回转面刀具侧铣叶轮叶片曲面的刀位规划研究.pdf

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1、回转面刀具侧铣叶轮叶片曲面的刀位规划研究ResearchonTool-PathPlanningwiththeRotarySurfaceCuttersFlankMillingfortheImpellerSurface刘国田大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为

2、获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：只，li、

3、丨P日期:年/月岱曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保I、使用学位论文的规定，即••研究生在校攻读学位期间论文工作的^识产招单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名

4、单位仍然为学校有权保留并向1家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。太人#叔大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国1尤秀硕士学位论文全文数据库》进行伯息服务，也可以米用影印、结印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：斗只®导师签名：了離£曰期：年（(月/$曰曰期：年《月4曰分类号：TP391.73学校代号：10150UDC：密级：学号：2012

5、2193硕士学位论文回转面刀具侧铣叶轮叶片曲面的刀位规划研究ResearchonTool-PathPlanningwiththeRotarySurfaceCuttersFlankMillingfortheImpellerSurface论文编号：20122193学科门类：工学专业名称：机械工程研究方向：复杂曲面加工申请学位级别：硕士论文答辩日期：年月日学位授予单位：大连交通大学摘要摘要叶轮类复杂零件加工是数控技术研究领域的重点，其加工难点主要体现在叶片截面薄、曲面形状复杂、刀轨干涉严重等方面。与传

6、统加工方式相比，侧铣加工具有工作效率高、表面光洁度好、加工成本低等优点，五坐标数控侧铣加工叶轮叶片已经成为一种趋势。侧铣加工的刀具通常以圆柱刀、圆锥刀等为代表的回转面刀具。叶轮类零件叶片曲面多为非可展直纹面，侧铣加工时存在着原理性误差。鉴于此，本文以圆锥刀为主要研究对象，探索适用于回转面刀具的共性的刀位规划方法。论文根据给出的叶轮叶片曲面的离散数据点并结合叶片曲面结构特点及CATIA功能特点，采用三次准均匀B样条插值技术，建立叶轮叶片曲面的数学模型及实体模型，为后续工作奠定基础。利用粒子群优化算

7、法对圆锥刀的侧铣刀位规划问题进行了研究。将刀轴上一点到圆锥面的距离定义为该点对应的当量半径，给出单个刀位的最优判定条件即刀轴上各点到直纹面的距离与该点当量半径之差的平方和为最小，从而将刀具包络面向直纹面的逼近问题转化为每个刀位最优判定条件的实现问题。给出基于粒子群优化算法的求解最优刀轴轨迹面的实现过程。结合刚体运动学及实验设计方法，提出另外一种刀轴轨迹的生成策略。将刀具轴线上诸点在设计曲面上的法向投影点的集合定义为法向映射曲线，并给出一种理论特征点的计算方法，进而提出另外一种单刀位最优性判定条件

8、，即每瞬时法向映射曲线与特征线实现最小二乘逼近。利用刚体运动学方法将刀轴位姿用3个回转与3个平移运动参数描述，建立起单刀位优化条件与6个运动参数的非显性的函数关系。采用拉丁超立方的试验设计方法求解获得最优的刀轴轨迹面。关键词：叶片；直纹面；圆柱刀；圆锥刀；刀位规划I大连交通大学工学硕士学位论文AbstractMachiningofcomplexpartsimpellerclassisimportantanddifficultinthefieldofnumericalcontroltechnolo

9、gy.Itsprocessingdifficultyismainlyreflectedinthecross-sectionofthinblades,curvedshapeofcomplex,toolpathsseriousinterferenceandsoon.Comparedwiththetraditionalprocessingmethods,sidemillinghavehighworkingefficiency,goodsurfacefinish,lowcostprocessing.An