自由态与夹紧态下薄壁曲面件加工轨迹映射关系

发布时间：2023-12-09 09:33

　　随着航空航天、国防装备以及医疗民生等领域的飞速发展,薄壁曲面零件以其质量小、比强度高等特点受到广泛关注。但是由于薄壁曲面件刚性差,在装夹力作用下极易产生装夹变形进而造成加工误差(简称装夹误差),并且工件-夹具系统是一个弹性系统,薄壁曲面件因装夹变形而造成的加工误差问题尤为显著。然而目前对工件-夹具系统装夹误差的直接抑制尚缺乏完整有效的方法,现有研究工作多从工件装夹变形控制以及装夹误差补偿方面进行研究。鉴于此,本文研究了一种自由态与夹紧态下薄壁曲面件加工轨迹映射方法,以保证装夹力释放后薄壁曲面件满足加工要求。具体研究内容如下:首先,根据薄壳弹性变形理论,在已知薄壁曲面零件装夹布局的基础上,建立了薄壳中面变形数学模型;基于薄壳中面变形思想,结合曲面相伴理论,建立了薄壁曲面件自由态与夹紧态加工刀位点映射数学模型,并生成夹紧态下薄壁曲面件加工轨迹,为实现基于原始设计的夹紧态薄壁曲面件加工轨迹再规划奠定基础。然后,针对因装夹变形造成薄壁曲面加工残留高度和弦高误差超差的问题,提出了基于调和映射的夹紧态下薄壁曲面件加工轨迹再规划方法,基于参数化间接剖分法结合较成熟的Delaunay算法对夹紧态下薄壁...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 薄壁曲面零件装夹变形控制研究现状
        1.2.2 薄壁零件装夹误差补偿研究现状
    1.3 研究目标
    1.4 本文研究内容及章节安排
2 基于理想刀轨的夹紧态下薄壁曲面件加工刀位点求解
    2.1 薄壳结构装夹变形分析
        2.1.1 曲面相伴理论
        2.1.2 薄壳弹性变形数学模型
        2.1.3 薄壳中面弹性变形计算
        2.1.4 自由态与夹紧态下加工刀位点映射关系数学模型
    2.2 夹紧态下薄壁曲面件加工刀位点求解
        2.2.1 自由态与夹紧态下加工刀触点间映射关系求解
        2.2.2 夹紧态下薄壁曲面件加工刀触点法矢计算
        2.2.3 夹紧态下薄壁曲面件加工刀位点生成
    2.3 加工轨迹映射前后对比
    2.4 本章小结
3 夹紧态下薄壁曲面件加工轨迹再规划
    3.1 问题分析
    3.2 网格三角化
        3.2.1 基于参数化法的间接剖分
        3.2.2 三角网格邻接拓扑关系构建
    3.3 调和映射
        3.3.1 三角网格模型TM边界顶点的映射
        3.3.2 三角网格模型TM内部顶点的映射
        3.3.3 调和映射变形的分析
    3.4 轨迹参数计算
        3.4.1 走刀行距计算方法
        3.4.2 走刀步长计算方法
        3.4.3 三角网格法矢量/曲率的估算
    3.5 本章小结
4 加工轨迹映射集成软件与加工实验验证
    4.1 加工轨迹映射集成软件
    4.2 装夹与加工系统
        4.2.1 加工设备
        4.2.2 装夹测力装置
        4.2.3 测量设备
        4.2.4 加工刀具
    4.3 加工实验验证
        4.3.1 实验方案
        4.3.2 轮廓度与粗糙度测量
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3871301