本文關(guān)鍵詞：基于動(dòng)態(tài)加工特征的復(fù)雜曲面加工方法

  更多相關(guān)文章： 數(shù)控加工 復(fù)雜曲面 動(dòng)態(tài)加工特征 張量 云制造

【摘要】：飛機(jī)進(jìn)氣道鼓包、翼身融合曲面等大量復(fù)雜曲面,其復(fù)雜的幾何特性及苛刻的加工要求往往導(dǎo)致曲面在不同區(qū)域內(nèi)對應(yīng)不同的優(yōu)化加工策略,無法基于單個(gè)加工區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量、高效率加工。針對以上問題,本文對基于動(dòng)態(tài)加工特征的復(fù)雜曲面加工方法進(jìn)行了深入研究,主要成果如下:(1)提出了復(fù)雜曲面動(dòng)態(tài)加工特征建模方法。針對現(xiàn)有加工特征不支持復(fù)雜曲面分區(qū)優(yōu)化加工的問題,研究了復(fù)雜曲面分區(qū)優(yōu)化加工策略,復(fù)雜曲面分區(qū)隨加工階段、制造資源及加工要求的變化而動(dòng)態(tài)變化,稱之為復(fù)雜曲面動(dòng)態(tài)加工特征。針對現(xiàn)有基于純量或向量的曲面分區(qū)方法僅能得到局部優(yōu)化解的問題,建立了曲面任意點(diǎn)處優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的二階張量,并基于張量場的三分退化點(diǎn)確定多個(gè)加工區(qū)域相交點(diǎn),進(jìn)而以相交點(diǎn)為起點(diǎn)、以最優(yōu)進(jìn)給方向?yàn)榍邢驑?gòu)造曲面內(nèi)部邊界,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜曲面動(dòng)態(tài)加工特征建模,為復(fù)雜曲面分區(qū)優(yōu)化加工奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。(2)提出了基于切寬張量的復(fù)雜曲面分區(qū)加工方法。針對基于現(xiàn)有二維刀具有效切削輪廓難以直接給出切寬張量的問題,將通用回轉(zhuǎn)體刀具在曲面上一點(diǎn)沿各進(jìn)給方向運(yùn)動(dòng)時(shí)不斷變化的二維刀具有效切削輪廓轉(zhuǎn)換為一個(gè)在絕對坐標(biāo)系中不變的三維連續(xù)曲面,稱之為刀具有效切削曲面。定義了刀具有效切削曲面與零件曲面的法向逼近距離,給出了法向逼近距離的張量模型,并證明了在給定切觸點(diǎn)處,刀具沿不同進(jìn)給方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的切寬與其密切平面內(nèi)的法向逼近距離呈正比,進(jìn)而給出了切寬張量,實(shí)現(xiàn)了基于切寬張量的復(fù)雜曲面加工區(qū)域劃分及分區(qū)刀軌計(jì)算。(3)提出了面向復(fù)雜曲面數(shù)控加工的云制造框架。針對現(xiàn)有云制造框架對復(fù)雜零件制造工藝知識(shí)保護(hù)不足的問題,將制造服務(wù)的封裝由云端轉(zhuǎn)移至制造服務(wù)供應(yīng)商內(nèi)部,將制造服務(wù)的索引信息存儲(chǔ)于云端,而制造服務(wù)中的制造工藝信息存儲(chǔ)于制造服務(wù)供應(yīng)商內(nèi)部。針對制造資源及加工要求不確定的問題,構(gòu)建了開放式復(fù)雜曲面動(dòng)態(tài)加工特征Function Block,支持加工特征數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜曲面在制造資源及加工要求不確定環(huán)境下的自適應(yīng)工藝規(guī)劃。(4)基于以上研究開發(fā)了基于動(dòng)態(tài)加工特征的復(fù)雜曲面加工原型系統(tǒng),并結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控加工 復(fù)雜曲面 動(dòng)態(tài)加工特征 張量 云制造
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V261
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 注釋表14-16
• 第一章 緒論16-25
• 1.1 研究背景和研究意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究綜述17-23
• 1.2.1 加工特征定義與建模17-20
• 1.2.1.1 加工特征定義17-18
• 1.2.1.2 加工特征建模18-20
• 1.2.2 復(fù)雜曲面分區(qū)優(yōu)化加工方法20-21
• 1.2.3 面向云制造的自適應(yīng)工藝規(guī)劃21-23
• 1.2.3.1 云制造模式21-22
