曲率急變輪廓分區(qū)域變進(jìn)給速度加工技術(shù)研究.pdf

1、具有曲率急變輪廓的零件被廣泛應(yīng)用于航空航天、能源動(dòng)力及汽車工業(yè)等行業(yè)中。隨著該類零件的結(jié)構(gòu)更加特殊化，對(duì)加工質(zhì)量的要求更高，加工難度也逐漸增加。數(shù)控加工生產(chǎn)效率高、加工精度好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于具有曲率急變輪廓零件的加工。受數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)特性及曲率急變輪廓幾何特征的限制，采用過(guò)高的程序設(shè)定進(jìn)給速度將造成數(shù)控加工實(shí)際進(jìn)給速度因伺服系統(tǒng)的響應(yīng)滯后而無(wú)法達(dá)到預(yù)設(shè)值使得實(shí)際加工位置偏離程序編制位置，若降低設(shè)定速度則會(huì)降低加工效率。故而，采

2、用傳統(tǒng)的單一進(jìn)給速度會(huì)對(duì)加工質(zhì)量造成影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)具有曲率急變輪廓的加工。因此，對(duì)曲率急變輪廓開(kāi)展關(guān)于根據(jù)曲率劃分進(jìn)行進(jìn)給速度規(guī)劃的加工方法研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文提出了一種分區(qū)域變進(jìn)給速度的加工方法，以實(shí)現(xiàn)該類零件的高質(zhì)量加工。具體內(nèi)容包括:
　　(1)針對(duì)數(shù)控加工過(guò)程中實(shí)際進(jìn)給速度無(wú)法及時(shí)達(dá)到或維持程序設(shè)定值的問(wèn)題，對(duì)定曲率圖形進(jìn)行了速度分析，獲得了曲率與穩(wěn)定進(jìn)給速度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立了變曲率曲線實(shí)際進(jìn)給速度預(yù)測(cè)模型;

3、以等角螺旋線為例對(duì)該預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明:該模型能夠?qū)η始弊冚喞M(jìn)行準(zhǔn)確的速度預(yù)測(cè)。
　　(2)為實(shí)現(xiàn)曲率急變輪廓的高質(zhì)量加工，以等角螺旋線為例，研究了機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡動(dòng)態(tài)輪廓誤差的產(chǎn)生機(jī)制，基于實(shí)際進(jìn)給速度預(yù)測(cè)結(jié)果采用迭代法構(gòu)建了動(dòng)態(tài)輪廓誤差數(shù)學(xué)模型，探索了曲率及數(shù)控程序設(shè)定進(jìn)給速度對(duì)動(dòng)態(tài)輪廓誤差的影響規(guī)律;提出了一種將動(dòng)態(tài)輪廓誤差從輪廓誤差中剝離出來(lái)的誤差測(cè)量方法，并采用該方法對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的加工結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明

4、:所構(gòu)建的動(dòng)態(tài)輪廓誤差模型具有很高的準(zhǔn)確性。
　　(3)基于動(dòng)態(tài)輪廓誤差數(shù)學(xué)模型，提出了曲率急變輪廓分區(qū)域變進(jìn)給速度加工方法。考慮機(jī)床動(dòng)態(tài)特性及加工誤差要求，建立了程序設(shè)定進(jìn)給速度與曲率間的關(guān)系，獲得了不同曲率對(duì)應(yīng)的程序設(shè)定進(jìn)給速度。以等角螺旋線和三葉玫瑰線為例，對(duì)其進(jìn)行幾何特征的區(qū)域劃分，并分配相應(yīng)的程序設(shè)定速度，數(shù)控加工結(jié)果表明:與采用恒定進(jìn)給速度進(jìn)行加工的加工結(jié)果相比，采用分區(qū)域變進(jìn)給速度加工方法后的最大動(dòng)態(tài)輪廓誤差和動(dòng)態(tài)輪