五轴数控加工技术研究与应用

论文摘要

本文结合DMU 80P五轴铣床验收需要,对五轴加工中的一些关键问题进行了分析与研究,不仅有助于掌握相关关键技术,提高先进制造技术理论水平,也有利于在实际生产中更好地发挥引进机床的重要作用。文章首先分析了DMU 80P五轴铣床的结构特点,在深入了解机床结构和控制系统之后,利用激光干涉仪对机床的精度进行检测。找到机床精度超差的原因并对机床参数进行了调整,使其满足了使用要求。然后根据本机床的特点,对后置处理中机床坐标变换、非线性误差以及进给速度校核与修正等内容进行了分析,提出了相应的解决措施,完善了后置处理工作,并使得引进机床能够达到更好的加工效果。接着对平底立铣刀在旋转两个角度后的加工效果进行了详细的分析。运用空间坐标系仿射坐标变换和空间图形的平面坐标系投影的方法对曲面加工中刀具有效半径和残留高度进行了算法的研究,得到了相关的公式,并用实际加工实验进行了验证。最后,对HEIDENHAIN iTNC 530控制系统五轴精度控制功能进行了理论分析和实际切削实验研究,并总结出精度控制功能的切削实验参数。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 五轴技术
• 1.2.1 五轴技术简介
• 1.2.2 五轴编程
• 1.2.3 多轴数控加工刀位计算方法综述
• 1.3 数控加工后置处理技术
• 1.4 课题来源和课题主要的研究工作
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 DMU 80P五轴机床结构分析与精度检测
• 2.1 DMU 80P五轴机床结构分析
• 2.1.1 机床信息
• 2.1.2 机床结构特性分析
• 2.2 HEIDENHAIN数控系统简介
• 2.2.1 创建与编写程序
• 2.2.2 编程指令
• 2.2.3 典型五轴程序指令分析
• 2.3 机床的精度检测与调整（额定参数）
• 2.4 本章小结
• 第三章 后置处理
• 3.1 五轴联动机床分类
• 3.2 刀具摆动与工作台回转类型的坐标转换的机床结构分析
• 3.2.1 坐标系统及其相互转换
• 3.2.2 DMU 80P机床运动学求解
• 3.3 非线性运动误差分析
• 3.4 五轴加工中进给速度的控制分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 五轴最大切削行距及残留高度的研究
• 4.1 前倾角β对有效半径及残留高度的影响
• 4.1.1 平底立铣刀的有效半径
• 4.1.2 切削行距及残留高度分析
• 4.2 侧倾角α与前倾角β对有效半径及残留高度的综合影响
• 4.2.1 空间坐标系仿射坐标变换
• 4.2.2 空间图形的平面坐标系投影方程
• 4.2.3 平底立铣刀在旋转α角和β角后的有效半径
• 4.2.4 平底立铣刀在旋转α角和β角后切削行距及残留高度分析
• 4.3 切削实验分析
• 4.3.1 刀具直径的确定
• 4.3.2 切削实验
• 4.3.3 切削实验效果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 HEIDENHAIN iTNC 530 控制系统精度控制功能实验研究
• 5.1 精度控制功能简介
• 5.2 CYCL 392 功能的应用研究
• 5.2.1 CYCL 392 指令介绍
• 5.2.2 切削实验分析
• 5.2.3 切削实验条件
• 5.2.4 切削实验结果分析
• 5.3 CYCL 32 功能的应用研究
• 5.3.1 CYCL 32 指令介绍
• 5.3.2 切削实验分析
• 5.3.3 切削实验条件
• 5.3.4 切削实验结果分析
• 5.4 叶轮零件的加工验证
• 5.4.1 叶轮零件的造型
• 5.4.2 叶轮加工程序的生成
• 5.4.3 叶轮加工结果分析
• 5.5 精度控制功能理论分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