【正文】 4． 1： 4． 3． 4 分析數(shù)據(jù)結(jié)果： 工程軟件 Pro／ E 可以比較方便地處理坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 因此。 3：在試切測量過程中，采用了代木作為試切的對象，其材質(zhì)較軟，引起 的對刀測量誤差較大，建議測量試切中，采用硬度較高的材料，如 45 鋼等。現(xiàn)定義旋轉(zhuǎn)軸法向矢量不變的軸為定向軸，旋轉(zhuǎn)軸法向矢量變化的軸為變 向軸 [24]。 3 切削參數(shù)選擇：切削參數(shù)選擇要考慮到整個加工系統(tǒng)的每個因素。因此在實際加工過程中，由于整個加 工系統(tǒng)包括機床，卡具、刀具、工件和冷卻條件的不同，其加工程序的適應(yīng)性 有待檢驗。 參考文獻(xiàn) 1 崔洪斌。他們的支持是我更身心地 投入到學(xué)習(xí)和研究當(dāng)中． 感謝實驗室里一起學(xué)習(xí)和討論師兄弟們，大家的無私相助是我感激萬分； 大家的參與討論是我的研究學(xué)習(xí)生活辛苦而又 快樂。 1 實際生產(chǎn)加工檢驗。 2 刀軸控制方式：與三軸固定輪廓銑不同之處在于對刀具軸線矢量的控制。 4． 4 本章小結(jié) 本章分析了五軸數(shù)控加工后置處理程序的開發(fā)方式，重點對項目中開發(fā)的 五軸數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)及其制造裝配的誤差進(jìn)行了分 析，對所測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行 了處理，為機床的誤差修正提供了依據(jù)，同時對后處理的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 4． 3． 5 實驗結(jié)果分析如下： l：刀尖到轉(zhuǎn)軸的距離可以通過后處理進(jìn)行補償， B， C 兩軸之間的距離雖 然可以通過后處理進(jìn)行補償，但也可通過對裝配的修正來消除或減少。 4 標(biāo)注該線段距離，即為刀具中心到轉(zhuǎn)軸之間的距離。以免刀具移動后超程，因此，代 木的安裝高度要適當(dāng) 2 移動 C 軸使之處在零點位置，移動 B 軸使之處在零點位置 3 適當(dāng)移動 Z， X， Y 軸，銑削一個平面 4 移動 Z 軸到安全位置，將刀具更換為中球頭立銑刀． 5 適當(dāng)移動 Z 軸進(jìn)行對刀，記該點坐標(biāo)為 Zl 6 移動 B 軸使之旋轉(zhuǎn) +60 度 7 再次適當(dāng)移動 Z 軸進(jìn)行對刀，記該點 Z 坐標(biāo)為 Z2 8 移動 B 軸使之旋轉(zhuǎn) 60 度，記該點 Z 坐標(biāo)為 Z3 9 分別旋轉(zhuǎn) B 軸177。 1 將球頭立銑刀裝卡到主軸刀柄上，千分表固定在工作臺表面 2 移動 B 軸，使之軸線近似垂直于工作臺面 3 移動 機床 X， Y, Z 具壓上千分表探針達(dá)到十到二十微米。其后置程序編程的算法是：在得到刀具軌跡的基礎(chǔ)上，數(shù)控控制系統(tǒng)會保 持刀具中心始終在被 CAM 件編程的 X， Y， Z 位置上。為高速加工技術(shù)的具體實施提供了參考。因此對于雕塑曲面來說，一般要做一光滑的輔助曲面作 為刀具軸線驅(qū)動面。 1 切削方式選擇一順銑加工 在高速切削加工中，應(yīng)盡量選用順銑加工，因為在順銑時，刀具剛切入工 件產(chǎn)生的切屑厚度為最大，隨后逐漸減小。通常其主軸轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速都大于 lO OOOr／ min， 主軸電動機功率大于 15KW，以滿足高速切削的需要。 在兩個建模工具軟件之間使用通用類型的模型轉(zhuǎn)換時，對零件模型精度的檢查 是必要的。 加工曲面過程中，加工曲面的形狀是不可控的，通過對走刀步長 L 的控制， 對逼近允許誤差 c，有 2 刀具軸線擺動誤差的補償方法： 加工凸曲面過程中，刀具軸線擺動誤差引起了總誤差的增加，因此，在滿 足不過切的條件下，盡量增大刀具軸線和切削曲線切向夾 角。