多轴数控加工刀具轨迹优化及其仿真的研究

摘要

三轴数控机床加工复杂曲面零件时，一次装夹无法完成整个加工过程。为了避免由多次装夹造成的定位误差，需要采用多轴数控机床进行加工。本文提出一种刀具轨迹优化算法——改进的等距偏置法，将其嵌入到SIEMENS NX软件中，并应用VERICUT软件进行五轴数控加工整体叶轮的加工仿真。该算法既保证了刀具轨迹的分布均匀，又提高了加工效率。
　　论文针对典型的复杂曲面零件即整体叶轮，进行加工效率优化和机床加工仿真的研究。首先通过将基本算法进行结合的思路，提出了一种新的算法，对SIEMENS NX进行二次开发，在其加工模块中应用改进的等距偏置法进行刀具轨迹编辑；然后通过优化设计方法对刀具轨迹的加工效率进行了验证；最后通过后置处理生成数控程序导入到VERICUT中进行虚拟机床仿真，验证了刀具轨迹优化算法在叶轮加工中的可行性。通过刀具轨迹优化算法及仿真试验，改善了复杂曲面零件的加工，对实际生产有指导意义。

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第一章 绪论

1.1 多轴数控加工

1.2 国内外发展现状

1.3 数控加工仿真技术的应用前景

第二章 改进的等距偏置法

2.1 NURBS 方法简述

2.2 NURBS曲线曲面方程

2.3 NURBS曲线曲面矩阵方程

2.4 NURBS曲线曲面的拟合和节点矢量的计算

2.5 SIEMENS NX中整体叶轮的建模

2.6 等距曲线和等距曲面的求法

2.7 刀轨路径间距的计算

2.8 改进的等距偏置法的算法流程

2.9 改进的等距偏置法在SIEMENS NX中的实现

2.10 切削效率比较

2.11 本章小结

第三章 基于SIEMENS NX整体叶轮的刀具轨迹编辑

3.1 SIEMENS NX中整体叶轮加工的工艺过程

3.2 基于SIEMENS NX 刀具轨迹的生成

3.3 基于SIEMENS NX后置处理生成数控加工程序

3.4 本章小结

第四章 基于VERICUT整体叶轮数控加工仿真

4.1 基于VERICUT整体叶轮虚拟机床仿真步骤

4.2 VERICUT项目树的建立

4.3 VERICUT数控加工仿真

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