【摘要】：產(chǎn)品的外形美觀多樣化,使得具有復(fù)雜曲面的各種產(chǎn)品越來(lái)越多,因此對(duì)曲面加工的要求也越來(lái)越高,這就對(duì)自由曲面加工技術(shù)提出了更高的要求。數(shù)控銑削加工參數(shù)的選擇和刀具軌跡的合理規(guī)劃決定著模具自由曲面加工的效率和產(chǎn)品表面的質(zhì)量。為了有效提高模具加工的效率和質(zhì)量,本文對(duì)模具自由曲面的高效高品質(zhì)加工的有關(guān)理論和實(shí)際加工應(yīng)用進(jìn)行了研究。分析總結(jié)了現(xiàn)有幾種曲面造型方法的優(yōu)缺點(diǎn),確定了以NURBS曲面描述模具自由曲面并分析了曲面固有的幾何參數(shù)特性。通過(guò)Matlab構(gòu)造自由曲面并計(jì)算了曲面離散型值點(diǎn)的曲率,根據(jù)曲面上點(diǎn)的性質(zhì)將曲面初步劃分為凸橢圓面、凹橢圓面、凸拋物面、凹拋物面以及雙曲面。采用K-means聚類算法將曲面進(jìn)行細(xì)分,得到幾何特性相似的曲面片,并確定了曲面邊界,完成了曲面的分區(qū)域規(guī)劃。完成了球頭銑刀銑削模具自由曲面的刀具軌跡規(guī)劃。根據(jù)等殘留高度法對(duì)球頭銑刀軌跡規(guī)劃的走刀步長(zhǎng)、加工行距、刀觸點(diǎn)和刀位點(diǎn)等進(jìn)行了計(jì)算和分析。選擇不同的初始軌跡得到的刀觸點(diǎn)不同,為了提高加工效率,使所有刀具路徑的平均行距最大,在采用等殘留高度法進(jìn)行軌跡規(guī)劃時(shí),選擇了所有刀觸點(diǎn)間歇進(jìn)給方向法曲率半徑均值最大的刀具路徑對(duì)應(yīng)的初始軌跡,并通過(guò)該初始軌跡進(jìn)行軌跡規(guī)劃。通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了該初始軌跡對(duì)應(yīng)的刀路總長(zhǎng)度最小,相應(yīng)的走刀時(shí)間也最短。設(shè)計(jì)多因素正交試驗(yàn)研究了多軸球頭銑削加工參數(shù)對(duì)淬硬模具鋼表面完整性的影響。選擇不同的加工參數(shù)如主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量、徑向切深、前傾角和側(cè)偏角作為影響因素,以表面粗糙度Ra,表面顯微硬度HV,表面殘余應(yīng)力作為評(píng)價(jià)指標(biāo),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析了各加工參數(shù)對(duì)表面完整性的影響規(guī)律,得出各參數(shù)對(duì)表面完整性影響的顯著程度,為加工表面完整性預(yù)測(cè)提供了理論基礎(chǔ),也為實(shí)際模具切削參數(shù)合理選擇提供依據(jù)。完成了對(duì)自由曲面的分區(qū)域刀具軌跡規(guī)劃仿真以及汽車前地板縱梁前段凸模的UG數(shù)控加工編程仿真和試驗(yàn)研究,對(duì)比分析了分區(qū)域加工與單一刀路下銑削加工的效率和表面質(zhì)量,研究表明在精加工階段,分區(qū)域加工可在保證加工質(zhì)量的同時(shí)明顯提高模具的加工效率。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG76
【圖文】：

形刀具軌跡連接方法。逡逑參數(shù)線法主要用于加工參數(shù)線均勻變化的曲面，刀軌沿曲面算，但是刀軌排列較為密集，致使加工效率偏低，而且對(duì)于不跡的不均勻直接影響了表面質(zhì)量和效率的提高。逡逑２）截面線法逡逑面線法分為ＣＣ路徑截面線法和ＣＬ路徑截面線法兩種，基本距離的平行平面切割工件曲面，使刀具以截面與工件曲面間的加工曲面。陳濤［１５，１６］等以截面法為基礎(chǔ)提出三角劃分曲面方態(tài)獲得無(wú)干涉刀位軌跡。吳光琳＾采用三角劃分方法，根據(jù)各與行距得出無(wú)干涉刀具軌跡并確定了加工不到的區(qū)域位置，劉威［１８】基于截面線法提出了點(diǎn)云模型的等誤差刀具軌跡生成確定的點(diǎn)建立以弓高誤差為半徑的圓取得最小的交集，在此交弓高誤差取得的圓相切或相交，滿足了加工精度要求。逡逑

ｆｉｌｌ�。义霞庸で驽义蠄D１－２截面線法逡逑截面線法可以避免等參數(shù)線法出現(xiàn)的刀具軌跡不均勻的問(wèn)題，但此方法要進(jìn)逡逑行求交運(yùn)算，而且截平面的位置會(huì)影響刀具軌跡的質(zhì)量。自由曲面的區(qū)域不同使逡逑得殘留的高度出現(xiàn)差異，在加工較平緩的曲面時(shí)由于最大殘留高度允值的約束使逡逑得加工效率較低［１９］。Ｃｈｉｏｕ等［２（）】提出了一種基于工件曲面和刀具幾何信息的加逡逑３逡逑