五軸數(shù)控編程往往以加工曲 面作為刀 軸的驅(qū)動曲面，因此刀具軸線矢量相對于曲面的切向角度為所求的關(guān) 聯(lián)參數(shù)。所以切削點軌跡參數(shù)有兩個參數(shù)坐標(biāo)：點 的坐標(biāo)和刀軸矢量。刀 具運動常采用直線插補的方式。 3 鏜削精加工刀具具有微調(diào)結(jié)構(gòu)，便于調(diào)整刀具尺寸． 4 刀具結(jié)構(gòu)能夠可靠地斷屑。軌跡方向的一致性 包括刀具運動切線方向的變化情況。傾斜于刀軸驅(qū)動面傾斜方向是五軸加工 的一般控制方法。理想情況下，刀具軸線應(yīng)隨驅(qū)動面的變化 而相應(yīng)地實現(xiàn)小幅度變化并且實現(xiàn)優(yōu)良的切削姿態(tài)，高的切削效率，無干涉和 欠切． 一般情況下，選擇加工表面作為刀軸驅(qū)動面是能夠滿足要求的，但對于 復(fù)雜的零件曲面 如雕塑曲面 ，零件表面作為刀軸驅(qū)動面將會難以使刀具處于最 佳的切削狀態(tài)或容易引起刀軸的劇烈變化。 3． 2． 3 五軸數(shù)控加工的刀具驅(qū)動控制 1 五軸數(shù)控加工的刀具軸線矢量控制 三軸加工的研究熱點在于加工的特征的識別和刀具路徑的規(guī)劃．而五軸的 研究熱點 在于刀具姿態(tài)的優(yōu)化。 從加工曲面的幾何特征和構(gòu)造特點來看，復(fù)雜曲面可以分為兩類：一類是 直紋面，準(zhǔn)直紋面或螺旋曲面，如各種增壓器中的葉輪，葉片曲面，整體回轉(zhuǎn) 刀具的螺旋槽曲面等；另一類是各點處的主曲率都 在變化的自由曲面，如各種 沖壓件，模具曲面等。 由于數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性 ,在修改產(chǎn)品實體模型或編程過程中某一參數(shù)要素時，刀具軌 跡能夠做相應(yīng)的修改。因為機床要增加 兩個旋轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)，就必須采用能傾斜和轉(zhuǎn)動的工作臺或能轉(zhuǎn)動和擺動的主軸頭 部件。 最小二乘法擬合出的曲線雖然不一定通過所有的數(shù)據(jù)點，但它盡可能地 接近已知點，能夠較好地反映數(shù)據(jù)點的分布趨勢，比較符合實際情況。的 di： 若 di e e 為允許誤差 則說明用連接兩點的線段來逼近對應(yīng) 的曲線段時，其逼近誤差小于允許值，此時刪除此點，進(jìn)行下一點 r。因此，為保證各段的逼近精 度，參數(shù)增量的選取只能按照誤差最大時來確定．這樣就造成了加工程序量大 的特點，因而降低了零件程序的效率。一般來說，由于弦 線法的插補節(jié)點均在曲線輪廓上，容易計算，程序編制也簡單一些，所以常用 弦線法來逼近非圓曲線，其關(guān)鍵在于插補段長度及插補誤差控制。對于實現(xiàn)國防現(xiàn)代化有著重 要的意義。高速加工技術(shù)是近年來機械加工技術(shù)發(fā)展方向之 一。五軸聯(lián)動數(shù)控加 工與一般的三軸聯(lián)動數(shù)控加工相比，主要有以下優(yōu)點： 1 通過定義適當(dāng)?shù)牡?軸變化，可以避開刀具干涉，能夠加工一般三軸數(shù)控 機床所不能加工的復(fù)雜曲面。國內(nèi)已有數(shù)家機床公司 開發(fā)了五軸聯(lián)動加工中心，華中數(shù)控、廣州數(shù)控和南京四開等數(shù)家公司也開發(fā) 了自己的五軸數(shù)控系統(tǒng)。 指導(dǎo)教師： 批準(zhǔn)日期： 高等教育自學(xué)考試 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師意見書 指導(dǎo)老師 職稱 副教授 年 月 日 高等教育自學(xué)考試 畢業(yè)設(shè)計評閱意見書 評閱 老師 職稱 年 月 日 高等教育自學(xué)考試 畢業(yè)設(shè)計答辯成績評定書 評 語： 成績總評： 答辯委員會主任： 答辯小組 組長： 答辯小組 成員： 年 月 日 摘 要 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是機械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)，是一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水 平的重要標(biāo)志之一。