四軸數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析及加工應(yīng)用研究.pdf

1、鑫后場(chǎng)打，劣軍專業(yè)學(xué)位論文(高校教師)四軸數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析及加工應(yīng)用研究程奎學(xué)科名稱:機(jī)械工程學(xué)生類別:工學(xué)指導(dǎo)教師:李言教授申請(qǐng)日期:…ZQ10年3.月.摘要論文題目:學(xué)科專業(yè):研究生:指導(dǎo)教師:四軸數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析及加工應(yīng)用研究機(jī)械工程教授奎言程李摘要數(shù)控機(jī)床通過控制不同的運(yùn)動(dòng)軸、聯(lián)動(dòng)軸來實(shí)現(xiàn)不同的成型運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)不同形狀零件的加工。數(shù)控機(jī)床控制的軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)的軸數(shù)不同，對(duì)應(yīng)所能形成的運(yùn)動(dòng)軌跡也就不同，能夠加工的零件的復(fù)雜程度也就不

2、同。四軸控制的數(shù)控機(jī)床在三軸聯(lián)動(dòng)形式上，增加了旋轉(zhuǎn)軸控制要素，從而使運(yùn)動(dòng)形式變得較為復(fù)雜，限制了設(shè)備的實(shí)際使用效能。本文以四軸立式數(shù)控加工中心為例，對(duì)機(jī)床聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡及加工應(yīng)用進(jìn)行分析研究，以輔助工業(yè)實(shí)踐中零件自動(dòng)編程，提高設(shè)備的實(shí)際使用效率。分析了四軸聯(lián)動(dòng)的典型運(yùn)動(dòng)軌跡，并以UG軟件為平臺(tái)建立了四軸聯(lián)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡模型，模型的建立可用以指導(dǎo)具有相同形狀要素的零件建模。重點(diǎn)分析了四軸立式加工中心不同軸的組合的運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)建模并給出了其軌

3、跡曲線，得到了不同控制軸組合的軌跡運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由此提出了適于四軸加工零件的基本要素和特點(diǎn)，通過虛擬加工實(shí)驗(yàn)該模型在零件建模和加工過程具有一定指導(dǎo)意義。建立了銑刀通用的幾何模型，以球頭立銑刀為重點(diǎn)，建立了整體式球頭立銑刀S型幾何刃線方程。在對(duì)刀路軌跡規(guī)劃原則分析的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了四軸聯(lián)動(dòng)刀軌，并以具有回傳特征曲面的渦扇軸作為典型零件進(jìn)行建模。為解決復(fù)雜零件的編程的可靠性，避免刀具、各運(yùn)動(dòng)軸、夾具之間可能存在碰撞或超行程等問題，建立了虛擬四軸立

4、式加工中心機(jī)床，完成了渦扇軸的編程及虛擬加工。編程人員可以在計(jì)算機(jī)上模擬整個(gè)數(shù)控機(jī)床的切削環(huán)境，校驗(yàn)NC程序，而不必在實(shí)際的機(jī)床上運(yùn)行，節(jié)省編程時(shí)間，提高效率，而且極大的避免了損壞零件甚至損壞機(jī)床的可能。建立了法向誤差的模型，給出了法向誤差的計(jì)算方法。在誤差計(jì)算過程中，為尋找過理論曲面上任意一點(diǎn)的法線與實(shí)際曲面的交點(diǎn)，提出了切平面投影分析法，從而可以有效地分析實(shí)際加工曲面與理論曲面之間的誤差情況。關(guān)鍵詞:四軸數(shù)控立式加工中心運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