复杂曲面五轴加工的进给率定制方法研究

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1、硕士学位论文复杂曲面五轴加工的进给率定制方法研究ResearchonFeedrateSchedulingMethodinFive—axisMachiningofSculpturedSurfaces学号：21104212大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明o．所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途

2、使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：日期：趔年上月』L日大连理工大学硕士学位论文摘要复杂曲面零件在航空航天、模具制造等工业领域中有着广泛应用，其加工水准在一定程度上反映了一个国家或企业在该领域内的竞争力。作为复杂曲面零件最为重要的加工手段，五轴数控加工技术因此倍受重视。五轴数控加工过程中，进给速度的大小及其变化对加工精度、表面质量和加工效率有着重要影响。因此，进给速度的规划问题在五轴数控加工技术中占有

3、极其重要的位置。本文提出了一种适用于参数曲线插补的多约束自适应进给速度定制算法。该算法考虑的约束条件涵盖了几何精度、机床驱动特性和切削特性三个方面的约束条件，具体包括：弦高差限制、刀尖点速度和切向加速度限制、刀轴角速度和角加速度限制、机床各轴速度和加速度限制。五轴数控加工中的刀具路径可以由两条NURBS曲线来表达。利用NURBS曲线自身蕴藏的切矢、曲率等丰富的几何信息，并结合机床运动学理论，可推导出各约束条件与刀尖点速度之间的解析关系式。然后，以一合适的参数间隔对刀具路径进行离散处理，并对各解析关系式作线性近似，即可

4、建立进给速度定制的线性规划模型，该模型以所有采样点处的刀尖点速度平方和最小为优化目标。求解该线性规划问题，即可得到满足给定约束条件的采样点刀尖点速度，对得到的离散形式的刀尖点速度数值进行拟合处理，即可得到与刀具路径匹配的进给速度曲线。本文以一形状较为复杂的双NURBS曲线刀具路径为例对本文提出的多约束自适应进给速度定制算法进行了仿真验证；另外，还有两种常用的进给速度规划算法作为实验对照也进行了仿真计算。仿真结果表明本文提出的进给速度定制算法能够很好地满足所有给定的约束条件，并且在加工精度、机床动力学特性方面相对其他方

5、法有较大的改善。总而言之，多约束自适应进给速度定制算法为五轴数控加工中的加减速控制问题提供了一种很好的解决方法，具有广阔的应用前景。关键词：五轴加工；参数插补；进给定制；NURBS曲线；刀具路径复杂曲面五轴加工的进给率定制方法研究TheResearchonFeedrateSchedulingMethodinFive—axisCNCMachiningofSculpturedSurfacesAbstractSculpturedsurfacepartshavebeenwidelyappliedinaerospace，mol

6、dmanufacturingandotherindustrialfields．anditsprocessinglevelisareflectionofthecompetitivenessofacountryoranenterpriseinthesefields．Asthemostimportantmachiningmethodforsculpturedsurfaceparts，five-axisCNCmachiningtechnologyhasarousedwidespreadconcerns．Duringthema

7、chiningprocess，thefeedrateanditschangehaveasignificantimpactonmachiningaccuracy，surfacequalityandcuringefficiency．Theodore，theissueoffeedrateschedulinghasitsveryimportantpositioninfive-axisCNCmachiningtechnology．Thispaperpresentsanadaptivefeedrateschedulingmeth

8、odwithmulti—constraintsforparametriccalveinterpolation．Theconstraintsincludingchorderrorlimit，thevelocityandtangentialaccelerationlimitsofcuttertip，theangularvelocityandacce