高速铣削螺旋刀具轨迹规划算法研究

发布时间：2017-05-17 19:14

  本文关键词：高速铣削螺旋刀具轨迹规划算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文旨在研究适用于高速切削加工的刀具轨迹规划算法,为了实现高速切削加工,刀具轨迹应满足光滑、连续、切削载荷均匀变化等条件。传统加工刀具轨迹方法会产生许多拐角和空行程,且无法保持切削载荷的均匀变化,无法满足高速切削加工的要求,因此本文提出将螺旋轨迹应用到刀具轨迹规划中,对于螺旋刀具轨迹算法进行了研究,具体研究工作包括以下四个方面:1.平面螺旋刀具轨迹规划算法研究。利用传热学中二维稳态情况下的偏微分方程计算温度场,建立了平面螺旋刀具轨迹规划模型,实现了平面型腔加工中的螺旋刀具轨迹规划。2.曲面螺旋刀具轨迹规划算法研究。提出利用保形映射的方法,将自由曲面映射到参数域上的单位圆,在映射参数域上的单位圆中规划螺旋刀具轨迹然后逆映射回曲面,解决了自由曲面上螺旋刀具轨迹规划的问题。3.螺旋刀具轨迹规划算法的软件开发。在前述两个算法的基础上,将其集成,基于ACIS开发了刀具轨迹规划软件TopMilling,该软件包含编程、仿真、视图操作等模块,具有友好的交互式界面,能读取常用的CAD文件,实现螺旋刀具轨迹规划的快速编程。4.五轴联动数控加工工艺研究。以整体壁板五轴联动数控加工工艺和贮箱箱底五轴联动数控加工工艺为目标研究对象,实现了整体壁板五轴联动数控加工和贮箱箱底五轴数控加工。
【关键词】：刀具轨迹规划 高速铣削 螺旋轨迹 五轴数控加工
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG54
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 选题背景及概述9-10
• 1.2 高速切削加工的特点10-11
• 1.3 刀具轨迹规划国内外研究现状11-20
• 1.3.1 刀具轨迹评价标准11-12
• 1.3.2 常见刀具轨迹拓扑结构12-13
• 1.3.3 刀具轨迹规划算法研究现状13-18
• 1.3.4 高速铣削刀具轨迹规划研究现状18-20
• 1.4 课题研究背景和意义20
• 1.5 主要研究内容20-22
• 1.6 论文组织结构22-23
• 第二章 平面螺旋刀具轨迹规划算法研究23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 平面螺旋刀具轨迹规划模型建立23-25
• 2.3 平面螺旋刀具轨迹规划模型求解25-33
• 2.3.1 平面加工区域离散25-26
• 2.3.2 Delaunay三角剖分算法26-29
• 2.3.3 半边数据结构29-30
• 2.3.4 有限元法求解30-33
• 2.4 刀具轨迹规划33-34
• 2.5 实验与分析34-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 曲面螺旋刀具轨迹规划算法研究37-55
• 3.1 前言37
• 3.2 三角网格曲面参数化映射37-43
• 3.2.1 参数化映射微分几何基础37-40
• 3.2.2 曲面参数化映射畸变度量40-43
• 3.3 Floater保形参数化映射43-47
• 3.3.1 边界映射44-45
• 3.3.2 内部点映射45-47
• 3.4 映射域路径规划47-52
• 3.4.1 行距计算47-50
• 3.4.2 螺旋轨迹插值50-51
• 3.4.3 刀具轨迹逆映射51-52
• 3.5 算例与分析52-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第四章 软件设计与数控加工工艺研究55-79
• 4.1 引言55
• 4.2 Top Milling刀具轨迹规划软件55-62
• 4.2.1 软件开发平台55-58
• 4.2.2 基于ACIS/HOOPS的软件开发58
• 4.2.3 软件功能设计58-62
• 4.3 五轴数控加工工艺要点62-63
• 4.4 整体壁板五轴数控加工工艺63-72
• 4.4.1 整体壁板加工难点分析63-65
• 4.4.2 加工系统65-67
• 4.4.3 加工工艺流程67-72
• 4.5 贮箱箱底五轴数控加工工艺72-78
• 4.5.1 贮箱箱底数控加工工艺难点分析72-73
• 4.5.2 加工系统73-75
• 4.5.3 工艺流程75-78
• 4.6 本章小结78-79
• 第五章 总结与展望79-81
• 5.1 总结79-80
• 5.2 展望80-81
• 参考文献81-86
• 攻读学位期间的学术成果86-87
• 致谢87-89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高永祥;郁君平;;数控高速加工中刀具轨迹优化[J];轻工机械;2008年06期

2 赵振宇;张萌;周后明;;最短路优化的复杂型腔刀具轨迹规划算法[J];制造技术与机床;2009年01期

3 孙晶;蔡永林;;基于插铣加工的非等参数刀具轨迹生成方法[J];装备制造技术;2009年07期

4 韩有昂;张英杰;喻明让;;一种有向投影的测量数据刀具轨迹生成技术[J];西安交通大学学报;2011年09期

5 赵良才，吴春才;空间直纹和准直纹曲面加工刀具轨迹生成及五轴后置软件研制[J];机械工业自动化;1994年03期

6 平雪良，周来水，，周儒荣;二维轮廓刀具轨迹自动生成的算法[J];无锡轻工大学学报;1996年04期

7 张力,张云海,邓稼

本文编号：374277