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基于加工误差的轮毂数字化抛光轨迹生成研究

作　者: 何洋
导　师: 吴昌林
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 汽车轮毂抛光轨迹生成型值点误差补偿
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 70次
引　用: 5次
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内容摘要

铝合金汽车轮毂抛光由于曲面的复杂性和多样性,以及抛光轮毂表面存在的误差和所用抛光工具的特殊性,普通机械加工方式难于加工,采用数控加工中刀具轨迹的生成方法并不能满足轮毂抛光加工的要求。本文在已有研究成果的基础上,进一步探讨了汽车轮毂抛光中磨头轨迹生成方法与误差的工艺补偿方式。本文首先分析了常见复杂曲面抛光方法的局限性,分析了国内外汽车轮毂抛光方法的不足,介绍了数控加工中刀具的轨迹生成方法,讨论了轮毂复杂曲面机械抛光方法和机床自由度的设计方案。通过大量的论证与实验工作,提出了轮毂表面型值点的提取方法,并对型值点的误差和磨头的弹性变形进行了分析。根据实验,总结了型值点误差与弹性变形的工艺补偿方法。建立了具有弹性变形特征的磨头刀具模型,在分析常见走刀模式的基础上,规划了适合于轮毂抛光加工的走刀模式,并基于等残留高度法规划了轮毂抛光中行距的控制方法。根据提取到的型值点进行轨迹插值和细分,生成了优化后的轮毂抛光轨迹。讨论了磨头走刀轨迹的逼近方法,对机床机构进行了正逆求解,给出了相关公式。本文详细介绍了编程实现软件的功能原理和架构,阐述了利用Visual C++ Open GL进行可视化实现的方法,建立了轮毂抛光轨迹数据库。最后介绍了硬件控制系统的结构和主要电路。实验证明,该方案可满足汽车轮毂抛光的各项指标和要求,所加工轮毂经厂方检测符合技术要求,加工效率远远大于人工抛光。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题的来源、目的和意义  8-9
  1.2 常用复杂曲面抛光方法  9-10
  1.3 铝合金汽车轮毂抛光国内外研究现状  10-11
  1.4 刀具轨迹生成技术研究现状  11-13
  1.5 本文研究的主要内容  13-14
  1.6 本章小结  14-15
2 轮毂抛光误差与工艺补偿分析  15-27
  2.1 轮毂抛光方法分析  15-19
  2.2 型值点的提取与误差分析  19-23
  2.3 型值点误差的工艺补偿  23-26
  2.4 本章小结  26-27
3 轮毂自由曲面的轨迹规划算法  27-45
  3.1 磨头模型建立  27-28
  3.2 轮毂曲面加工磨头轨迹规划  28-34
  3.3 型值点的插值与细化  34-38
  3.4 磨头走刀轨迹的控制方法  38-40
  3.5 机床机构正逆求解  40-44
  3.6 本章小结  44-45
4 轮毂自由曲面加工轨迹的生成  45-61
  4.1 软件编程实现  45-51
  4.2 轨迹的可视化  51-54
  4.3 轮毂轨迹数据库建立  54-55
  4.4 硬件系统设计  55-60
  4.5 本章小结  60-61
5 应用实例  61-64
  5.1 实例  61-64
6 总结与展望  64-66
  6.1 总结  64
  6.2 展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-69

基于加工误差的轮毂数字化抛光轨迹生成研究

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