环形铣刀五轴数控加工切削几何建模

发布时间：2020-06-18 09:46

【摘要】：随着制造技术的不断发展,数控机床已作为高端制造装备在航空航天、汽车制造、电子能源、模具加工等方面得到广泛的应用。其中,五轴数控机床以其加工时灵活的位置姿态、较高的加工精度和效率、较低的加工成本等优点在高端制造业中备受青睐。而在五轴数控加工过程中,切削力是重要的切削过程参变量之一,生产加工中选择合适的切削用量及刀具几何参数均须准确的切削力来提供理论依据。目前对于数控加工过程中切削力的研究大多都是基于三轴球头铣刀的立铣加工,而对于环形铣刀五轴数控加工的切削力研究十分的少。本论文主要针对环形铣刀在五轴数控铣削加工过程中刀具与工件的切削域提取及切削力的预测进行了研究,论文主要研究工作如下:(1)针对五轴数控加工曲面的复杂性,提出一种自由曲面凹凸性判断的算法。在全局坐标系下,将自由曲面离散,分别取环形铣刀上圆环面与底部端面、圆柱面相切点作为参考点,沿全局坐标系下的Z轴方向投影至毛坯或粗加工表面,作为判断加工时瞬时自由曲面凹凸性参考线。采用这种算法,可适用于五轴数控加工过程中的凹、凸、平、斜等自由曲面,具有更好的实用性。(2)针对五轴加工自由曲面切削域难以确定的问题,建立环形铣刀在五轴加工自由曲面时刀具—工件切削域求取的模型。在不考虑刀具发生干涉的情况下,运用包络面法、离散-解析法来获得五轴加工中刀具与工件的接触区域,即刀具在任一时刻下的参与切削的切削刃有效长度。(3)针对传统建立的切削力模型,将建立的切削几何模型在切削力中进行应用。通过实例进行切削力仿真预测,即运用Unigraphics NX仿真自由曲面上的切削力,并预测不同刀具位姿下五轴加工平面时的切削力,采用Kistler 9257B测量坐标系中三个方向的切削力。最终证明此切削几何模型具有一定的正确性。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG659
【图文】：

高效精密加工的有关技术进行了大量研究，但大多都是针对球头铣刀或锥形铣刀的，而生产制造中，环形铣刀比球头铣刀等优势更明显，在复杂曲面、精密零件的加工中，有很好的应用前景，因此建立针对环形铣刀（如图1.1所示）的五轴加工切削力模型十分的

第二章 环形铣刀几何建模及自由曲面曲面特性环形铣刀几何建模及自由曲面曲对球头铣刀或平底刀的研究，不论是范围底刀在加工过程中可获得更大的切削宽度度几乎为零[51]，刀具的中心不受力，从而程中平底刀的切削刃易磨损，成本较高，刀由于其特有的几何结构，在某些情况下而具有双重优势，尤其在五轴加工复杂曲因此，本章主要针对环形铣刀进行几何建型及环面曲率特性圆环面和底平面三部分构成，其轮廓简图

【参考文献】

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本文编号：2719060