摘 要

數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是機(jī)械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)，是一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化水

平的重要標(biāo)志之一。本文研究主題是復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)，通過對復(fù)雜曲

面數(shù)控加工過程中的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)分析，重點(diǎn)研究以下四個(gè)方面的問題：工程

圖表的數(shù)學(xué)處理；復(fù)雜五軸數(shù)控加工程序的編制；高速加工技術(shù)的應(yīng)用和五軸

數(shù)控加工后置程序的開發(fā)。對測量得到復(fù)雜曲面零件的圖表數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)處

理，使之能夠滿足數(shù)控加工的需要；以五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工作為復(fù)雜曲面零件高

效的制造方法，闡述了五軸數(shù)控加工所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，其中包括刀具軌跡的

驅(qū)動(dòng)方式和刀具軸線的驅(qū)動(dòng)方式；分析了項(xiàng)目研制雙擺頭五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中

心的結(jié)構(gòu)模型并對其結(jié)構(gòu)誤差進(jìn)行了測量與補(bǔ)償；研究了五軸數(shù)控加工后置處

理程序開發(fā)的方式和過程，對機(jī)床結(jié)構(gòu)誤差做出了相應(yīng)的補(bǔ)償；對典型的復(fù)雜

曲面零件一人頭像的數(shù)控加工提出了加工方案，并實(shí)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(shè)定適當(dāng)?shù)牡毒咻S線控制方法，得到了符合高速加工理念的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡

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

參考，有利于五軸數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：五軸數(shù)控機(jī)床；CAM；數(shù)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(biāo) ------------------------------------------------------9
1.3課題意義 ------------------------------------------------------10
第2章曲面數(shù)據(jù)列表數(shù)學(xué)處理方法的研究 --------------------11
2.1小二乘法及擬合方法 ----------------------------------------11
2．2程數(shù)表的第二次數(shù)學(xué)處理------------------------------------12
2．2.1等參數(shù)逼近散發(fā)的方法和特點(diǎn)----------------------------12
2．2．2等步長逼近離散法的方法和特點(diǎn)----------------------13
2．2．3等誤差逼近離散法的方法和特點(diǎn)----------------------15
2．3本章小結(jié) ----------------------------------------------------15
第3章復(fù)雜曲面五軸數(shù)控加工的研究---------------------------16
3．1五軸數(shù)控加工的應(yīng)用問題 ------------------------------------16
3．2五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工編程的關(guān)鍵技術(shù) ----------------------17
3．2．1數(shù)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(shù)控加工的刀具驅(qū)動(dòng)控制 -----------------------18
3．2．4數(shù)控加工刀具的選擇-------------------------------------21
3．3復(fù)雜曲面的數(shù)控加工誤差分析和補(bǔ)償 ---------------------22
3．3．1五軸數(shù)控加工凸曲面時(shí)的誤差-------------------------22
3．3．2五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工凹曲面時(shí)的誤差-------------------26
3．3．3編程影響誤差因素分析補(bǔ)償 --------------------------27
3．4高速加工技術(shù)及應(yīng)用 -------------------------------------32
3．5本章小結(jié) ---------------------------------------------------32
第4章五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)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(zhuǎn)軸中心編程處理RTCP(Rotation Tool Centre)
4. 3五軸機(jī)床雙擺頭軸的零點(diǎn)標(biāo)定和結(jié)構(gòu)誤差的標(biāo)定 -------34
4．3．1 B軸的零點(diǎn)標(biāo)定---------------------------------------35
4．3.2 C軸零點(diǎn)標(biāo)定-----------------------------------------------35
4．3.3C軸軸線和B軸軸線的位置關(guān)系的標(biāo)定--------------36
4．3.4分析數(shù)據(jù)結(jié)果-----------------------------------------------37
4．3．5實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析如下---------------------------------------38
4．4本章小結(jié) ----------------------------------------------------- 40
第5章五軸數(shù)控編程實(shí)例
5．1多軸數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)模型 ----------------------------------------41
5．2五軸數(shù)控加工的程序編制 --------------------- -----------42
5．3本章小結(jié) --------------------------------------------- ---------43
第6章總結(jié)展望 ------------------------------------------------------44
致謝 ----------------------------------------------- ---------------------- 45