基于智能算法侧铣加工非可展直纹面刀位轨迹优化

发布时间：2021-02-11 09:04

　　叶轮类零件具有复杂的几何结构,此类零件需要五轴数控加工技术来进行加工制造。对于非可展直纹面类零件的加工一般用端铣法或侧铣法,端铣法是点接触加工,具有加工效率低,零件表面粗糙度差的缺点。侧铣法为线接触加工,因此有效的规避了这些缺点,但是侧铣加工刀位轨迹优化增加了难度,为了提高加工精度,需要对侧铣加工刀位优化算法进行深入研究。因此,本文主要对以下几个方面进行了研究工作:（1）非可展直纹面造型技术:通过NURBS插值技术把叶片基线数据点插值成B样条的形式,再计算出叶片基线B样条控制点。将在两条基线上所求的对应控制点依次相连得到叶片曲面,通过计算叶片曲面的偏置距离得到叶片曲面的等距面,即可得到叶片模型。最后验证叶片曲面光顺性。（2）基于密切法的刀位优化:以两点偏置法基本算法为基础,提高非可展直纹面类零件的加工精度,本文提出一种定点旋转寻求最优刀轴矢量组的计算方法,并且采用密切法进一步优化。通过加工误差对比分析进行验证仿真,结果显示单刀位局部误差得到明显改善。（3）基于GA-NOA优化算法刀位优化:本文提出了一种基于遗传算法（GA）和非线性规划（NOA）混合算法的优化方法。仿真计算结果表明,该方... 

【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究的背景
        1.2.1 目的及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 侧铣加工方面国内外主要研究成果
        1.3.2 研究成果的几大特点
        1.3.3 五轴侧铣加工刀具路径优化原理与方法
        1.3.4 智能算法研究现状
    1.4 主要研究内容
    1.5 本章小结
第2章 非可展直纹面叶片曲面造型
    2.1 非均匀有理B样条曲线曲面
        2.1.1 B样条基函数的定义和性质
        2.1.2 非均匀有理B样条曲线
        2.1.3 非均匀有理B样条曲面
    2.2 直纹面造型的基础理论
    2.3 非均匀有理B样条叶片拟合造型
        2.3.1 叶片基线原始数据参数化
        2.3.2 叶片基线的构造
        2.3.3 非可展直纹叶片曲面造型
        2.3.4 NURBS拟合叶片等距面生成
    2.4 直纹面叶片模型质量评价
    2.5 直纹面常用算法介绍
    2.6 本章小结
第3章 侧铣加工非可展直纹面刀位规划
    3.1 侧铣加工理论基础
        3.1.1 基本概念
        3.1.2 刀具类型
    3.2 加工误差几何模型分析
    3.3 侧铣加工刀位优化算法研究
        3.3.1 刀轴矢量组的确定
        3.3.2 密切法优化算法
    3.4 加工误差对比分析
    3.5 本章小结
第4章 基于GA-NOA优化算法的侧铣刀轴轨迹规划
    4.1 圆柱刀单刀位下误差度量函数
    4.2 初始刀位确定
    4.3 基于GA-NOA算法的刀位优化
        4.3.1 初始种群的生成
        4.3.2 基于GA-NOA算法的优化过程
    4.4 包络误差的计算
        4.4.1 圆柱刀侧铣加工的包络原理
        4.4.2 基于映射曲线的刀位误差
    4.5 仿真结果与分析
    4.6 本章小结
第5章 五轴数控加工仿真
    5.1 基于UG的后置处理
        5.1.1 UG后处理构造器简介
        5.1.2 后处理基本概念
        5.1.3 后处理步骤
        5.1.4 定制DMG-DMU50-SIEMENS840D后处理器
    5.2 数控仿真软件VERICUT简介
        5.2.1 VERICUT主要功能
        5.2.2 VERICUT加工仿真基本过程
    5.3 建立VERICUT仿真环境
        5.3.1 VERICUT虚拟机床的建立
        5.3.2 VERICUT刀具库的建立
    5.4 VERICUT虚拟仿真实验
        5.4.1 VERICUT仿真加工准备工作
        5.4.2 VERICUT的虚拟仿真
        5.4.3 VERICUT仿真结果分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于人工鱼群和粒子群优化混合算法的侧铣刀轴轨迹规划[J]. 刘红军,魏宇祥.  中国机械工程. 2018(23)
[2]五轴联动加工中进给速度的控制算法[J]. 耿军晓,李立伟,李友刚,尹韶辉.  表面技术. 2018(07)
[3]薄壁件加工误差补偿建模与学习控制方法[J]. 侯尧华,张定华,张莹.  机械工程学报. 2018(17)
[4]整体叶轮五轴侧铣加工的铣削力预测模型研究[J]. 张家兴,赖喜德,张小俭,代星.  组合机床与自动化加工技术. 2018(03)
[5]非可展直纹面叶片侧铣加工变形误差补偿[J]. 李林,吴玲.  煤矿机械. 2018(02)
[6]弧面凸轮侧铣加工刀轨的空间线性回归分析[J]. 胡东方,郭建伟,任小中.  中国机械工程. 2017(18)
[7]基于偏置点寻优的弧面凸轮侧铣加工刀轨算法[J]. 胡东方,郭建伟,张文博,赵雁.  华中科技大学学报(自然科学版). 2017(04)
[8]基于原位检测的类直纹面整体式叶轮高效侧铣加工技术研究[J]. 余道洋.  机床与液压. 2017(01)
[9]基于响应面方法的圆锥刀侧铣非可展直纹面的刀位优化[J]. 阎长罡,朱建宁,刘宇,崔云先,魏岩.  计算机集成制造系统. 2017(03)
[10]叶片数控侧铣表面质量的工艺实验研究[J]. 黄丽娟,申世杰.  机械设计与制造. 2017(01)

硕士论文
[1]五轴侧铣数控加工参数智能调整技术研究[D]. 杨树新.沈阳航空航天大学 2018



本文编号：3028868