五軸數(shù)控加工是加工自由曲面零件最有效的方法之一,在航空航天、汽車及其模具等行業(yè)中具有廣泛應用。相對于傳統(tǒng)的三軸加工,五軸數(shù)控加工能夠同時控制刀軸矢量與刀位點,保證了曲面加工過程的一致性,顯著提高加工效率和精度。由于曲線插補實時計算量較大以及較難生成滿足精度要求的曲線型五軸加工刀具軌跡,因此在實際生產(chǎn)中大部分自由曲面采用直線插補形式進行加工,而刀具軌跡則采用大量的G01線段來逼近加工曲面。在五軸曲面加工中,由于旋轉軸的存在,使得工件坐標系與機床坐標系存在著非線性關系,因而機床在執(zhí)行G01指令時會產(chǎn)生刀尖點和刀軸矢量的誤差,這些誤差導致機床很難滿足對加工軌跡的表征精度要求。針對此問題,本文做如下工作:（1）五軸機床通用運動學建模。針對三大類機床,采用齊次坐標矩陣建立運動學模型,包括從工件坐標系到機床坐標系的運動學正解以及從機床坐標系到工件坐標系的運動學逆解。（2）五軸數(shù)控加工非冗余G01路徑生成。根據(jù)給定的加工參數(shù)曲面,以等殘留高度為依據(jù)生成刀具的理論加工路徑;對于已經(jīng)生成的理論路徑,根據(jù)機床的運動學模型建立刀尖點誤差模型和刀軸矢量誤差模型,并基于此誤差模型生成實際加工用的G01路徑。（3... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

五軸數(shù)控加工Fig1.1Five-axisCNCmachining

圖 1.1 五軸數(shù)控加工Fig 1.1 Five-axis CNC machining于其他數(shù)控機床，五軸機床可以一次裝夾即可實現(xiàn)發(fā)動機的葉輪曲軸，模具等復雜曲面的加工（圖 1.2），對一個國家的裝備制造意義，是一個國家制造水平的象征。

合肥工業(yè)大學碩士學位論文五軸機床的諸多便利性使得各國對五軸機床也日益重視，目前五軸機床一般以德國和日本為代表，典型的公司如 DMG 等在世界上處于領先地位，而中國的產(chǎn)品起步較晚，但發(fā)展快速，雖然和其他國家相比仍有較大差距，但差距日益縮小。圖 1.3 展示了 DMG 公司和海特公司的產(chǎn)品。五軸機床的廣泛應用也使得人們開始關注機床加工時的各種問題，除了機械部分之外，五軸機床所涉及到的主要問題還包括機床在實際加工時的速度規(guī)劃問題，以及實際加工路徑的平滑性問題等，這些問題往往被多種因素（如實際的機床結構，數(shù)控系統(tǒng)的性能，以及前期 CAM 軟件生成的刀具路徑可行性）所影響，因此很難提出單一的解決辦法。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3316219