自由曲面数控加工刀具轨迹重用研究

发布时间：2021-04-10 18:59

　　随着现代工业的快速发展,含有自由曲面的产品在现代制造业中所占的比例越来越大,市场的需求使得曲面产品的数控加工技术必须得到提升。自由曲面有较高的自由度,表面的形态特征复杂多样,因此对其进行数控加工刀具轨迹规划是复杂自由曲面产品数控加工的重要内容,同时也是研究的一个难点。自由曲面具有较复杂的编程内容和较高的生产成本,重用已有的加工实例将有效提高数控加工水平。本文提出“重用已有相似刀具轨迹”的方法,产生自由曲面刀具轨迹。用户提取预加工曲面的特征,根据特征相似性,在数据库中检索相似的加工实例,提取数控加工刀具轨迹信息,然后通过轨迹映射算法,产生新曲面的加工轨迹。文章基于3D开源函数库Open CASCADE（OCC）和Microsoft Visual Studio 2010（VS2010）编程开发环境,研究B样条表达的自由曲面的数控加工规划,编写了自由曲面数控加工刀具轨迹生成原型系统,针对工程中具有典型应用的自由曲面,通过重用方法实现刀具轨迹自动生成,将系统生成的刀具轨迹结果与Master CAM软件生成的结果相比较,并通过实际加工验证研究成果的合理性。首先,提出曲面数控加工特征提取算法。依据... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状综述
        1.2.1 数控技术的发展
        1.2.2 自由曲面曲线的研究现状
        1.2.3 数控加工轨迹及其重用方面的发展
    1.3 本课题的来源及主要研究内容
第2章 曲面数控加工特征提取
    2.1 曲面特征提取概述
    2.2 自由曲面数控加工特征定义
    2.3 自由曲面加工特征提取算法
        2.3.1 自由曲面加工特征边界点定义
        2.3.2 边界追踪法提取加工特征边界
        2.3.3 特征边界的B样条表示与分割
    2.4 算法的验证与讨论
    2.5 本章小结
第3章 单曲率特征自由曲面的相似性
    3.1 曲面相似性比较概述
    3.2 单曲率特征自由曲面的含义
    3.3 单曲率特征自由曲面的相似性比较算法
        3.3.1 曲面做Z轴对齐处理
        3.3.2 调整曲面大小
        3.3.3 曲面做截切处理
        3.3.4 计算曲线的相似性
        3.3.5 计算曲面的相似度量值
    3.4 实验与讨论
        3.4.1 曲面的相似性评价实验数据
        3.4.2 相似性评价实验分析与讨论
    3.5 本章小结
第4章 刀具轨迹映射
    4.1 自由曲面表面生成B样条曲线算法
        4.1.1 自由曲线的生成方法简述
        4.1.2 曲线曲面理论及问题描述
        4.1.3 自由曲面表面生成B样条曲线实现算法
        4.1.4 验证实例
        4.1.5 实验分析及结论
    4.2 曲面数控加工轨迹的相关概念及计算
        4.2.1 几个基本概念
        4.2.2 数控加工刀具轨迹计算
    4.3 刀具轨迹映射算法
        4.3.1 刀具轨迹规划策略
        4.3.2 映射原理
        4.3.3 刀具轨迹向待加工曲面的映射算法
    4.4 实验与讨论
        4.4.1 映射算法的实验步骤
        4.4.2 验证实例及数据
        4.4.3 实验结果的分析与讨论
    4.5 本章小结
第5章 自由曲面数控加工仿真
    5.1 后置处理
        5.1.1 后置处理的概念
        5.1.2 专用后置处理模块
        5.1.3 通用后置处理模块
    5.2 加工参数分析
        5.2.1 刀具的选用
        5.2.2 进给路线的确定
    5.3 自由曲面的加工仿真
        5.3.1 刀具轨迹验证仿真
        5.3.2 仿真环境
        5.3.3 加工验证
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A（攻读学位期间所发表的学术论文）


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于加速度约束等残留高度刀轨生成算法[J]. 梁奉兴,董峰,徐汝锋,刘纪凯.  组合机床与自动化加工技术. 2017(05)
[2]复杂曲面数控加工刀具轨迹的生成技术[J]. 刘松玲.  山东工业技术. 2017(05)
[3]整体叶轮叶片根部特征刀具轨迹规化研究[J]. 许少坤.  新技术新工艺. 2017(02)
[4]复杂曲面数控加工刀具轨迹规划技术研究进展[J]. 张任俊,王洪申,张林.  机械制造与自动化. 2016(02)
[5]数控技术的现状及发展趋势分析[J]. 贺智敏.  数字技术与应用. 2016(02)
[6]相似特征数控工艺的重用评价方法[J]. 张曦卯,张树生,黄瑞,徐昌鸿,张聪聪.  工具技术. 2014(07)
[7]基于局部形状特征的自由曲面相似性评价方法[J]. 张开兴,白晓亮,张树生.  计算机集成制造系统. 2014(03)
[8]基于曲面分片的五轴刀具轨迹规划[J]. 董佳琦,张平.  机床与液压. 2013(15)
[9]基于特征相似性的船用柴油机关键件CAD/CAPP/CAM集成技术[J]. 张胜文,丁玉玲,王贵成,杨长祺,贾维.  计算机集成制造系统. 2012(02)
[10]复杂自由曲面NC加工自适应刀具轨迹规划[J]. 杨长辉,鲁红梅,胡建军,陈元芳.  机床与液压. 2011(19)

博士论文
[1]基于形状的三维模型检索若干关键技术研究[D]. 刘玉杰.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2006

硕士论文
[1]汽车覆盖件模具曲面分区域及其刀具轨迹规划研究[D]. 李姣.哈尔滨理工大学 2015
[2]多轴数控加工刀具轨迹优化及其仿真的研究[D]. 沈渤飞.天津理工大学 2015
[3]自由曲面加工刀具轨迹生成技术研究[D]. 廖波.兰州理工大学 2013
[4]光滑曲面上曲线的生成及其性质研究[D]. 王宁.南京航空航天大学 2002



本文编号：3130169