球头立铣刀五轴数控刃磨算法研究及加工
发布时间：2022-01-23 00:24
球头立铣刀是在所有道具加工中,工序繁多,加工工艺和几何外形最复杂的道具之一;球头立铣刀用于铣削各种曲面、圆弧沟槽等,在汽车,轮船,飞机制造等领域有广泛的应用。这些领域对零部件的精度有很高的要求,因此球头立铣刀加工刃磨的好坏,直接影响到零件的正常使用,数控机床刃磨的结果直接反应铣刀的切削结果。根据国内外对球头立铣刀的研究现状,针对五轴数控机床WBS5-60,根据机床自身的结构,我们设计研究了球头立铣刀的前刀面,两个后刀面以及螺旋槽的加工方法。针对现存加工方式在前刀面加工过程中存在的切削深度不可精确控制以及球头与圆柱部分无法光滑连接的问题进行了深入的研究并应用几何学,坐标变化,数值分析等理论,开发研究了一套能够在五轴数控机床上加工的球头立铣刀的算法。应用matlab对前刀面和后刀面的数学模型进行仿真对比,验证新型算法的可行性并与之前研究的结构进行对比分析,分别对球头立铣刀的前刀面模型和后刀面模型进行了对比分析研究;分析刃线的特点和相关参数;利用Pro/E对五轴数控机床和刀具磨料进行三维建模;将建好的模型导入VERICUT进行仿真,根据坐标变换,前后刀面的加工算法,以及五轴数控系统的运动原理...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
字母注释表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 球头立铣刀概述
1.3 球头立铣刀研究的背景
1.4 球头立铣刀研究现状
1.5 课题所需软件介绍
1.5.1 MATLAB软件
1.5.2 Pro/E软件
1.5.3 VERICUT仿真软件
1.5.4 MFC与VC++编程
1.6 本论文研究的目的
第二章 球头立铣刀模型的建立与分析
2.1 引言
2.2 刀具角度和坐标平面介绍
2.2.1 球头立铣刀的基准坐标系
2.3 刀具刃口曲线
2.3.1 回转刀具及螺旋运动的刀刃曲线定义
2.3.2 刃口曲线的数学模型
2.3.3 球头部分正交螺旋形刃口曲线
2.4 前刀面数学模型
2.4.1 前刀面设计原理
2.4.2 前刀面加工方式设计
2.4.3 前刀面新型加工方法数学模型
2.4.4 球头立铣刀的前刀面刃磨的数学模型
2.4.5 转换坐标系
2.4.6 砂轮与球头立铣刀的相对位姿
2.5 刀位数据向机床运动参数的坐标转换
2.6 模拟仿真
2.7 本章小结
第三章 五轴数控磨床运动方式及后置处理
3.1 引言
3.2 WBS5-60五轴数控刀具磨床的功能与运动方式
3.2.1 刀具磨床功能
3.2.2 WBS5-60磨床结构及运动
3.3 后置处理
3.3.1 后置处理原理
3.3.2 五轴机床的正逆向运动学
3.3.3 正交AC型双转台五轴数控磨床后置处理
3.4 “S”形刃线球头铣刀数学模型与后刀面刃磨轨迹设计[61]
3.4.1 “S”形刃线球头铣刀球头部分刀刃曲线数学模型
3.4.2 “S”形刃球头铣刀后刀面数学模型
3.5 轨迹仿真与“假想砂轮”法加工路径优化
3.6 奇异区域加工路径B样条拟合优化
3.6.1 奇异区域概述
3.6.2 奇异区域内加工路径B样条曲线拟合与预插值
3.6.3 奇异区域路径B样条拟合仿真
3.7 结论
第四章 球头立铣刀三维仿真分析
4.1 引言
4.2 自动编程加工系统
4.2.1 软件的总体设计
4.2.2 核心处理程序
4.2.3 后置处理程序
4.3 五轴数控磨床的虚拟模型
4.3.1 球头立铣刀模型的建立
4.3.2 五轴数控磨床的开发设计
4.4 五轴数控磨床的运动仿真分析
4.4.1 VERICUT虚拟加工组装
4.4.2 运动仿真过程
4.5 本章小结
第五章 五轴数控刀具磨床的实际加工
5.1 WBS5-60五轴数控钻尖磨床的功能与结构
5.1.1 WBS5-60磨床功能
5.2 WBS5-60机床的调试
