五轴数控加工复杂薄壁曲面切削参数研究与仿真

发布时间：2017-10-12 11:16

  本文关键词：五轴数控加工复杂薄壁曲面切削参数研究与仿真

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【摘要】：在机械制造加工领域,复杂薄壁曲面的高精度、高速度、高效率加工问题一直是的一个重要的亟待解决的热点和难点问题。一般的解决方法是采用数控编程与多轴数控加工相关技术。本文针对五轴数控加工复杂薄壁曲面类零件的切削参数的选择加以研究。加工复杂薄壁曲面零件时难度很大,要制定合理的加工工艺,对刀具路径轨迹进行合理的规划,避免在加工时出现干涉问题、过切问题、塑性变形问题等。本文分析了五轴数控加工的原理,之后从理论入手详细的给出了刀具路径的计算方法,包括进给步长的算法,残留波纹的高度与行距,加工带宽的确定,进而计算刀具和工件的接触点,并把刀触点转换成到位数据,用于之后的UG仿真分析,最后对刀具的初始姿态角进行控制,避免刀具轨迹中干涉问题的出现。同时选出最优的刀具角度也是用来实现加工工件表面质量和效率之间的平衡。基于ANSYS有限元分析软件研究了薄壁曲面受应力应变情况,根据求解后查看应力和变形的分析结果,对应力和变形之间的关系建立图形联系。找到在叶片不发生塑性变形时,也就是在低于材料的许用应力时,对应的应力的大小。确定下应力值用来选择实验正交表中合理的切削参数。本文对不同厚度的45#钢和2024铝合金材质的叶轮叶片进行研究,通过ANSYS软件分析选择的切削用量数值的合理性,并找出一组最合适的切削参数以保证加工过程中的效率和零件表面质量达到最优。最后通过UG软件对叶轮叶片进行加工仿真,将优选出的切削深度,进给速度等带入UG加工仿真的参数设置,得出新的NC程序代码,和原来的NC代码数量做比较,可以得出加工效率有所提高。
【关键词】：薄壁曲面 切削用量 ANSYS 应力应变
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659

【参考文献】

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1 陈道炯,覃开宇,刘昌艳;复杂曲面三维数模重建技术的应用与研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1998年06期

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1 曾巧芸;整体叶轮五轴数控加工刀具轨迹规划与仿真[D];南京航空航天大学;2012年

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本文编号：1018380