摘 要

數控技術和數控裝備是機械制造業(yè)的重要基礎，是一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水

平的重要標志之一。本文研究主題是復雜曲面的數控加工技術，通過對復雜曲

面數控加工過程中的各項關鍵技術分析，重點研究以下四個方面的問題：工程

圖表的數學處理；復雜五軸數控加工程序的編制；高速加工技術的應用和五軸

數控加工后置程序的開發(fā)。對測量得到復雜曲面零件的圖表數據進行了數學處

理，使之能夠滿足數控加工的需要；以五軸聯(lián)動數控加工作為復雜曲面零件高

效的制造方法，闡述了五軸數控加工所涉及的關鍵技術，其中包括刀具軌跡的

驅動方式和刀具軸線的驅動方式；分析了項目研制雙擺頭五軸聯(lián)動數控加工中

心的結構模型并對其結構誤差進行了測量與補償；研究了五軸數控加工后置處

理程序開發(fā)的方式和過程，對機床結構誤差做出了相應的補償；對典型的復雜

曲面零件一人頭像的數控加工提出了加工方案，并實現(xiàn)了基于典型的CAD／

CAII軟件UG的多軸編程和后置處理程序的開發(fā)，采用合適的刀具軌跡控制方

式，設定適當的刀具軸線控制方法，得到了符合高速加工理念的刀具運動軌跡

和數控加工程序；通過該課題研究，可為五軸聯(lián)動數控加工方案的制定提供了

參考，有利于五軸數控加工技術的應用。

關鍵詞：五軸數控機床；CAM；數控編程；后置處理





Abstract






















目錄
摘要 ----------------------------------------------------------------6
1．1課題研究背景-----------------------------------------------------8
1．2課題目標 ------------------------------------------------------9
1.3課題意義 ------------------------------------------------------10
第2章曲面數據列表數學處理方法的研究 --------------------11
2.1小二乘法及擬合方法 ----------------------------------------11
2．2程數表的第二次數學處理------------------------------------12
2．2.1等參數逼近散發(fā)的方法和特點----------------------------12
2．2．2等步長逼近離散法的方法和特點----------------------13
2．2．3等誤差逼近離散法的方法和特點----------------------15
2．3本章小結 ----------------------------------------------------15
第3章復雜曲面五軸數控加工的研究---------------------------16
3．1五軸數控加工的應用問題 ------------------------------------16
3．2五軸聯(lián)動數控加工編程的關鍵技術 ----------------------17
3．2．1數控編程方法 --------------------------------------------17
3．2．2曲面的加工工藝分析--------------------------------------17
3．2．3五軸數控加工的刀具驅動控制 -----------------------18
3．2．4數控加工刀具的選擇-------------------------------------21
3．3復雜曲面的數控加工誤差分析和補償 ---------------------22
3．3．1五軸數控加工凸曲面時的誤差-------------------------22
3．3．2五軸聯(lián)動數控加工凹曲面時的誤差-------------------26
3．3．3編程影響誤差因素分析補償 --------------------------27
3．4高速加工技術及應用 -------------------------------------32
3．5本章小結 ---------------------------------------------------32
第4章五軸聯(lián)動數控加工后置處理程序開發(fā) ----------------33
4．1后置處理程序的概念 -----------------------------------------33
4.2五軸后處理程序開發(fā)的兩種方法 --------------------------34
4.2.1刀具中心位置編程處理--------------------------------------34
4．2．2旋轉軸中心編程處理RTCP(Rotation Tool Centre)
4. 3五軸機床雙擺頭軸的零點標定和結構誤差的標定 -------34
4．3．1 B軸的零點標定---------------------------------------35
4．3.2 C軸零點標定-----------------------------------------------35
4．3.3C軸軸線和B軸軸線的位置關系的標定--------------36
4．3.4分析數據結果-----------------------------------------------37
4．3．5實驗結果分析如下---------------------------------------38
4．4本章小結 ----------------------------------------------------- 40
第5章五軸數控編程實例
5．1多軸數控機床的結構模型 ----------------------------------------41
5．2五軸數控加工的程序編制 --------------------- -----------42
5．3本章小結 --------------------------------------------- ---------43
第6章總結展望 ------------------------------------------------------44
致謝 ----------------------------------------------- ---------------------- 45