金属板料数字化渐进成形技术及其加工轨迹生成的研究

摘要

该研究提出了加工轨迹优化原则,对加工进退点进行均布处理,对通用软件生成的G代码进行处理后能很好的进行板料渐进成形加工.STL文件格式在快速成形技术中得到了广泛的应用,成为了快速成形领域事实上的标准,得到了绝大多数RP系统和CAD系统的支持.但由于通用CAD/CAM软件读入STL文件时只能显示其图形而不能由其生成加工轨迹,当遇到只有STL格式的图形时就束手无策了.因此作者首次提出了一种能直接从STL文件生成含有工具球头半径补偿的板料数字化渐进成形加工轨迹的方法.根据成形工具头球头具有法矢自适应性-球面上任意一点的法矢与球心共线--这一特点,通过构造STL模型的等距偏置模型来得到无干涉加工轨迹.分别构造STL文件的面、边、顶点的等距面得到STL模型的无缝等距曲面,然后用截平面法得到每一层的工具运动轨迹.其具体流程为首先建立零件三维模型然后生成STL文件,对生成的STL文件进行工具头半径补偿最终得到无干涉工具轨迹.根据这一方案开发了金属板料数字化渐进成形数据处理软件,成功的生成了加工轨迹,具有重要的学术和实际应用意义.板料数字化渐进成形的工艺规划也是一个很重要的环节.实验研究表明,不同的加工路径对板料变形有着不同的影响,合理地规划成形路径是板料数字化渐进成形的关键.针对数字化渐进成形技术在成形直壁部分时常出现的破裂现象,采用了多道次渐进成形逼近直壁的路径规划方案,并成功的应用于金属板料数字化渐进成形实际加工中,提高了金属板料的成形性能和成形质量.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1金属板料无模成形技术概述

1.1.1传统板料塑性成形技术

1.1.2板料无模成形技术

1.2相关技术的发展

1.3本课题的来源和意义

2金属板料数字化渐进成形系统

2.1金属板料数字化渐进成形原理

2.2成形系统总体设计

2.3成形机械系统

2.4基于PMAC多轴运动控制器的数控系统

2.5成形系统软件

3应用CAD/CAM软件生成板料数字化渐进成形加工轨迹

3.1CAD/CAM集成数控编程系统的原理

3.2 UG在板料数字化形加工中的应用

3.3由UG直接生成加工轨迹存在的问题

3.4加工轨迹优化方法分析

4基于STL文件的板料数字化渐进成形加工轨迹的生成

4.1引言

4.2 STL文件

4.3金属板料数字化成形加工轨迹的生成方案

4.4 STL文件等距模型的构造

4.5偏置模型的切片

4.6加工轨迹模拟检验

4.7数据处理软件

5金属板料数字化渐进成形的工艺规划

5.1概述

5.2金属薄壳件的建模

5.3支撑模型的设计与制作

5.4加工起点的定位

5.5其它工艺

5.6顺逆相间加工

5.7直壁部分渐进成形的路径规划

5.8加工实例

6总结与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

致谢

参考文献

附录1攻读博士学位期间发表论文目录