5.2.1 机床与数控系统的连接
5.2.2 系统软件的编辑与调试
5.3 球头立铣刀的刃磨加工
5.3.1 刃磨实验方案
5.3.2 刃磨程序与结果分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本文总结
6.2 研究展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]五轴后置处理转角选解优化及奇异区域处理方法的研究[J]. 余丹,闫光荣,范庆香,丁涛,徐翔宇. 图学学报. 2016(05)
[2]“S”形刃球头立铣刀的磨削成形刀位轨迹研究[J]. 吕颖,姚斌,陈站,代平,滕伟斌,罗琪. 工具技术. 2015(10)
[3]钛合金高效铣刀设计及性能研究[J]. 杨学慧. 工具技术. 2015(10)
[4]五轴加工奇异区域的检测和处理[J]. 王峰,林浒,郑飂默,杨富枝. 计算机集成制造系统. 2011(07)
[5]五轴数控系统旋转轴快速平滑插补控制策略[J]. 郑飂默,林浒,盖荣丽,王峰,张晓辉. 机械工程学报. 2011(09)
[6]复杂曲面加工技术的研究现状与发展趋势[J]. 周志雄,周秦源,任莹晖. 机械工程学报. 2010(17)
[7]基于3D模型的数控机床主轴箱装配和运动仿真研究[J]. 李俊超,洪荣晶,黄筱调,周尧. 机床与液压. 2007(09)
[8]基于PRO/E的三轴转台装配与运动学仿真[J]. 白清顺,王毓明,梁迎春. 中国惯性技术学报. 2006(01)
[9]第九届中国国际机床展览会刀具展品述评[J]. 赵炳桢. 工具技术. 2005(07)
[10]圆柱铣刀加工螺旋锥铣刀的数控加工和成形理论[J]. 刘鹄然,赵东富,楼少敏,C.Y.Chan. 机械制造与自动化. 2005(03)
硕士论文
[1]基于MFC和ACCESS数据库的学生信息管理系统[D]. 周山.吉林大学 2009
[2]多过程数控系统解释器及RTCP功能的设计与实现[D]. 赵薇.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2008
[3]基于VERICUT的数控加工仿真系统的研究[D]. 魏林.沈阳理工大学 2008
[4]高速整体硬质合金立铣刀设计及工艺研究[D]. 耿芬然.河北工业大学 2008
[5]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：3603208
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
字母注释表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 球头立铣刀概述
1.3 球头立铣刀研究的背景
1.4 球头立铣刀研究现状
1.5 课题所需软件介绍
1.5.1 MATLAB软件
1.5.2 Pro/E软件
1.5.3 VERICUT仿真软件
1.5.4 MFC与VC++编程
1.6 本论文研究的目的
第二章 球头立铣刀模型的建立与分析
2.1 引言
2.2 刀具角度和坐标平面介绍
2.2.1 球头立铣刀的基准坐标系
2.3 刀具刃口曲线
2.3.1 回转刀具及螺旋运动的刀刃曲线定义
2.3.2 刃口曲线的数学模型
2.3.3 球头部分正交螺旋形刃口曲线
2.4 前刀面数学模型
2.4.1 前刀面设计原理
2.4.2 前刀面加工方式设计
2.4.3 前刀面新型加工方法数学模型
2.4.4 球头立铣刀的前刀面刃磨的数学模型
2.4.5 转换坐标系
2.4.6 砂轮与球头立铣刀的相对位姿
2.5 刀位数据向机床运动参数的坐标转换
2.6 模拟仿真
2.7 本章小结
第三章 五轴数控磨床运动方式及后置处理
3.1 引言
3.2 WBS5-60五轴数控刀具磨床的功能与运动方式
3.2.1 刀具磨床功能
