基于留量模型的数控加工优化技术研究
发布时间：2017-03-27 08:13
本文关键词：基于留量模型的数控加工优化技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：本文围绕着基于留量模型数控加工展开研究,其中包含留量模型的建立过程与基于留量模型的加工过程,深入剖析了粗加工、半精加工与精加工的刀轨形成过程。利用留量模型提出刀具组合优化方案,在实际加工中效果较好。论文较为详细的论述了留量模型的概念与建立过程,明确了刀位面与保护面的概念,深入分析了留量模型生成的几何基础—EZmap模型,利用EZmap模型中多个几何数据和数字化网格点的记录方式记录留量模型,并对留量模型的更新过程进行较为细致的描述。系统地论述了基于留量模型的粗加工、半精加工与精加工的刀具轨迹生成原理。在粗加工中利用留量模型确定加工单元,形成加工区域,并在可加工区域内形成粗加工刀具轨迹。论述了在半精加工中通过将加工层高度设为特定的最小值可以求得半精加工区域,为了轨迹的一体性,在加工方式上选用加工效果较好的平切面法,详尽地论述了平切面法轨迹的形成原理。在精加工中,选用等高线精加工作为基于留量模型的精加工刀具轨迹,通过刀具保持的顺铣的加工情形可以实现等高线精加工的加工区域划分。针对留量模型,以特定型腔为实例,提出加工刀具的优化组合方案,通过对加工区域的详细描述,确定了可行性刀具集合,运用刀具有效性筛选方法排除多余刀具,实现刀具优化组合。在基于留量模型的基础上对刀具组合进行CAM仿真加工,对比加工时间,获得最优刀具组合。同时对留量模型在加工中的形成过程进行形象描述。事实证明,基于留量模型的刀具优化组合可以比常规的单把刀具加工在效率上有很大提高。
【关键词】：留量模型 刀具轨迹 数控加工 刀具组合优化
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：
- 摘要6-7
- Abstract7-12
- 第一章 绪论12-23
- 1.1 数控编程技术发展概述12-14
- 1.1.1 数控编程的分类12-14
- 1.2 数控加工技术现状与发展趋势14-17
- 1.2.1 数控加工技术现状14
- 1.2.2 现代数控加工的主要发展趋势14-17
- 1.3 现代数控加工优化技术的研究情况17-18
- 1.4 基于留量模型的数控技术与研究现状18-21
- 1.4.1 留量模型概念18-19
- 1.4.2 基于留量模型的加工19
- 1.4.3 基于留量模型的研究现状19-21
- 1.5 课题研究的背景及意义21-23
- 第二章 留量模型的建立23-35
- 2.1 留量模型的各个曲面定义及性质24-26
- 2.1.1 刀位面的定义与性质24-25
- 2.1.2 保护面的定义与性质25-26
- 2.2 留量模型的建立方法26-35
- 2.2.1 EZmap模型的建立26-29
- 2.2.2 留量模型的形成29-35
- 第三章 基于留量模型的加工35-55
- 3.1 基于留量模型的层切粗加工35-41
- 3.1.1 毛坯及其分类36-37
- 3.1.2 加工区域、轮廓、岛、加工单元37-38
- 3.1.3 层切法粗加工刀具轨迹计算38-41
- 3.2 基于留量模型的平切面法半精加工41-47
- 3.2.1 半精加工中加工单元的确定41-42
- 3.2.2 平切面法半精加工的刀轨计算42-46
- 3.2.3 几种常用的半精加工轨迹介绍46-47
- 3.3 基于留量模型的等高线精加工47-55
- 3.3.1 基本概念与原理48-49
- 3.3.2 等高线精加工轨迹的计算过程49-55
- 第四章 基于留量模型的数控加工优化方案55-65
- 4.1 优化目标的确定55-58
- 4.1.1 基于留量模型的优化意义55
- 4.1.2 优化过程概述55-56
- 4.1.3 刀具组合优化的研究现状56-57
- 4.1.4 型腔加工区的描述57-58
- 4.2 刀具可行性集合的判定58-60
- 4.2.1 型腔中关键刀具的确定58-59
- 4.2.2 最大刀具的确定59
- 4.2.3 可行性刀具集合的确定59
- 4.2.4 不合适刀具的排除59
- 4.2.5 刀具组合的方式59-60
- 4.3 加工时间60-62
- 4.3.1 加工时间的计算60-61
- 4.3.2 换刀时间的确定61
- 4.3.3 小刀具空切削时间计算61-62
- 4.4 刀具筛选策略62-65
- 4.4.1 刀具加工能力估算62
- 4.4.2 多余刀具判断原则62
- 4.4.3 刀具组合有效性分析模型62-63
- 4.4.4 刀具组合有效性判别计算63-65
- 第五章 基于留量模型的刀具组合优化实例65-78
- 5.1 型腔模型的外形与尺寸的确定65-66
- 5.2 可行性刀具集的确定66-67
- 5.3 不同刀具所确定的加工区域67
- 5.4 刀具组合有效性筛选分析67-68
- 5.5 走刀优选方案68-69
- 5.6 刀具筛选结果分析69-70
- 5.7 基于留量模型的刀具最优组合70-73
- 5.8 切削实验环节73-75
- 5.9 零件质量比较分析75-78
- 5.9.1 轮廓度比较75-77
- 5.9.2 粗糙度比较77-78
- 结论78-80
- 附录Ⅰ 刀具组合优化对比数控加工G代码程序清单80-91
- 参考文献91-94
- 致谢94-95
- 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文95
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