模具多坐标数控加工技术的研究

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1、陕西科技大学硕士学位论文模具多坐标数控加工技术的研究姓名：王晓江申请学位级别：硕士专业：轻工技术及工程指导教师：陈耿;蔡永林20030310矿566436模具型腔面多坐标数控加工技术的研究StudyonNCMachiningTechniqueofComplexMouldCurveSurfaceinMulti—coordinate摘要模具是装备制造业的主要组成部分，是工业生产的基础工艺装备，在机械、电子、电器、航空航天、国防建设、汽车、电机、仪器、仪表、家电、通信、建筑、玩具等产品中，60％~80％的零部件都要依靠模具

2、来成型。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟的。用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几倍、几十倍、甚至上百倍，这就使模具工业具有“效益放大器”和“点铁成金的行业”之称。目前全世界的模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已远远超过机床工业，并且模具工业在世界各国经济发展中占有极为重要的地位，发挥着具大的作用。随着我国工业化程度的不断发展，人民群众的小康水平的不断提高，对模具的需求量也日益增大，同时对模具的质量和精度的要

3、求也在越来越高。特别是我国加入WTO后，面临的市场竞争会更加激烈，这就加速了产品的更新换代，同时也加速了模具设计与制造业的快速发展。模具工业除需要“高技艺”的从业人员外，还需要更多的“高新技术”来保证，如模具CAD／CAM／CAE、数控加工技术等。大量采用先进的技术和设备，新的模具材料，新的热处理工艺等，使当今的模具行业已经成为高新技术密集的行业。就型腔模具而言，其型腔表面多为自由曲面，形状极为复杂。采用传统的设计和加工方法已很难达到产品的质量要求和供货要求。雨CAD技术和数控机床的出现，给模具的设计和加工带来了活力

4、，随着数控机床和数控加工技术的不断发展，数控加工软件的作用就显的越来越重要。目前比较流行的有：AUTOCAD、CADKEY、PRO／E、I-DEAS、UGII等。这些软件的功能强大，但价格不菲，售价在几十万至上百万美元，从而使许多国内企业难以承受，特别是一些中小模具设计与制造企业，这严重地影响了模具CAD／CAM／CAE的应用和普及，同时也制约着模具业的快速发展。和国外工业先进国家相比，国内模具数控加工技术的研究开始于80年代。经过20多年的发展．科研人员做了大量的工作，取得了突出的成绩，也相继研制出了一些模具的CA

5、D／CAM软件，这些软件对于推动我国的模具设计与曲面加工起到了很大的促进作用。同时，目前科研工作还者正在积极研究和开发具有多坐标数控加工能力的模具曲面加工CAM应用软件，这在我国中小企业有着广阔的市场前景。本文应用双三次均匀B样条曲线和啮面造型原理，借助MATLAt3程序设计语言应用软件技术，采用等参数线加工方法，对模具型腔面多坐标数控加工技术进行了研究。通过研究，只要给定所需零件曲面的控制点坐标，运用B样条原理编制程序就可对该曲面进行熬面的造型设计。根据造型设计曲面的加工精度要求、所选择加工刀具的规格，采用等参数线

6、加工方法调整加工时的走刀步长和切削时的行距，编制程序计算出刀具轨迹，并且运行程序可以打印出数控加工刀具的中心轨迹坐标，依据此轨迹坐标值编制数控加工程序(G代码)从而控制多坐标数控机床加工出模具的型腔曲面来。本研究晟大的特点是在程序中曲面造型和刀具轨迹同时完成，程序简单，参数变化调整容易，实用性强，便于推广应用。只要根据测定输入曲面的控制点坐标数值，即可能通过运行程序产生数控加工刀具中心的运动轨迹，进而依据刀具运动轨迹坐标值来编制NC加工程序，从而控制数控机床加工所需要的曲面零件。关健词：取三次B样条，曲线造型，曲面造

7、型，数控加工，刀具轨迹STUDYONNCMACHININGTECHNIQUEOFCOMPLEXMOULDCURVESURFACElNMUI卫I．CooRDINATEWANGXiaojiang(ShaanxiScienceandTechnologyUniversity,Xianyang，Shaanxi712000)ABSTRACTThemouldisamaincomponentpartinmachinebuildingai3drudimentaltechnologicalequipmentinindustrialpro

8、duction60％～80％ofworkpiecesandpartsareshapedbymouldsinmachiner3，，electron．electricappliances，aviationandspaceflight．nationaldefenceconstruction．automobiles，motors．instruments