3.2.2 WBS5-60磨床结构及运动
3.3 后置处理
3.3.1 后置处理原理
3.3.2 五轴机床的正逆向运动学
3.3.3 正交AC型双转台五轴数控磨床后置处理
3.4 “S”形刃线球头铣刀数学模型与后刀面刃磨轨迹设计[61]
3.4.1 “S”形刃线球头铣刀球头部分刀刃曲线数学模型
3.4.2 “S”形刃球头铣刀后刀面数学模型
3.5 轨迹仿真与“假想砂轮”法加工路径优化
3.6 奇异区域加工路径B样条拟合优化
3.6.1 奇异区域概述
3.6.2 奇异区域内加工路径B样条曲线拟合与预插值
3.6.3 奇异区域路径B样条拟合仿真
3.7 结论
第四章 球头立铣刀三维仿真分析
4.1 引言
4.2 自动编程加工系统
4.2.1 软件的总体设计
4.2.2 核心处理程序
4.2.3 后置处理程序
4.3 五轴数控磨床的虚拟模型
4.3.1 球头立铣刀模型的建立
4.3.2 五轴数控磨床的开发设计
4.4 五轴数控磨床的运动仿真分析
4.4.1 VERICUT虚拟加工组装
4.4.2 运动仿真过程
4.5 本章小结
第五章 五轴数控刀具磨床的实际加工
5.1 WBS5-60五轴数控钻尖磨床的功能与结构
5.1.1 WBS5-60磨床功能
5.2 WBS5-60机床的调试
5.2.1 机床与数控系统的连接
5.2.2 系统软件的编辑与调试
5.3 球头立铣刀的刃磨加工
5.3.1 刃磨实验方案
5.3.2 刃磨程序与结果分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本文总结
6.2 研究展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]五轴后置处理转角选解优化及奇异区域处理方法的研究[J]. 余丹,闫光荣,范庆香,丁涛,徐翔宇. 图学学报. 2016(05)
[2]“S”形刃球头立铣刀的磨削成形刀位轨迹研究[J]. 吕颖,姚斌,陈站,代平,滕伟斌,罗琪. 工具技术. 2015(10)
[3]钛合金高效铣刀设计及性能研究[J]. 杨学慧. 工具技术. 2015(10)
[4]五轴加工奇异区域的检测和处理[J]. 王峰,林浒,郑飂默,杨富枝. 计算机集成制造系统. 2011(07)
[5]五轴数控系统旋转轴快速平滑插补控制策略[J]. 郑飂默,林浒,盖荣丽,王峰,张晓辉. 机械工程学报. 2011(09)
[6]复杂曲面加工技术的研究现状与发展趋势[J]. 周志雄,周秦源,任莹晖. 机械工程学报. 2010(17)
[7]基于3D模型的数控机床主轴箱装配和运动仿真研究[J]. 李俊超,洪荣晶,黄筱调,周尧. 机床与液压. 2007(09)
[8]基于PRO/E的三轴转台装配与运动学仿真[J]. 白清顺,王毓明,梁迎春. 中国惯性技术学报. 2006(01)
[9]第九届中国国际机床展览会刀具展品述评[J]. 赵炳桢. 工具技术. 2005(07)
[10]圆柱铣刀加工螺旋锥铣刀的数控加工和成形理论[J]. 刘鹄然,赵东富,楼少敏,C.Y.Chan. 机械制造与自动化. 2005(03)
硕士论文
[1]基于MFC和ACCESS数据库的学生信息管理系统[D]. 周山.吉林大学 2009
[2]多过程数控系统解释器及RTCP功能的设计与实现[D]. 赵薇.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2008
[3]基于VERICUT的数控加工仿真系统的研究[D]. 魏林.沈阳理工大学 2008
[4]高速整体硬质合金立铣刀设计及工艺研究[D]. 耿芬然.河北工业大学 2008
[5]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：3603208
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3603208.html
