面向切削宽度优化的自由曲面加工编程技术
本文选题:自由曲面 + 端铣加工 ; 参考:《南京航空航天大学》2015年硕士论文
【摘要】:结合国家科技重大专项和航空航天、汽车等制造业的实际需求,针对复杂自由曲面精加工效率低下的现状,以切削宽度优化为突破口,深入研究了自由曲面加工编程技术,论文的主要成果如下:1)研究了基于张量的切削宽度表达方法。定义了刀具有效切削曲面,分析了刀具有效切削曲面和零件曲面的贴合程度与切削宽度的关系,构建了切宽的二阶张量表达方式,以切宽张量作为曲面任意切触点处的连续切宽度量模型,实现最大切宽进给方向的精确、高效求取。2)研究了基于切宽张量的自由曲面加工区域划分方法。通过构建自由曲面切宽张量场,分析最大切宽进给方向的区域化分布规律,提出基于切宽张量场退化点的曲面分区边界构建方法,实现面向切宽优化的自由曲面自动分区,保证了各分区内具有相同或相近的最优进给方向分布规律。3)提出了基于区域划分的自由曲面切宽优化刀轨生成方法。基于自由曲面分区结果及各分区内的切宽最大进给走势,以平均切宽最大为原则提取初始刀具轨迹,基于偏置初始刀轨的刀轨生成策略,提出基于切宽张量线的刀轨生成方法,使刀具轨迹尽量遵循最优进给方向分布趋势,实现面向切宽优化的自由曲面刀具轨迹生成。4)研究内容在基于CATIA平台的自由曲面分区加工系统中得到实现,并进行实际加工验证,验证结果表明本文的研究成果可以有效提高自由曲面精加工效率。
[Abstract]:According to the national important science and technology project and the actual demand of aerospace, automobile and other manufacturing industries, aiming at the low efficiency of finishing complex free-form surface, the programming technology of free-form surface machining is deeply studied with the optimization of cutting width as the breakthrough point. The main achievements of this paper are as follows: 1) the cutting width representation method based on Zhang Liang is studied. The effective cutting surface of cutting tool is defined. The relationship between the fit degree of effective cutting surface and part surface and the cutting width is analyzed. The second order Zhang Liang expression of cutting width is constructed. The cutting width Zhang Liang is used as the continuous tangent width model at any tangent contact of the curved surface to realize the accuracy of the feed direction of the maximum tangent width, and the method of dividing the machining area of the free form surface based on the tangential width Zhang Liang is studied. By constructing the free surface cutting width Zhang Liang field and analyzing the regionalization distribution law of the maximum tangent width feed direction, a method of constructing the curved surface partition boundary based on the degenerate points of the cut width Zhang Liang field is proposed to realize the free form surface automatic partition oriented to the tangent width optimization. The optimal feed direction distribution is guaranteed to be the same or similar in each partition. 3) A method for generating free surface cutting width optimization tool tracks based on region partition is proposed. Based on the result of freeform surface partition and the maximum feed trend of cutting width in each partition, the principle of average width maximum is used to extract the initial tool path, and the tool track generation strategy based on offset initial tool track is proposed, and a tool track generation method based on tangent width Zhang Liang line is proposed. The tool path follows the optimal feed direction distribution as far as possible, and the tool path generation of free-form surface oriented to tangent width optimization. 4) the research content is realized in the free-form curved surface partition machining system based on CATIA platform, and the actual machining verification is carried out. The results show that the research results in this paper can effectively improve the efficiency of free-form surface finishing.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP391.7
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,本文编号:2049857
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