基于可成形性的数控渐进成形轨迹生成与规划

发布时间：2017-09-19 07:00

  本文关键词：基于可成形性的数控渐进成形轨迹生成与规划

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【摘要】：针对侧壁曲率渐变且具有负角度的(板材侧面从Z轴方向不能完全可见,即成形角大于90°)难成形板材零件的成形问题,本文提出一种根据曲面各处成形角个性化调整轨迹生成截面并根据可成形性及挤压工具头可接近性进行曲面分区进而生成和规划的五轴数控渐进成形轨迹,开发出一种专用的渐进成形CAD/CAM系统,并分别采用有限元数值模拟与五轴挤压成形实验验证了该轨迹针对上述特殊板材零件的可成形性。首先,针对侧壁曲率渐变且具有负角度的难成形板材零件的几何特征,提出一种基于侧壁成形角的个性化倾斜轨迹。其次,针对五轴成形设备加工特点给出挤压工具空间位姿的计算方法,并针对可能发生的干涉状况进行姿态调整。再次,提出针对包含负角度的曲面钣金件模型进行曲面分区的五轴数控渐进成形轨迹规划方法,运用C++语言算法开发出了一种应用于数控渐进成形技术智能分区与轨迹生成的CAD/CAM系统。第四,对个性化调整轨迹生成截面的数控渐进成形轨迹进行了有限元分析,验证了对个性化调整数控渐进成形轨迹优化的猜想。最后,针对曲率渐变且含有负角度的板材模型的单道次成形问题,利用个性化调整数控渐进成形轨迹、采用五轴加工中心进行了成形实验。成形实验结果表明:针对板材侧壁成形角个性化调整轨迹生成截面的倾斜轨迹与垂直于待加工板材表面的挤压方向的五轴成形策略可有效成形出侧壁具有负角度的难成形板材。
【关键词】：板材成形 五轴数控渐进成形 难成形类板材零件 成形轨迹
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景与目的11-12
• 1.2 国内外研究现状分析12-15
• 1.3 研究内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 根据侧壁成形角个性化调整轨迹生成截面的成形轨迹17-26
• 2.1 根据板材侧壁成形角个性化调整轨迹生成截面原理17-20
• 2.2 个性化成形轨迹插入与补全20-22
• 2.3 算法应用实例22-24
• 2.4 三轴轨迹导出与验证24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 工具头空间姿态计算及干涉调整26-35
• 3.1 挤压角定义26-27
• 3.2 刀位点法向量计算原理27
• 3.3 挤压方向的计算27-28
• 3.4 干涉检查与调整28-31
• 3.5 算法实例31-33
• 3.6 刀位点信息与五轴NC代码生成33-34
• 3.7 本章小结34-35
• 第4章 五轴数控渐进成形轨迹规划35-41
• 4.1 成形加工策略35-36
• 4.2 分区成形策略算法原理36-38
• 4.3 “三、五轴”分区成形加工策略算法实例38-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第5章 个性化调整数控渐进成形轨迹的有限元分析41-49
• 5.1 支撑类型的选择与支撑设计41-42
• 5.2 有限元分析前处理42-45
• 5.2.1 定义材料参数43
• 5.2.2 网格划分43-44
• 5.2.3 定义接触与约束44-45
• 5.3 加载运动轨迹45
• 5.4 个性化调整成形轨迹模拟结果与分析45-48
• 5.5 本章小结48-49
• 第6章 个性化调整数控渐进成形轨迹的实验验证49-57
• 6.1 实验条件与准备49-50
• 6.1.1 实验步骤设计49-50
• 6.1.2 实验材料准备50
• 6.2 难成形板材成形实验50-53
• 6.2.1 支撑设计与制作50
• 6.2.2 代码输出50-51
• 6.2.3 加工仿真51-52
• 6.2.4 成形过程52-53
• 6.3 实验结果测量与分析53-56
• 6.4 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文63

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