飞机结构件组合曲面侧铣加工刀轨生成方法研究

摘要

结合国家科技重大专项、国家自然科学基金和航空制造行业的实际需求，针对飞机结构件组合曲面侧铣加工数控编程时组合曲面人工拟合工作量大、拟合精度无法自适应加工精度要求以及目前商业软件生成的侧铣刀轨刀轴摆动不稳定等难点和不足，对飞机结构件组合曲面侧铣加工刀轨生成方法进行了深入的研究，论文的主要成果如下：
　　1)提出了一种飞机结构件组合曲面拟合方法。归纳和总结了常见飞机结构件中组合曲面的典型组合方式。针对组合情况复杂，曲率较大的组合曲面，基于B样条曲线曲面拟合方法插值拟合组合曲面，通过误差分析和迭代拟合方法保证了曲面拟合精度和加工精度要求的自适应。针对在一个参数线方向上比较平坦的组合曲面，利用直纹面构造方法逼近原组合曲面，通过误差分析和拟合方式自动规划，保证了曲面拟合的精度。
　　2)提出了一种整体优化和局部调整相结合的侧铣刀轨生成算法。通过刀轴扇形离散方法初步计算刀轨使刀轴摆动平稳均匀，通过对逐个刀位点进行干涉检查和局部调整使刀轨精度得到保证。分析了加工误差的产生原因及相应的抑制方法，实现了飞机结构件组合曲面侧铣加工刀轨的自动生成。
　　3)基于上述研究，在CATIAV5平台上开发了基于曲面拟合的飞机结构件组合曲面侧铣加工刀轨自动生成系统，该系统已在国内某大型航空企业得到了良好的应用效果。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 飞机结构件复杂组合曲面侧铣加工的特点和难点

1.3 研究现状

1.4 课题来源及章节安排

第二章 基于B样条插值的组合曲面拟合方法

2.1 飞机结构件组合曲面分析

2.2 基于B样条插值的组合曲面拟合

2.3 实例分析

2.4 本章小结

第三章 基于直纹面逼近的组合曲面拟合方法

3.1 飞机结构件中的直纹面特点及加工方法

3.2 基于直纹面逼近的组合曲面拟合

3.3 拟合误差计算及曲面拟合方式规划

3.4 实例分析

3.5 本章小结

第四章 整体优化和局部控制相结合的侧铣刀轨生成算法

4.1 飞机结构件五轴侧铣刀轨生成方法现状分析

4.2 整体优化和局部控制相结合的侧铣刀轨生成算法

4.3 加工误差分析

4.4 实例分析

4.5 本章小结

第五章 系统实现

5.1 系统开发环境与开发工具

5.2 系统框架

5.3 系统运行实例

5.4 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学生论文