邋Ｖ＝［０邋０邋０邋０．２邋０．５邋０．８邋１邋１邋１］，控制頂點(diǎn)逡逑５］邋［０，５，１５］［０，１０，１２］［０，１５，１６］［０，２０，１４］邋［０，２５，１６］逡逑５］邋［５，５，１２］［５，１０，１１］邋［５，１５，１１］邋［５，２０，１５］邋［５，２５，１８］逡逑１３］邋［１０，５，１１］邋［１０，１０，１５］邋［１０，１５，１５］邋［１０，２０，１８］邋［１０，２５，１７］逡逑１４］邋［１５，５，１３］邋［１５，１０，１３］邋［１５，１５，１４］邋［１５，２０邋１６］邋［１５，２５，１５］逡逑１２］邋［２０，５，１４］邋［２０，１０，１２］邋［２０，１５，１０］邋［２０，２０，１６］邋［２０，２５，１７］］逡逑＇１１１１１１＇逡逑１１１１１１逡逑＝邐１１１１１１逡逑１１１１１１逡逑１１１１１１逡逑ａｔｌａｂ構(gòu)造的ＮＵＲＢＳ自由曲面如圖２－２所示，得到的各離值保存在．ｔｘｔ文檔中。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何柏林;鄧海鵬;;表面完整性研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];表面技術(shù);2015年09期

2 楊文杰;王素玉;杜遠(yuǎn)超;李騰;;高速銑削模具鋼3Cr2Mo加工硬化實(shí)驗(yàn)分析及建模[J];兵器材料科學(xué)與工程;2014年03期

3 姚倡鋒;武導(dǎo)俠;靳淇超;黃新春;任軍學(xué);張定華;;TB6鈦合金高速銑削三維表面形貌及疲勞行為(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年03期

4 董永旺;趙軍;陳曉曉;郭勝光;李安海;;球頭銑刀銑削斜面的三維有限元仿真研究[J];硬質(zhì)合金;2012年04期

5 馮志新;蔡玉俊;黎振;潘鑫;;基于k-均值聚類算法的模具型腔曲面分片加工研究[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

6 楊長(zhǎng)輝;魯紅梅;胡建軍;陳元芳;;復(fù)雜自由曲面NC加工自適應(yīng)刀具軌跡規(guī)劃[J];機(jī)床與液壓;2011年19期

7 吳夙慧;成穎;鄭彥寧;潘云濤;;K-means算法研究綜述[J];現(xiàn)代圖書情報(bào)技術(shù);2011年05期

8 張鳴;劉偉軍;卞宏友;;裁剪曲面加工中的等參數(shù)線軌跡連接方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年09期

9 周志雄;周秦源;任瑩暉;;復(fù)雜曲面加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年17期

10 徐汝鋒;陳志同;陳五一;吳獻(xiàn)珍;朱劍軍;;復(fù)雜曲面五坐標(biāo)加工中雙線驅(qū)動(dòng)刀軌規(guī)劃(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2010年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 楊昊;高強(qiáng)高硬鋼硬態(tài)切削的切削性能實(shí)驗(yàn)研究[D];北京理工大學(xué);2014年

2 劉威;點(diǎn)云模型的數(shù)控加工刀軌生成關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

3 李萬(wàn)軍;基于分形中Hilbert曲線的復(fù)雜曲面加工刀具軌跡規(guī)劃算法研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

4 李月恩;模具鋼高速球頭銑削加工表面質(zhì)量的研究[D];山東大學(xué);2011年

5 姬俊鋒;復(fù)雜整體葉輪數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

6 楊建中;復(fù)雜多曲面數(shù)控加工刀具軌跡生成方法研究[D];華中科技大學(xué);2007年

7 王素玉;高速銑削加工表面質(zhì)量的研究[D];山東大學(xué);2006年

8 林潔瓊;自由曲面分片研拋與軌跡規(guī)劃的研究[D];吉林大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李波;鎳基高溫合金GH4169高速銑削表面完整性研究[D];中北大學(xué);2015年

2 李姣;汽車覆蓋件模具曲面分區(qū)域及其刀具軌跡規(guī)劃研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2015年

3 董永旺;模具鋼多軸球頭銑削過(guò)程幾何及表面形貌研究[D];山東大學(xué);2013年

4 肖強(qiáng);復(fù)雜曲面數(shù)控加工刀具軌跡生成的研究[D];華北電力大學(xué);2013年

5 劉飛鵬;基于主曲率匹配曲面分片的五軸加工軌跡規(guī)劃研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

6 王維;球頭銑削熱作模具鋼表面殘余應(yīng)力研究[D];山東大學(xué);2010年

7 程雅琳;復(fù)雜曲面多軸數(shù)控加工精度預(yù)測(cè)與控制[D];山東大學(xué);2010年

8 吳曉蓉;K-均值聚類算法初始中心選取相關(guān)問(wèn)題的研究[D];湖南大學(xué);2008年

9 侯中祥;多軸數(shù)控加工過(guò)程中工藝參數(shù)優(yōu)化和加工仿真[D];華中科技大學(xué);2007年

10 黎振;高速銑削加工中等殘留高度刀具軌跡規(guī)劃方法研究[D];大連理工大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2743144