復(fù)雜曲面五軸加工的進(jìn)給率定制方法研究.pdf

1、復(fù)雜曲面零件在航空航天、模具制造等工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用，其加工水準(zhǔn)在一定程度上反映了一個(gè)國家或企業(yè)在該領(lǐng)域內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力。作為復(fù)雜曲面零件最為重要的加工手段，五軸數(shù)控加工技術(shù)因此倍受重視。五軸數(shù)控加工過程中，進(jìn)給速度的大小及其變化對(duì)加工精度、表面質(zhì)量和加工效率有著重要影響。因此，進(jìn)給速度的規(guī)劃問題在五軸數(shù)控加工技術(shù)中占有極其重要的位置。
　　本文提出了一種適用于參數(shù)曲線插補(bǔ)的多約束自適應(yīng)進(jìn)給速度定制算法。該算法考慮的約束條件涵蓋了幾

2、何精度、機(jī)床驅(qū)動(dòng)特性和切削特性三個(gè)方面的約束條件，具體包括:弦高差限制、刀尖點(diǎn)速度和切向加速度限制、刀軸角速度和角加速度限制、機(jī)床各軸速度和加速度限制。
　　五軸數(shù)控加工中的刀具路徑可以由兩條NURBS曲線來表達(dá)。利用NURBS曲線自身蘊(yùn)藏的切矢、曲率等豐富的幾何信息，并結(jié)合機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，可推導(dǎo)出各約束條件與刀尖點(diǎn)速度之間的解析關(guān)系式。然后，以一合適的參數(shù)間隔對(duì)刀具路徑進(jìn)行離散處理，并對(duì)各解析關(guān)系式作線性近似，即可建立進(jìn)給速度定

3、制的線性規(guī)劃模型，該模型以所有采樣點(diǎn)處的刀尖點(diǎn)速度平方和最小為優(yōu)化目標(biāo)。求解該線性規(guī)劃問題，即可得到滿足給定約束條件的采樣點(diǎn)刀尖點(diǎn)速度，對(duì)得到的離散形式的刀尖點(diǎn)速度數(shù)值進(jìn)行擬合處理，即可得到與刀具路徑匹配的進(jìn)給速度曲線。
　　本文以一形狀較為復(fù)雜的雙NURBS曲線刀具路徑為例對(duì)本文提出的多約束自適應(yīng)進(jìn)給速度定制算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;另外，還有兩種常用的進(jìn)給速度規(guī)劃算法作為實(shí)驗(yàn)對(duì)照也進(jìn)行了仿真計(jì)算。仿真結(jié)果表明本文提出的進(jìn)給速度定制算