铣削加工表面几何特征的仿真研究.pdf

《铣削加工表面几何特征的仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、铣削加工表面几何特征的仿真研究水口郑勐，口董永亨1．西安理工大学工程训练中心西安7100482．西安理工大学高等技术学院西安710082摘要：基于坐标矩阵的齐次变换和矢量运算法则。建立了铣削加工过程中刀具的运动轨迹方程，并在工件离散、刀具离散和加工过程离散的基础上．设计了铣削表面形貌仿真算法．并基于MATLAB的GUI功能开发了铣削加工表面形貌仿真系统。验证结果表明，仿真结果与实验结果一致性程度高。可应用于实际铣削加工表面几何形貌的预测和分析之中。关键词：铣削加工表面几何形貌齐次变换离散模型仿真系统MATLAB中图分类号：TH161文献标识码：A文章

2、编号：1000—4998f2014)08—0057—04Abstract：Toolpathequationduringthemillingprocessisestablishedbasedontheprinciplesofhomogeneoustransformationandvectoroperationofthecoordinatematrix．Simulationalgorithmformillingsurfacetopographyisdesignedonthebasisofdiscreteworkpiece，discretetoolandd

3、iscreteworkprocessandasimulationsystemformillingsurfacetopographyisdevelopedbyapp~ingGUIfunctionsinMATLAB．Verificationresultsindicatethatthesimulationresultsandtheexperimentalresultsarebasicallyidentical，theycanbeappliedtopracticalmillingprocesstopredictandanalyzethegeometrical

4、topographyofthemilledsurfaces．KeyWords：MillingProcessSurfaceTopographyHomogeneousTransformationDiscreteModelSimulationSystemMATLAB机械零件的加工质量包括两个方面：加工精度和的坐标轴D与机床主轴的回转轴线一致，并随机床表面质量。作为零件表面质量的一个重要因素，即表面主轴一起相对于工件运动．称为主轴随动坐标系．简称粗糙度不但对机械系统的摩擦磨损、接触刚度、疲劳强{A}；坐标系D。l，坐标系固定在刀具上，其坐标度、配合性质和传动

5、精度等机械性能影响很大．而且直轴0与刀具中心轴线一致并绕机床主轴0以∞接影响机器的使用性能及寿命c。众所周知，被加工表的角速度旋转，称为刀具局部坐标系，简称{C}；坐标面几何形貌最能直接反映表面粗糙度_6J．如果能够开系D广XYigi的坐标轴D与刀具局部坐标系{C}的坐发出表面形貌仿真系统．将对预测被加工表面粗糙度标轴0一致，均与刀具中心轴线重合，称为刀齿局和提高零件的加工质量具有重要指导意义部坐标系，简称{}。假设坐标系{}相对于坐标系{C}铣削加工作为零件表面获得的主要方法之一．近的变换矩阵为Ma。坐标系{C}相对于坐标系{A}的变年来针对铣削表

6、面几何形貌仿真的研究比较多]．换矩阵为MA，坐标系{A}相对于坐标系{Wl的变换矩然而．这些研究大多是针对某一种铣削方法获得表面几何形貌的研究笔者从开发通用的铣削加工表面形貌仿真系统出发．研究不同铣削方法下通用的表面形貌仿真建模方法．开发出相应的仿真系统．并通过仿真和实验对比．验证了所建立的仿真模型和系统的可靠性和有效性1铣削过程中刀具的运动轨迹方程为了推导出铣削过程中刀具切削刃上任意切削点相对于工件的运动轨迹方程建立如图1所示的直角坐标系，其中D】，是固定在工件上的参考坐标系，称为工作空间整体坐标系，简称{}；y国家973高技术研究计划项目(编号：

7、2009CB724406)陕西省教育厅科学研究计划项目(编号：2010JK707)收稿日期：2014年3月机械制造52卷第600期2014／8回阵为肘。垂直方向上的间距根据坐标矩阵变换原理和矢量运算法则．刀具的按照弧长计算公式．可得刀齿外缘的离散点在单第齿局部坐标系I，}到工作空间整体坐标系{W}的总位采样时间间隔的扫掠弧长：变换矩阵为：As=N／x~2(t)+‰()△￡(5)M(t)=MwAMAcAIq(1)式中：(t)和(t)分别为刀齿离散点在工件坐标系假设铣刀第齿上任意点P在刀齿局部坐标系{W}中运动轨迹表达式；At为单位采样时间间隔。中的齐次

8、坐标为(，YpJ，zpj，1)，则点P在工作空间由式(4)、(5)可得为：整体坐标系{}中的齐次坐标为：△￡