• 1.2.3.2 面向制造資源及加工要求不確定的自適應(yīng)工藝規(guī)劃22-23
• 1.3 論文內(nèi)容與章節(jié)安排23-25
• 第二章 復(fù)雜曲面動(dòng)態(tài)加工特征建模方法25-46
• 2.1 加工特征定義的難點(diǎn)25-26
• 2.2 復(fù)雜曲面加工特征26-28
• 2.3 復(fù)雜曲面中間狀態(tài)特征28-29
• 2.4 復(fù)雜曲面動(dòng)態(tài)加工特征29-32
• 2.5 基于張量的復(fù)雜曲面動(dòng)態(tài)加工特征建模方法32-44
• 2.5.1 基于張量的曲面分區(qū)方法33
• 2.5.2 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的二階張量33-36
• 2.5.2.1 單目標(biāo)優(yōu)化情況33-35
• 2.5.2.2 多目標(biāo)優(yōu)化情況35-36
• 2.5.3 基于張量場的曲面加工區(qū)域劃分方法36-44
• 2.5.3.1 二階張量場中的退化點(diǎn)36-38
• 2.5.3.2 基于雙線性插值的三分退化點(diǎn)搜索方法38-40
• 2.5.3.3 曲面內(nèi)部邊界構(gòu)造方法40-44
• 2.6 本章小結(jié)44-46
• 第三章 基于切寬張量的復(fù)雜曲面分區(qū)加工方法46-64
• 3.1 復(fù)雜曲面端銑加工切寬張量構(gòu)建的難點(diǎn)46-48
• 3.2 復(fù)雜曲面端銑加工切削寬度張量48-56
• 3.2.1 刀具有效切削曲面49-52
• 3.2.2 復(fù)雜曲面端銑加工切削寬度張量52-56
• 3.3 基于切寬張量的復(fù)雜曲面分區(qū)及軌跡計(jì)算56-63
• 3.3.1 球頭刀端銑復(fù)雜曲面切削寬度張量56-59
• 3.3.2 基于切寬張量的曲面分區(qū)和刀軌計(jì)算59
• 3.3.3 應(yīng)用實(shí)例59-63
• 3.4 本章小結(jié)63-64
• 第四章 基于最大進(jìn)給速度張量的復(fù)雜曲面分區(qū)加工方法64-76
• 4.1 復(fù)雜曲面端銑加工進(jìn)給速度優(yōu)化的難點(diǎn)64-65
• 4.2 機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)曲面65-67
• 4.3 基于機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的最大進(jìn)給速度張量67-70
• 4.3.1 以機(jī)床各運(yùn)動(dòng)軸速度上限為約束的最大進(jìn)給速度張量67-68
• 4.3.2 以機(jī)床各運(yùn)動(dòng)軸加速度上限為約束的最大進(jìn)給速度張量68-70
• 4.4 基于最大進(jìn)給速度張量的曲面分區(qū)加工軌跡計(jì)算70-75
• 4.4.1 基于最大進(jìn)給速度張量的曲面加工區(qū)域劃分70-72
• 4.4.2 基于最大進(jìn)給速度張量的曲面分區(qū)刀軌計(jì)算72-74
• 4.4.3 應(yīng)用實(shí)例74-75
• 4.5 本章小結(jié)75-76
• 第五章 面向復(fù)雜曲面數(shù)控加工的云制造框架76-91
• 5.1 復(fù)雜零件云制造的不足和難點(diǎn)76-77
• 5.2 面向復(fù)雜曲面數(shù)控加工的云制造框架77-81
• 5.2.1 框架構(gòu)建77-80
• 5.2.2 制造服務(wù)類型80-81
• 5.3 復(fù)雜曲面動(dòng)態(tài)加工特征FUNCTION BLOCK81-90
• 5.3.1 SDMF-FB的構(gòu)成82-87
• 5.3.1.1 曲面加工特征Function Block82-84
• 5.3.1.2 中間狀態(tài)特征Function Block84-85
• 5.3.1.3 目標(biāo)曲面Function Block85
• 5.3.1.4 工藝方案Function Block85-87
• 5.3.2 SDMF-FB87-90
• 5.4 本章小結(jié)90-91
• 第六章 系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)91-98
• 6.1 系統(tǒng)框架91-92
• 6.2 系統(tǒng)功能與運(yùn)行實(shí)例92-97
• 6.3 本章小結(jié)97-98
• 第七章 總結(jié)與展望98-100
• 7.1 總結(jié)98-99
• 7.2 展望99-100
• 參考文獻(xiàn)100-109
• 致謝109-111
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文111-113

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