偏心错齿型刀具五轴数控磨削技术研究
发布时间：2022-05-08 10:25
随着复杂型面加工的广泛应用,对于曲面加工的刀具提出了更高的要求,刀具的刃形也越来越复杂。为了满足日益增长的刀具加工生产的需要,多轴联动工具磨床及其控制软件必须得到进一步发展。本文根据传统的螺旋锉刀的设计曲线的不连续性,以及刀具的加工工艺的缺陷,合理选择刀刃曲线,实现刀刃曲线的合理分布,又结合现有机床设计后置处理算法,实现刀具的磨削自动化编程。首先进行偏心错齿型锉刀的数学建模。针对传统刀具的球头部分的刀刃曲线过密问题,我们选取改变刀刃曲线的分布,和改变球头部分的刀刃刃形等方法来解决。通过保证连接点处的刀刃曲线的连接和螺旋角相等保证刀刃曲线的平顺圆滑连接。进而实现刀刃曲线的刀位点的获取,形成刀位文件。接着结合现有的五轴机床进行后置处理算法研究。针对于现有通用CAD/CAM的后置处理调用检索比较复杂,利用效率低等问题,结合机床的现有的运动结构和机器人运动学理论进行机床正向逆向机床运动学求解,完成机床后置处理算法的研究开发,并根据刀位点数据生成机床可执行的NC代码。接着根据多轴机床特有的非线性误差产生的原理,设计了非线性误差的自适应线性控制策略,并根据刀具加工的刀位点数据进行仿真验证,证明非线...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.2 螺旋锉刀国内外研究现状
1.2.1 螺旋锉刀加工曲线规划研究
1.2.2 刀具加工智能化数字化方面
1.2.3 数控程序的后置处理
1.2.4 复杂刀具数控磨削仿真技术国内外现状
1.3 课题研究的主要内容
第2章 球头偏心错齿刀具数学模型建立
2.1 回转刀具的刀刃曲线通用数学模型
2.1.1 刀刃曲线的螺旋线模型
2.1.2 刀具参数定义
2.2 球头锉刀的刀刃曲线的数学建模
2.2.1 球头齿底轮廓曲面参数模型
2.2.2 各个分区主刀刃和分刀刃曲线的各参数求解
2.3 偏心错齿型锉刀的刀位文件
2.4 本章小结
第3章 五轴机床的后置处理及非线性误差分析
3.1 五轴数控工具磨床结构参数
3.1.1 数控工具磨床简介
3.2 五轴数控工具磨床参数建模与运动学分析
3.2.1 机床运动学模型
3.2.2 五轴数控磨床运动学分析
3.3 后置处理求解过程
3.3.1 平动运动求解
3.3.2 旋转运动求解
3.3.3 本机床的运动求解
3.4 非线性误差处理
3.4.1 五轴联动插补非线性误差产生机理
3.4.2 非线性误差简化模型的建立
3.4.3 非线性误差控制策略及评价
3.5 本章小结
第4章 磨削软件开发及仿真系统建立
4.1 Matlab与VERICUT简介
4.2 基于VERICUT的五轴数控工具磨床仿真
4.2.1 五轴磨床仿真检测指标
4.2.2 五轴数控磨床的数控仿真环境构建
4.2.3 仿真实例
4.3 错齿型锉刀数控磨削软件
4.4 本章小结
第5章 刀具磨削实验
5.1 实验准备
5.1.1 坯料准备
5.1.2 加工设备
5.1.3 砂轮选择
5.1.4 编程原点的设计
5.1.5 检测设备
5.2 磨削加工实验
5.2.1 加工
5.2.2 检测
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数控加工的旋转锉设计制造研究[J]. 唐登杰. 广西农业机械化. 2016(02)
[2]分区型旋转锉加工算法研究与实现[J]. 杨建中,宋卿,李涛,陈吉红. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
[3]基于VERICUT的动车组侧墙数控加工仿真研究与应用[J]. 王海,高思军. 装备制造技术. 2014(02)
[4]五轴数控工具磨床的虚拟加工仿真技术研究[J]. 张哲山,姚斌,陆如升,李飞,姚博世. 工具技术. 2011(03)
[5]球面与柱面结合的旋转锉数控加工方法研究[J]. 唐义锋,陈新华,周忠旺,赵俊生,冯辉,罗斌. 制造业自动化. 2010(08)
[6]基于VERICUT数控车削梯形螺纹宏程序设计[J]. 魏平,耿慧莲. 工具技术. 2010(02)
[7]D-H法在五轴机床运动学建模中的应用[J]. 陈则仕,张秋菊. 机床与液压. 2007(10)
[8]七轴五联动螺旋桨加工机床控制系统关键技术[J]. 朱国力,龚时华,李斌. 华中科技大学学报(自然科学版). 2007(03)
[9]倒锥形旋转锉的简易加工[J]. 刘鹄然,赵东福,宋德玉,C.Y.Chan. 机械制造与自动化. 2006(06)
[10]球型旋转锉的最简加工[J]. 刘鹄然,C.Y.Chan. 机械制造与自动化. 2006(04)
博士论文
[1]五轴数控加工无干涉无奇异高效轨迹生成与优化研究[D]. 林志伟.浙江大学 2014
硕士论文
[1]球头立铣刀数控磨削加工技术研究[D]. 牛灿.哈尔滨工业大学 2016
[2]整体叶盘磨抛／测量轨迹规划与工艺研究[D]. 袁强.吉林大学 2016
[3]整体立铣刀的磨削轨迹建模及其编程研究[D]. 孙长富.哈尔滨工业大学 2013
