低剛度工件加工變形誤差預(yù)測(cè)及補(bǔ)償集成技術(shù)的研究.pdf

1、加工低剛度工件（如薄壁、細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)件）時(shí)，因切削力產(chǎn)生的力致變形加工誤差（以下簡(jiǎn)稱變形誤差）對(duì)加工質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生很大影響，通常需要多次光切才能達(dá)到精度要求，嚴(yán)重制約生產(chǎn)效率。本文圍繞低剛度工件變形誤差的離線計(jì)算和補(bǔ)償問題，在數(shù)學(xué)建模與仿真研究的基礎(chǔ)上，借助于商業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)了有限元分析的參數(shù)化。開發(fā)了分析程序與NC代碼生成程序的集成接口，以期根據(jù)得到的誤差計(jì)算結(jié)果，自動(dòng)修正數(shù)控機(jī)床中的NC代碼。
　　首先，為解決低剛度工件加工過程中變形量-

2、切削量耦合的問題，建立了高效的誤差計(jì)算迭代算法。并對(duì)比研究了切削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃颓邢髁碚撃Ｐ偷慕＿^程。在不影響精度的基礎(chǔ)上，對(duì)表達(dá)方式較為復(fù)雜的理論模型進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化和改善，以易于后續(xù)有限元仿真時(shí)計(jì)算程序化。
　　其次，結(jié)合ANSYS分析步驟，建立了適用于低剛度工件誤差分析的有限元程序的一般流程，借助APDL語言分別開發(fā)了基于切削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃颓邢髁碚撃Ｐ偷淖冃晤A(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)程序。在交互界面輸入相應(yīng)參數(shù)后，程序可實(shí)現(xiàn)包括誤差反饋、迭代

3、計(jì)算、刀具走刀、材料去除等全過程加工誤差的自動(dòng)計(jì)算。以三維平面薄板銑削問題作為算例，驗(yàn)證了程序的有效性和精度。所用關(guān)鍵技術(shù)也為其他類型的切削問題提供了借鑒和參考。
　　最后，將有限元軟件的計(jì)算分析模塊和CAM軟件的數(shù)控加工模塊集成。基于鏡像補(bǔ)償原理提出變形誤差補(bǔ)償?shù)目傮w方案，采用C語言和UG/open混合編程，設(shè)計(jì)了UG和ANSYS間的數(shù)據(jù)接口，并對(duì)UG系統(tǒng)進(jìn)行定制性裁剪和開發(fā)，從而根據(jù)導(dǎo)入的ANSYS計(jì)算的各樣點(diǎn)變形誤差自動(dòng)修正