文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
复杂曲面五轴数控加工中干涉问题的研究
姓名:闫家赟
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:姚运萍
20060401
摘要越来越高,因而零件表面形状变得越来越复杂,加工质量要求也不断地提高。五在刀底干涉范围确定的基础上,通过干涉特征点筛选算法,确定了充分接近加工近年来,随着汽车、航天、造船和模具等工业的发展,对于零件性能的要求轴数控加工以其灵活、高精度、高效率等特点在复杂曲面加工中得到了越来越广泛的使用。然而,在五轴数控加工中,两个旋转自由度的增加使得刀具方向不断变化,刀具和曲面的过切干涉和碰撞干涉时有发生,且刀具干涉问题也比传统三轴加工方法复杂得多。因此要充分发挥五轴数控加工的优势,必须解决刀具干涉这一瓶颈问题。从高精度、高效率的目标出发,通过系统地分析复杂娴奈逯崾加工过程中可能发生的各种刀具干涉形式及特征,本文提出了基于曲面离散的“无局部干涉刀轴定位一全局干涉检测一无干涉刀轴定位”干涉避免策略。该策略为刀具路径的高精度、高效率规划提供了保证。基于以上策略,本文针对嫣岢隽嘶诓问那胬肷⑺惴ǎ立了离散平面片与曲面参数域的对应关系,从而为刀具的干涉检测提供了有利条件,提高了曲面干涉检测的计算效率。利用相邻刀触点的相关性质,并基于与曲面参数域一一对应的离散平面片集,建立了确定刀底干涉检查范围的高效算法,曲面的无刀底干涉的刀轴定位。在确定无刀底干涉刀轴定位的基础上,进行了刀具曲率干涉的检测,提出了曲率干涉情况下的刀轴调整策略,在保证无刀底干涉与曲率干涉的前提下,获得了较为理想的刀轴定位。在无局部干涉的刀轴定位的前提下,并根据基于可视锥原理建立的曲面域和无全局干涉条件下刀轴许可变化范围的对应关系,进行了刀具全局干涉的快速检测,从而大大减少了刀具路径规划过程中进行刀具全局干涉检测的计算量。对存在全局干涉的情况,提出了相应的刀轴调整策略。这就既保证了刀具不与曲面发生干涉,又尽可能使刀具具有良好的切削形态。关键词:复杂曲面五轴数控平头铣刀干涉硕士学位论文
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插图索弓复杂曲面数控加工中的坐标系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图平头铣刀加工复杂曲面的刀底干涉现象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图平头铣刀加工复杂曲面的曲率干涉现象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图平头铣刀与曲面发生的碰撞干涉⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图情况下控制顶点的对应关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图轴向移动法避免刀底干涉⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图参数法决定刀底干涉范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图可视方向与曲面法矢的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图全局干涉的刀轴调整策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图图轴线摆动法避免刀底干涉⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图投影法决定刀底干涉范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图刀底干涉范围的调整⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图刀底干涉范围内一点与刀触点处切平面的几何关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图可视锥的修正⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图占渲毕吆推矫嫫墓叵怠复杂曲面五轴数控加工中干涉问题的研究Ⅳ
笥来作者签名:居烙导师签名:嘲抛⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤日期:五誓暌峦蛟日期:如彩年矿月易矿日学位论文版权使用授权书兰州理工大学学位论文原创性声明日期:!a苣旮吩乎日得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭
第滦髀课题的研究背景及意义近年来,随着汽车、航天、造船和模具等工业的发展,对于零件性能的要求越来越高,因而零件表面形状变得越来越复杂,加工质量要求也不断地提高。普通的三轴球头刀数控加工己不能满足要求,而五轴平头刀数控加工由于在三个平动自由度的基础上增加了两个旋转自由度,因而给曲面加工带来了更多的灵活性,并以其高精度、高效率等特点在复杂曲面加工中得到了越来越广泛的使用。然而,在五轴数控加工中,两个旋转自由度