学基金项目“高可靠性数控系统软件芯片库及其运行环境研究”部分资助。课题“模具曲面抛光的***路径规划”的研究方法是首先开展曲面加工半精加工和精加工牡毒呗肪豆婊囊话阍砗头椒ǖ难芯浚浯问歉抛光的特殊工艺要求,研究曲面抛光的***路径规划的特殊原理和方法。因此,本论文“曲面实时数控加工的研究”是该课题的主要组成部分。同时本论文中有关“曲线插补原理和算法”的研究是针对自然科学基金项目“高可靠性数控系统软件芯片库及其运行环境研究”中的插补软件的开发而开展的,因而本研究也是该课题的重要组成部分。具有复杂曲面的产品在飞机、汽车和电子消费品等工业中是广泛存在的,特别是在模具工业中。这些复杂的曲面在特定的产品中实现产品规定的功能如空气动力学、光学、医学和结构等,这种曲面可称为功能曲面。另一方面,有些复杂的曲面在特定的产品中具有和实现审美价值,称这种曲面为审美曲面。由于市场的竞争,能否高精度、高效率和低成本地加工这些复杂曲面越来越重要,高精度、高效率和低成本的复杂曲面加工技术已成为诸多工业领域中的战略性技术。复杂曲面加工技术的主要内容包括曲面建模、曲面加工规划和数控加工。其中曲面建模的目的是建立曲面的计算机可表示的数学模型。曲面加工规划包括曲面加工工艺规划和曲面加工路径规划。而数控加工包括从输入曲面设计的几何信息与曲面规划的工艺和几何信息到控制机床加工的全长期以来,曲面加工模式一直是先借助痗系统离线编程生成由直线段和圆弧段组成的零件程序后,再由低辰兄毕吆驮不〔宀勾而驱动机床加工。这种加工方法可概括为逼近加工模式,如图所示。。课题的来源
华中科技大学博士学位论文些加工路径表现为复杂的曲线。再根据精度原则,用