近年來加工中心已經越來越廣泛地使用在工業(yè)制造中,在過往被認為是低效率的2.5D型腔的多刀具加工方法,因加工中心的自動換刀的實現,而得到應用的可能。而且由于多刀具加工能夠有效地發(fā)揮加工刀具的切削能力,提高切削效率,所以越來越受到重視,目前國內外也有許多的學者對此進行研究。本文圍繞集成擺線刀軌與環(huán)切刀軌的2.5D型腔多刀具銑削加工策略進行研究,主要內容包括:(1)提出集成擺線刀軌與環(huán)切刀軌的走刀策略。對2.5D型腔使用多刀具加工,在型腔的整個加工過程中,加工刀具在大部分的時間里均處于銑削窄槽的狀態(tài)。傳統(tǒng)的環(huán)切刀軌在加工窄槽因徑向切深過大而出現刀具負載過大的情況,而擺線刀軌雖然能夠避免這種情況,但在加工寬闊區(qū)域時效率比較低下。通過材料去除速率的分析,提出集成擺線與環(huán)切刀軌的走刀策略,并且說明該走刀策略能夠克服擺線刀軌以及環(huán)切刀軌的缺點。(2)提出基于蟻群算法的加工刀具組合選取方法。在多刀具的加工策略中,選取高效的加工刀具組合是一個關鍵的問題。本文將該問題轉化為有向圖中的最優(yōu)路徑尋找問題,綜合考慮材料去除速率、換刀次數與刀具的退刀等各種因素的影響,并使用蟻群算法對之求解,以得出最優(yōu)的加工刀具組合。同時,所提出的刀具選取策略在兩個型腔案例上實施,并通過其他方法進行對比,說明該方法所選取的加工刀具能夠實現更為高效的多刀具加工。(3)提出以基于恒定加工安全系數的自適應進給速度進行多刀具加工。加工安全系數是本論文提出的以刀具切削力為基礎的表征加工安全性的一個概念,加工安全系數能夠為不同尺寸的加工刀具提供一個統(tǒng)一的安全性標準。以恒加工安全系數計算得出的自適應進給速度能夠使得各加工刀具處于同一受力情況,有效地發(fā)揮加工刀具的切削能力。同時,本研究進行加工實驗并對加工過程中的各加工刀具的切削力進行測量,通過與使用恒定進給速度的加工實驗進行對比,證明使用自適應進給速度能夠保證加工的安全性與高效性。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG659
【部分圖文】：

薄壁件高速銑削中擺線加工的應用進行了說明，該文章基于 UG構件的加工順序進行了討論，并總結了薄壁結構件的高速切削的刀軌能夠使得薄壁件加工的切削力更加均勻，使得加工更加安全究表明，擺線刀軌能夠很好地適用于高速銑削、型腔切削加工與領域，已經逐漸為了一種應用較為廣泛的加工刀軌。刀軌在型腔加工中的優(yōu)越性用擺線刀軌于 2.5D 型腔銑削加工，在傳統(tǒng)的 2.5D 型腔銑削加工環(huán)切法，環(huán)切法的生成因等距偏移時在拐角處會有間距過大的情過程中刀具的徑向切深不可控制。而擺線刀軌能夠很好地克服這中徑向切深得到控制。許多學者針對這一點，對使用擺線刀軌進了研究。

圖 1-2 在刀具負載過大的危險區(qū)域插入擺線刀軌[19] Ibaraki S 等學者指出了環(huán)切刀軌在加工特定的區(qū)域的時候。該論文給出了一個泛用性強的刀具負載過大的危險區(qū)域的加工環(huán)切刀軌，并基于加工過程仿真以計算出刀具的切觸角負載過大的危險區(qū)域與型腔的中軸在環(huán)切刀軌中插入擺線刀述方法生成的加工刀軌。最后該研究通過加工刀具的磨損情，加工刀具的磨損有所下降[19]。

圖 1-8 最優(yōu)刀具序列的刀軌及其加工區(qū)域[37] 和 Gau Y S 提出了一種 2.5D 型腔加工的多刀具選刀根據型腔的 Voronoi 圖，去確定其中每一部分的材同時生成它們的加工刀軌，第二，以加工時間為基取最優(yōu)加工刀具組合，實現總的加工時間最小化的，證明了使用該方法選取的加工刀具，特別是對于能夠有效地提高加工效率[38]。但是這個方法不能很中，各加工刀具具有不同的尺寸，因此，它們各自在進行多刀具加工時，為了能夠更好地發(fā)揮各加工具的進給速度，使得其切削力與刀具尺寸相匹配。因素，有不少學者對此進行了研究。
【參考文獻】

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1 雷偉軍;程筱勝;戴寧;郭保蘇;;復雜型腔環(huán)切拐角過渡刀軌生成技術[J];計算機集成制造系統(tǒng);2014年09期

2 張英杰;;面向多刀具組合方案選擇的加工成本評價模型的研究[J];計算機集成制造系統(tǒng);2008年08期

3 劉胤;胡小秋;;基于UG CAM的薄壁結構件高速銑削走刀策略研究[J];機床與液壓;2008年05期

4 馬玉偉;安魯陵;;均勻偏置型腔加工殘留區(qū)域分析[J];機械制造與自動化;2008年02期

5 邵子東;孫杰;賈秀杰;李劍峰;;立銑刀高速加工鋁合金銑削力試驗研究[J];組合機床與自動化加工技術;2007年08期

6 王玉,高崇輝,徐和國;模具型腔數控加工計算機輔助刀具選擇研究[J];計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS;2004年02期

7 孫全平,廖文和;基于擺線的高速銑削刀軌生成算法研究[J];機械制造;2003年05期

8 單巖,王水來;型腔環(huán)切加工的非均勻偏置算法[J];中國機械工程;2000年05期

9 許津恕;;多刀具機加工優(yōu)化[J];大連輕工業(yè)學院學報;1987年02期

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1 孫全平;高速銑削數控編程基礎算法的研究與實現[D];南京航空航天大學;2005年

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1 江蘭蘭;起落架外筒型腔加工軌跡優(yōu)化及軟件開發(fā)[D];華中科技大學;2016年

2 蔣飛;擺線加工軌跡的進給速度離線優(yōu)化方法研究[D];華南理工大學;2016年

3 王帥;基于變半徑擺線刀軌的復雜型月空智能加工方法研究[D];華南理工大學;2015年

4 王廣強;高速加工中心自動換刀裝置研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

5 陳佩娜;型腔多工序數控銑削中的刀具組合優(yōu)化研究[D];華南理工大學;2012年

6 李修平;基于ANSYS的高速加工中心有限元分析[D];華中科技大學;2005年

本文編號：2889536