面向現(xiàn)代艦船制造的工程背景,在船體空間復(fù)雜曲面上切割形狀各異的大尺寸工藝孔是加工過程中的關(guān)鍵項(xiàng)目。由于船體結(jié)構(gòu)的變化和船用材料的更新?lián)Q代,現(xiàn)有切割裝備已經(jīng)不能滿足“高性能”制造需求,也無法保障孔型任務(wù)的加工精度與性能指標(biāo)等。因此,研究能夠解決艦船復(fù)雜曲面切割難題的新型加工方法—數(shù)字化敏捷切割技術(shù),并研制具有高效率、高精度和高質(zhì)量加工特性的切割機(jī)構(gòu)與數(shù)控切割設(shè)備,對(duì)艦船制造中需要解決的重要問題,具有重要的理論意義和工程價(jià)值。本文將空間復(fù)雜曲面零件測(cè)量—再設(shè)計(jì)—數(shù)控加工一體化和數(shù)控切割設(shè)備的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化視為數(shù)字化敏捷切割技術(shù)領(lǐng)域中的兩個(gè)核心要素,開展了空間復(fù)雜曲面孔型輪廓及其切割軌跡的參數(shù)化建模方法、并聯(lián)變胞機(jī)構(gòu)的構(gòu)型綜合方法、全構(gòu)態(tài)運(yùn)動(dòng)性能分析與綜合評(píng)價(jià)優(yōu)化方法研究,也進(jìn)行了并聯(lián)變胞切割機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和虛擬仿真研究。一方面建立了復(fù)雜曲面曲線數(shù)控加工一體化以及并聯(lián)變胞機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合與優(yōu)化的理論方法,另一方面為解決復(fù)雜曲面加工難題提供了新型切割機(jī)構(gòu)。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:構(gòu)建了空間復(fù)雜曲面孔型輪廓及其切割軌跡的參數(shù)化模型。根據(jù)空間曲面的數(shù)字化敏捷切割需求,構(gòu)造了由一般參數(shù)轉(zhuǎn)化為特殊參... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：190 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３可鎖死ｙ副和３－ＣＰｔ／并聯(lián)變胞機(jī)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．３?Ａ?ｌｏｃｋａｂｌｅ?ｕｎｉｖｅｒｓａｌ?ｊｏｉｎｔ?ａｎｄ?３－ＣＰＵ?ｐａｒｅｌｌｅｌ?ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??

需要確定其在空間復(fù)雜曲面工件和切割輪廓中的姿態(tài)，即事先構(gòu)建出Ｖ型、Ｘ??型等形式的坡口向量模型�；诳臻g幾何理論［１４３］，結(jié)合材料去除方式給出與坡口有關(guān)??的參考面和空間角度如圖２．１所示。其中，是工件坐標(biāo)系，Ｆ是工件材料模型，ｒ??上的空間曲面采用參數(shù)方程ｒ（ｗ，ｖ）表示。Ｄ是材料去除區(qū)域，Ｄ上的空間輪廓曲線采??用參數(shù)表達(dá)式表示。從是當(dāng)前切割點(diǎn)，定義為切割介質(zhì)在工件上的映射點(diǎn)。ｒＡ，是??切割點(diǎn)的切線方向，指定切割介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方向。：是切割點(diǎn)的法剖面，它是過Ｍ點(diǎn)??并且以邊界矢量和法矢量的叉積為法線的參考平面，能夠描述切割介質(zhì)在厚度方向上??的輪廓邊界。??＾ｕ?ＴｙｐｅＶ??圖２．１坡口模型的參考面和空間幾何描述??Ｆｉｇ．?２．１?Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ａｎｄ?ｓｐａｔｉａｌ?ｇｅｏｍｅｔｒｙ?ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｒｏｏｖｅ?ｍｏｄｅｌ??在法剖面上描述切割點(diǎn)Ｍ處的坡口模型，是找出任意坡口形式中的去除材料區(qū)域??的輪廓邊界，它對(duì)應(yīng)切割介質(zhì)的姿態(tài)，以表示。Ｍ＇是坡口向量與工件表面的交??點(diǎn)，７Ｖ是沿厚度／／的方向上，坡口留根位置的參考點(diǎn)。為了保留原有設(shè)計(jì)孔型的有效??功能區(qū)域

??典型并聯(lián)變胞機(jī)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)組成如圖３．１所示。其中，圖３．１?（ａ）是單工作變胞支??鏈型并聯(lián)變胞機(jī)構(gòu)，它包含３條常規(guī)環(huán)形單開鏈結(jié)構(gòu)和１條中間支撐工作變胞??單開鏈動(dòng)平臺(tái)具有２種不同的約束狀態(tài)［６（）］。圖３．１?（ｂ）是全工作變胞支鏈??型并聯(lián)變胞機(jī)構(gòu)，它包含３條工作變胞單開鏈通過改變自身結(jié)構(gòu)切換為單開鏈??和凡使得末端具有無約束、純移動(dòng)和純轉(zhuǎn)動(dòng)等不??同的運(yùn)動(dòng)形式［６４］。圖３．１（ｃ）是附加變胞支鏈型并聯(lián)變胞機(jī)構(gòu)，它包含３條常規(guī)單開鏈??［／八７結(jié)構(gòu)以及２組專用于構(gòu)態(tài)變換（改變Ｖ副的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向）但不能為動(dòng)平臺(tái)提供??３４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3341991