飞机结构件槽腔特征数控编程技术的研究与实现

论文摘要

基于特征的数控编程是数控编程技术发展趋势之一,是制造企业实现CAD/CAPP/CAM集成的重要环节。本文针对飞机结构件的特点,研究基于特征的快速数控编程技术,实现飞机结构件零件中槽腔特征数控编程的功能,主要研究内容如下:1)归纳总结了飞机结构件槽腔特征的特点,以子特征的方式描述槽腔特征,将槽腔特征拆分为底面子特征、侧面子特征及转角子特征,并定义各子特征的几何信息和加工工艺信息的格式。在集成特征识别输出的特征列表和CAPP输出加工工艺信息的基础上,实现了槽腔特征加工刀轨的自动生成;2)针对槽腔底面子特征的数控编程,在原有的平面铣基础上,结合以刀轨路径最短为优化目标,开发出底面子特征刀轨生成算法。此方法根据槽腔铣削第一刀总为槽铣的事实,将槽腔铣削分为不同的区域,用不同的无颤振铣削参数驱动数控刀轨的生成;3)针对槽腔转角子特征的数控编程,应用插铣方式,并给出插铣刀轨生成算法。通过计算确定合理的刀轴方向和加工区域,实现了槽腔转角残留区域高效、无过切的加工;4)基于上述研究,在CATIA平台上开发出槽腔特征刀轨生成模块,并将其集成到基于特征的数控编程系统中,应用于某航空企业。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数控编程技术概述
• 1.2 基于特征的数控编程技术研究现状
• 1.3 课题来源
• 1.4 论文主要研究内容和结构安排
• 第二章 飞机结构件基于特征数控编程技术的研究
• 2.1 飞机结构件概述
• 2.2 飞机结构件加工特征归纳
• 2.3 基于特征的数控编程系统框架
• 2.3.1 基于特征的数控编程系统总体框架
• 2.3.2 系统处理流程
• 2.4 槽腔特征数控编程刀轨生成实现途径
• 2.5 本章小结
• 第三章 槽腔特征数控编程模块的框架与流程
• 3.1 概述
• 3.2 数控编程中槽腔特征的描述
• 3.2.1 底面子特征几何拓扑信息定义
• 3.2.2 侧面子特征几何信息定义
• 3.2.3 转角子特征几何信息定义
• 3.2.4 子特征加工工艺信息定义
• 3.3 槽腔特征数控数控刀轨的生成流程
• 3.3.1 底面子特征数控刀轨生成流程
• 3.3.2 侧面子特征数控刀轨生成流程
• 3.3.3 转角子特征加工刀轨生成流程
• 3.4 本章小结
• 第四章 槽腔特征底面子特征数控编程技术
• 4.1 概述
• 4.2 动力学数控加工稳定性条件
• 4.3 铣削宽度的变化
• 4.4 无颤振修正的底面子特征加工刀轨生成
• 4.4.1 无颤振刀轨生成原理
• 4.4.2 CATIA 平面铣刀轨提取与分析
• 4.4.3 经优化的底面子特征加工刀轨生成
• 4.5 本章小结
• 第五章 槽腔特征转角子特征数控编程技术
• 5.1 概述
• 5.2 走刀路线规划和刀位轨迹计算
• 5.2.1 刀轴方向和加工区域的确定
• 5.2.2 插铣刀位轨迹计算
• 5.2.3 去除冗余刀位点
• 5.2.4 过切与欠切处理
• 5.3 本章小结
• 第六章 槽腔特征数控编程模块的实现
• 6.1 系统开发环境和开发工具
• 6.2 特征加工数控编程模块框架
• 6.3 槽腔特征数控编程功能的实现
• 6.4 底面子特征优化刀轨生成的实现
• 6.5 转角子特征插铣加工功能的实现
• 6.6 应用效果及评价
• 6.7 本章小结
• 第七章 总结和展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 攻读硕士学位期间参加的主要科研工作