【摘要】：随着石材加工行业的发展以及人们物质文化生活水平的提高,石材行业发展十分迅猛,伴随着石材越来越大的需求量,石材企业间的竞争越来越激烈,对于各企业的生产加工效率要求也越来越高。就目前国内石材加工的发展现状来看,异型石材在石材装饰业中占有相当重要的地位,异型石材制品特别是表面非常复杂的石材制品的需求量不断上升,异型石材的加工效率也越来越受到企业与学者的重视。异型石材加工虽然已经基本实现机械化加工,但是加工手段比较单一,需要丰富石材制品的加工手段,提高石材加工效率。锯切加工技术作为目前机械制造领域应用非常广泛的一种技术,在石材加工行业的应用已经非常成熟,但在异型石材加工行业中的应用还处于初期,在国内这一块处于空白的情况下,国外学者已经开始应用锯切加工于异型石材的三轴加工中。锯切加工在石材加工中应用非常广泛,具有非常高的效率,但是诸多学者只是对其加工过程中的工艺性能进行研究,对于锯切加工在异型石材加工的应用,并未得到应有的重视。本文针对这一国内的空白问题进行研究,对锯切三轴加工进行工艺分析与算法研究,通过对传统的锯切加工工艺研究,按照三轴加工的特性进行三轴锯切加工工艺研究。异型石材加工一般都是在现有实物的基础上面进行建模,其主要手段有三维点云扫描、灰度图等,如果自己建立模型的话,有较高的难度。因此本文对复杂曲面模型的获取进行研究,并通过逆向工程等工具对原有的实物进行扫描建模获取它的三维点云数据,并且对扫描得到的三维点云数据进行分析和预处理。对于石材浮雕等平面异型石材产品,一般使用铣削磨削加工对石材进行加工,这样虽然保证很高的精度,但是由于铣削刀具的加工方式和走刀方式,会在加工中浪费大量的时间。所以本文在HTM50200异型石材车铣加工中心的基础上,提出了一种对于锯切加工的刀具路径生成算法,使用锯切加工对异型曲面石材进行粗加工,通过把异型石材的三维曲面数字化,获得了一系列的二维曲线,使用截面线法进行截平面和三维曲面的求交运算,获得该条锯切刀路的刀触点轨迹。并介绍在锯切的特殊工艺下,锯切加工的走刀路径规划、刀位点的计算以及刀路干涉的处理,详细的介绍了在锯切加工中合理的选择步长和行距。同时在考虑干涉和过切的情况下,合理的选择锯切所使用的刀具。本文通过对异型石材中的特征曲面点云数据进行分析,利用MATLAB仿真软件编程处理,插值生成了有序点云数据曲面,规划了刀具路径,并且对刀路进行了干涉和过切处理,最后模拟了刀路的插补结果。并且按照铣削的加工策略和本文提出的算法进行对比实验,通过对刀具路径的长度和加工效率的对比分析,结果表明,本文的三轴锯切加工的算法是正确可行的,且有效的提高了加工效率。
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【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG56
【参考文献】
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2254311
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