[4]五轴联动数控加工后置处理若干关键技术问题研究[D]. 魏红港.东北大学 2010
[5]数控磨削螺旋刃球头立铣刀前后刀面的研究[D]. 胡鑫.湖南大学 2009
[6]五轴联动数控加工非线性误差控制及后置处理[D]. 吴大中.上海交通大学 2007
[7]旋转锉数控刃磨机床控制系统的设计与实现[D]. 郭卫军.天津大学 2007
[8]基于五轴数控磨床加工的球头立铣刀数学模型及仿真研究[D]. 陈逢军.湖南大学 2006
本文编号：3651480
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.2 螺旋锉刀国内外研究现状
1.2.1 螺旋锉刀加工曲线规划研究
1.2.2 刀具加工智能化数字化方面
1.2.3 数控程序的后置处理
1.2.4 复杂刀具数控磨削仿真技术国内外现状
1.3 课题研究的主要内容
第2章 球头偏心错齿刀具数学模型建立
2.1 回转刀具的刀刃曲线通用数学模型
2.1.1 刀刃曲线的螺旋线模型
2.1.2 刀具参数定义
2.2 球头锉刀的刀刃曲线的数学建模
2.2.1 球头齿底轮廓曲面参数模型
2.2.2 各个分区主刀刃和分刀刃曲线的各参数求解
2.3 偏心错齿型锉刀的刀位文件
2.4 本章小结
第3章 五轴机床的后置处理及非线性误差分析
3.1 五轴数控工具磨床结构参数
3.1.1 数控工具磨床简介
3.2 五轴数控工具磨床参数建模与运动学分析
3.2.1 机床运动学模型
3.2.2 五轴数控磨床运动学分析
3.3 后置处理求解过程
3.3.1 平动运动求解
3.3.2 旋转运动求解
3.3.3 本机床的运动求解
3.4 非线性误差处理
3.4.1 五轴联动插补非线性误差产生机理
3.4.2 非线性误差简化模型的建立
3.4.3 非线性误差控制策略及评价
3.5 本章小结
第4章 磨削软件开发及仿真系统建立
4.1 Matlab与VERICUT简介
4.2 基于VERICUT的五轴数控工具磨床仿真
4.2.1 五轴磨床仿真检测指标
4.2.2 五轴数控磨床的数控仿真环境构建
4.2.3 仿真实例
4.3 错齿型锉刀数控磨削软件
4.4 本章小结
第5章 刀具磨削实验
5.1 实验准备
5.1.1 坯料准备
5.1.2 加工设备
5.1.3 砂轮选择
5.1.4 编程原点的设计
5.1.5 检测设备
5.2 磨削加工实验
5.2.1 加工
5.2.2 检测
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数控加工的旋转锉设计制造研究[J]. 唐登杰. 广西农业机械化. 2016(02)
[2]分区型旋转锉加工算法研究与实现[J]. 杨建中,宋卿,李涛,陈吉红. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
[3]基于VERICUT的动车组侧墙数控加工仿真研究与应用[J]. 王海,高思军. 装备制造技术. 2014(02)
[4]五轴数控工具磨床的虚拟加工仿真技术研究[J]. 张哲山,姚斌,陆如升,李飞,姚博世. 工具技术. 2011(03)
[5]球面与柱面结合的旋转锉数控加工方法研究[J]. 唐义锋,陈新华,周忠旺,赵俊生,冯辉,罗斌. 制造业自动化. 2010(08)
[6]基于VERICUT数控车削梯形螺纹宏程序设计[J]. 魏平,耿慧莲. 工具技术. 2010(02)
[7]D-H法在五轴机床运动学建模中的应用[J]. 陈则仕,张秋菊. 机床与液压. 2007(10)
[8]七轴五联动螺旋桨加工机床控制系统关键技术[J]. 朱国力,龚时华,李斌. 华中科技大学学报(自然科学版). 2007(03)
[9]倒锥形旋转锉的简易加工[J]. 刘鹄然,赵东福,宋德玉,C.Y.Chan. 机械制造与自动化. 2006(06)
[10]球型旋转锉的最简加工[J]. 刘鹄然,C.Y.Chan. 机械制造与自动化. 2006(04)
博士论文
[1]五轴数控加工无干涉无奇异高效轨迹生成与优化研究[D]. 林志伟.浙江大学 2014
硕士论文
[1]球头立铣刀数控磨削加工技术研究[D]. 牛灿.哈尔滨工业大学 2016
[2]整体叶盘磨抛／测量轨迹规划与工艺研究[D]. 袁强.吉林大学 2016
[3]整体立铣刀的磨削轨迹建模及其编程研究[D]. 孙长富.哈尔滨工业大学 2013
[4]五轴联动数控加工后置处理若干关键技术问题研究[D]. 魏红港.东北大学 2010
[5]数控磨削螺旋刃球头立铣刀前后刀面的研究[D]. 胡鑫.湖南大学 2009
[6]五轴联动数控加工非线性误差控制及后置处理[D]. 吴大中.上海交通大学 2007
[7]旋转锉数控刃磨机床控制系统的设计与实现[D]. 郭卫军.天津大学 2007
[8]基于五轴数控磨床加工的球头立铣刀数学模型及仿真研究[D]. 陈逢军.湖南大学 2006
本文编号：3651480
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