薄壁曲面加工变形分析与补偿方法研究

发布时间：2017-08-31 23:40

  本文关键词：薄壁曲面加工变形分析与补偿方法研究

  更多相关文章： 薄壁曲面件 误差预测 变形控制 数控加工 误差补偿

【摘要】：随着航空航天业的迅猛发展,薄壁曲面件的应用越来越广泛。由于其形状复杂、刚度较低、加工精度要求高等特点,加工变形分析和补偿的要求越来越高。为了有效提高薄壁曲面件的加工精度和加工效率,本文着重以薄壁曲面件为研究对象,对其加工变形分析与补偿方法展开了研究,具体工作如下:1)建立了球头铣刀切削力模型,分析了薄壁曲面件加工变形预测方法,基于ABAQUS进行了加工仿真,并分析了切削参数和切削路径对加工变形的影响规律,为切削参数和切削路径优选提供了理论依据。2)分析了由切削力引起的加工变形误差主动补偿方法。提出了基于变形控制的补偿量计算方法,重构了补偿曲面,给出补偿刀轨生成中步长和行距的计算方法及刀轨生成方法,分析了在三轴数控机床上进行加工变形误差主动补偿的具体方法。3)以五轴双转台数控机床为例,提出了五轴数控加工变形误差补偿的具体方法,给出了刀轴矢量的优化方法,保证加工过程的平稳性和加工中不发生局部干涉。4)基于UG开发了薄壁曲面件数控加工变形误差主动补偿软件,其能够快速生成加工变形误差补偿后的刀轨文件,并通过实验验证了主动补偿软件的可行性。
【关键词】：薄壁曲面件 误差预测 变形控制 数控加工 误差补偿
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V261
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 课题背景及意义12-13
• 1.2 薄壁曲面件铣削变形分析研究现状13-14
• 1.3 加工变形误差主动补偿技术研究现状14-15
• 1.4 现有研究不足15
• 1.5 本课题研究内容及章节安排15-17
• 第二章 薄壁曲面件加工变形预测及控制方法17-31
• 2.1 切削力模型17-18
• 2.1.1 切削力预测模型17-18
• 2.1.2 切削力模型系数辨识18
• 2.2 有限元方法简介18-19
• 2.2.1 有限元方法与ABAQUS软件18-19
• 2.2.2 有限元法加工变形预测几点假设19
• 2.3 薄壁曲面件加工变形预测19-24
• 2.3.1 薄壁曲面工件加工变形预测流程19-20
• 2.3.2 夹紧力计算20-21
• 2.3.3 Python脚本在加工变形预测中的应用21-23
• 2.3.4 加工变形预测实例分析23-24
• 2.4 薄壁曲面加工误差控制方法24-30
• 2.4.1 切削参数及走刀路径优选流程25-26
• 2.4.2 切削参数优选实例分析26-28
• 2.4.3 走刀路径优选实例分析28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 三轴数控加工变形误差主动补偿方法31-45
• 3.1 数控加工变形误差主动补偿方法概述31-33
• 3.1.1 加工变形误差补偿类型选择31-32
• 3.1.2 补偿总体思路32-33
• 3.2 加工变形误差主动补偿值的计算33-35
• 3.2.1 完全补偿33-34
• 3.2.2 优化补偿34-35
• 3.3 补偿曲面重构35-39
• 3.3.1 B样条曲线与曲面36-37
• 3.3.2 B样条曲面重构37-38
• 3.3.3 B样条曲面构造实例38-39
• 3.4 补偿曲面加工中刀轨参数的确定39-42
• 3.4.1 步长确定39-41
• 3.4.2 行距的确定41-42
• 3.4.3 关于步长和行距的综合考虑42
• 3.5 三轴数控加工变形误差主动补偿42-44
• 3.5.1 三轴数控加工变形误差主动补偿模型43
• 3.5.2 三轴数控加工变形误差主动补偿实例43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 五轴数控加工变形误差主动补偿方法45-56
• 4.1 五轴数控加工变形误差主动补偿流程45-46
• 4.2 五轴数控加工变形误差主动补偿模型46-48
• 4.2.1 几个重要的坐标系46-47
• 4.2.2 坐标系转换47-48
• 4.2.3 五轴机床加工变形误差主动补偿模型48
• 4.3 五轴加工刀轴矢量的优化48-55
• 4.3.1 机床旋转轴的角速度49-51
• 4.3.2 局部无干涉约束51-52
• 4.3.3 刀轴矢量优化52-53
• 4.3.4 实例分析53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 补偿软件开发与实验验证56-68
• 5.1 软件主要功能模块56-58
• 5.2 UG的VC++二次开发概述58-60
• 5.2.1 UG/OPEN API58
• 5.2.2 UG/OPEN Menuscript58
• 5.2.3 UG/OPEN UIStyler对话框技术58-59
• 5.2.4 功能嵌入模块的实现59-60
• 5.3 UG刀轨文件60-61
• 5.4 软件的开发61-64
• 5.4.1 UG菜单按钮添加61-62
• 5.4.2 软件交互界面62-63
• 5.4.3 软件用到的重要API函数63-64
• 5.5 实验验证64-67
• 5.5.1 加工环境及设备64-65
• 5.5.2 实验结果及分析65-67
• 5.6 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 总结68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文75

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本文编号：768656