五轴侧铣加工精度预测系统开发的研究

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1、ClassifiedIndex：THl61U．D．C：621SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONDEVELOPMENTOFMACHDⅡNGPRECISIONPREDICTIONSYSTEMFORFIⅦ．AXISFLANKMILLINGGrade：2010Candidate：PengLianAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacture&AutomationSupervi

2、sor：AssociateProfessorMaShuwenMay．2013西南交通大学曲南父迥大罕学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密√使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：毽乏垴，指导老师签名：3一支日期：o叫岁，多．乡日期：w

3、／多、多、厂西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、对精度预测系统进行了功能和需求分析，设计了系统总体结构并划分了系统模块。基于VS2010与Matcom混合编程的技术，结合OpenGL图形库和Oracle数据库，开发了一套侧铣加工精度预测系统2、基于多体系统运动学理论，综合考虑机床几何误差、主轴热误差、刀具安装误差和工件定位误差等对加工精度的影响，通过坐标变换将所有误差集中纳入工艺基准坐标系，采用齐次坐标变换法建立了综合误差模型。3、根据侧铣加工的特点，给出了刀位点空间位置误差与切触点轮廓法向误差的映射模型

4、。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对论文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：袁嬉日期：≥c，／岁．／．土西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要五轴联动数控加工过程中，由于各种误差的影响，使实际加工进程偏离给定进程，造成零件加工误差。因此，有必要在加工前对零件加工精度进行预测，从而为合理设计零件加工工艺提供必要的参考依据，对降低成本、提高效

5、率具有重要现实意义。针对目前五轴加工误差模型比较单一，还没有将多个误差因素综合考虑起来进行分析及预测的现状，本文基于多体系统运动学理论，建立了工艺系统综合误差模型。在此基础上，开发了具有可视化交互界面的五轴侧铣加工精度预测系统，对零件加工精度进行预测。论文主要研究内容如下：1、对精度预测系统进行了功能和需求分析，设计了系统总体结构并划分了系统模块。2、对零件加工过程中影响零件加工精度的主要误差因素进行了分析和总结，描述了机床几何误差、主轴热误差、刀具安装误差和工件定位误差的表现形式。3、基于多体系统运动学理论，综合考虑机床几何误差、主轴热误差、刀具安装误差和

6、工件定位误差等对加工精度的影响，采用齐次坐标变换法建立工艺系统误差综合模型。4、根据侧铣加工的特点，建立刀位点与切触点的映射模型，将刀位点投影到切触点。同时，通过建立轮廓误差模型，可以进一步将刀位点处的空间位置误差转换为切触点处的轮廓法向误差。5、基于VS2010编程环境和ORACLE数据库及OpenGL开发出了一套侧铣加工精度预测系统。通过调用MatcomC++矩阵库对机床各相邻体间的变换矩阵进行表达，利用ORACLE数据库完成了对工艺系统误差数据的管理，利用OpenGL图形接12I，实现用户与系统的交互。根据开发的精度预测系统，在某型号双刀摆五轴数控机床

7、上，以一个扭曲的S形试件为对象进行了加工对比实验。通过分析系统预测和实际加工后S形试件表面的轮廓法向误差值，验证了误差建模方法和加工精度预测系统的准确性。关键词：多体系统；五轴铣削；侧铣31：1512；综合误差模型；精度预测AbstractMachiningprocessiscomplicatedforfive—axisCNCmachinet001．Variouserrorfactorsplayaroleinmachiningprocess，whichmakethemachiningprocessdeviate舶mthegivenprocessandcaus

8、emachiningerror．Therefore，