而國 內(nèi)尚處于發(fā)展階段，應(yīng)用方面的缺陷已經(jīng)成為提高復(fù)雜關(guān)鍵零件制造水平的一 大瓶頸問題，直接影響了機械制造業(yè)的發(fā)展阮。 4 刀軸的可變化使復(fù)雜零件一次裝卡加工空間多個表面，實現(xiàn)了多工序的 集中加工，有利于提高各加工要素的相互位置精度。對項目中研發(fā)的五軸機床 進(jìn)行結(jié)構(gòu)和誤差分析，為結(jié)構(gòu)改進(jìn)和誤差補償提供依據(jù)。 上述擬合過程在數(shù)控加工的編程工作中，一般被稱為第一次逼近 或稱第 一次數(shù)學(xué)處理 。曲線加工的理論刀具軌跡 是曲線本身，不必考慮刀具的 補償問題。但這種直接求交的方法一般難以實施，需要采用如數(shù) 值計算，迭代搜索或離散求交等措施來實現(xiàn)。 上述算法帶來了兩個問題：一是離散點為等參數(shù)密集離散的方法，對曲線 的逼近離散了大量的數(shù)據(jù)點，降低了算法的效率，另一個是用密集的離散點來 近似為曲線上所有的點，這樣在曲線曲率變化較大的時候，往往引起較大的逼 近誤差，這在數(shù)控編程中是不可接受的。 第 3 章復(fù)雜曲面五軸數(shù)控加工的研究 3． 1 五軸數(shù)控加工的應(yīng)用問題 早在 20 世紀(jì) 60年代五軸數(shù)控加工就應(yīng)用在國外航空工業(yè)中加工一些復(fù)雜 的自由曲面 零件，但一直限制在航空，航天，軍工等行業(yè)，主要是五軸加工應(yīng) 用中存在著很多難題?，F(xiàn)在隨 著新型功能部件的出現(xiàn)，其價格有所降低，但其編程難以面向加工車間的實施 也阻礙了其廣泛 應(yīng)用． 3． 2 五軸聯(lián)動數(shù)控加工編程的關(guān)鍵技術(shù) 3． 2． 1 數(shù)控編程方法 基于 CAM 刪軟件的計算機輔助編程是五軸數(shù)控編程常用的方法，其特點 是可以對復(fù)雜曲面零件作編程處理，得到較為理想的數(shù)控加工程序。這樣就在一定程度上降低了編程的效率。 其加工特點是刀軸線方向往往選擇曲面上法向曲率絕對值最小的方向即曲面上 比較平坦的方向，從而盡可能提高刀具與加工表面的接觸線長度。刀軸 的控制方式是刀具切削過程中相對于加工表面的變化方式。垂 直于刀軸驅(qū)動面垂直于刀軸 驅(qū)動面是指刀具軸線始終平行于刀軸驅(qū)動面相應(yīng)點的表面法向矢量。 2 五軸數(shù)控加工的刀具運動軌跡控制 在復(fù)雜曲面的多坐標(biāo)數(shù)控加工過程中，刀具軌跡的優(yōu)劣直接影響到其加工 精度和加工效率。刀具 軌跡創(chuàng)建一般要包括兩個步驟：第一是從驅(qū)動幾何體上產(chǎn)生驅(qū)動點，第二是將 驅(qū)動點沿投射方向投射到零件幾何體上。硬質(zhì)合金刀具的特點是硬度高，紅硬性好，韌性一般， 有一定的抗沖擊能力，是數(shù)控加工中應(yīng)用最為廣泛的一種刀具材料，按其晶粒 大小分為普通硬質(zhì)合金，細(xì)顆粒硬質(zhì)合金和微顆粒硬質(zhì)合金；按其主要成分分 為鎢基硬質(zhì)合金和鈦基硬質(zhì)合金；按其表面是否涂層可分為無涂層硬質(zhì)合金和 涂層硬質(zhì)合金。下圖 3． 2所示： Y 圖 3． 2 五軸聯(lián)動加工曲面刀具切削位姿圖 3． 3． 1 五軸數(shù)控加工凸曲面時的誤差 1 線形逼近誤差 6t 圖 3． 3 所示為線性逼近誤差示意圖，編程時，通常用直線段 AB 來近似代替弧線 AB，直線逼近誤差可以計算如下：在一查補直線段內(nèi)，設(shè)弧線長為△ S， 對應(yīng)的弧度為 o，曲線曲率為 k，則：