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《南京航空航天大学》 2005年
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高速铣削数控编程基础算法的研究与实现

孙全平  
【摘要】:高速切削是先进制造技术领域国内外学者研究的热点,具有传统数控加工无可比拟的优势。目前,该技术在欧、美、日国家已广泛使用,而在我国研究高速切削技术起步较晚,基础技术比较薄弱,尤其在切削机理、加工工艺、刀具新材料、数控等具有知识产权的技术方面,与国外相比,仍有较大差距。为此,本文结合国家和省级科研项目,对高速铣削加工数控编程技术进行了研究,取得了以下创新性成果。 1.研究了高速切削的编程策略,提出并实现了支持高速铣削加工的摆线刀轨生成算法,所生成的加工刀轨去除材料范围大、切削高硬材料性能好。 2.在研究传统识别加工残区粗加工算法的基础上,提出并实现了适合高速铣削自识别加工残区的粗加工环切刀轨生成算法,能有效延长刀具寿命、降低主轴振动、精简工序、提高型腔加工生产率。 3.借鉴高速公路“立交桥”匝道的设计思想,提出并实现了适合高速铣削加工的“立交桥”弯道精加工刀轨生成算法。 4.结合 NURBS 的曲线优势,提出并实现了面向复杂曲面的 3 轴联动高速铣精加工可变行距的螺旋线与 Zigzag 混合刀轨优化算法。 5.在分析研究 5 轴加工刀轨生成算法的基础上,提出并实现了用 5 次 NURBS直纹面拟合原加工刀轨面的局部防过切 5 轴联动铣削加工刀轨生成算法,该算法保证了全程刀位曲线的 C2连续性。 在上述研究成果的基础上,开发出了高速铣削自动编程原型系统,已在多个工程实例中应用,取得了满意的效果。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG547

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张威;复杂曲线曲面位模式插补算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 布光斌;铝合金整体叶轮数控铣削加工增效关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 李军利;镍基高温合金整体叶轮高效加工应用基础研究[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 朱明;基于ACIS的非圆曲面磨削自动编程关键技术的研究与实现[D];南京航空航天大学;2005年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张飘,刘小明;高速公路互通式立交选型考虑因素[J];公路交通科技;1999年03期
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3 王清辉,廖文和,刘壮,周儒荣;五坐标数控加工刀位轨迹及其干涉检查的算法研究[J];航空学报;1997年03期
4 林晓星,杜全文,许建新;特征与CAD/CAPP/CAM集成系统[J];计算机辅助设计与制造;1998年05期
5 庄海军,周儒荣,安鲁陵,周来水;实体模型的三轴数控粗加工刀轨生成算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年01期
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7 任军学,张定华,史耀耀,田荣鑫;离心叶轮的小摆角五坐标数控加工方法研究[J];机械科学与技术;2004年03期
8 许建新,张铁昌;面向集成制造系统的零件特征建模技术[J];机械科学与技术;1997年01期
9 张凤军,刘华明,孙春华,任秉银;面向并行CAD/CAM集成的特征建模技术的研究[J];机械设计;2000年01期
10 章易程,朱益红;面向制造的零件结构特征设计的实用技术[J];机械设计;2003年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张威;复杂曲线曲面位模式插补算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 布光斌;铝合金整体叶轮数控铣削加工增效关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 李军利;镍基高温合金整体叶轮高效加工应用基础研究[D];上海交通大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜香梅;;淬硬模具钢的高速铣削加工[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年01期
2 刘英义;藏洁;宋波;;凹模裂纹的成因及其防止措施[J];鞍山科技大学学报;2006年02期
3 王立新;李国伟;陈琰;;球头刀铣削屏凸模表面运动轨迹优选的实验研究[J];安阳工学院学报;2006年04期
4 何新英;刘晓红;;高职高专数控专业教学改革初探[J];安阳工学院学报;2006年06期
5 高韶坤;艾建军;陈晨;;“小人走路”法判断尺寸链的增减环[J];保定职业技术学院;2006年02期
6 黄泽华;王小椿;蔡永林;;五坐标数控铣削加工刀具扫描体的求解[J];北京交通大学学报;2010年01期
7 樊文刚;王小椿;;快速进给铣刀五坐标端铣加工刀位计算[J];北京交通大学学报;2010年01期
8 王成伟,姚云;一种保凸均匀二次B样条插值曲线[J];北京服装学院学报;1999年02期
9 黄宗文;人体三维模型的计算机生成与体型分析[J];北京服装学院学报;1996年02期
10 王继群;赵世英;;基于逆向工程技术应用及研究[J];北京工业职业技术学院学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何庆;桂贵生;仓公林;;HSM机床选配性分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 张冲;汪方宝;;高效数控加工技术应用研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 许凌云;;高速切削加工技术及应用[A];“绿色制造 质量管理”——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2011年会论文集[C];2011年
4 乐英;;NURBS曲线数控加工中双圆弧逼近算法的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 胡志明;王仲奇;康永刚;韩洁;;基于知识重用的飞机装配型架设计研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 韩伟锋;李凤远;陈启伟;;基于局域网平台运用CATIA V5进行三维协同设计[A];第二届隧道掘进机(盾构、TBM)专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年
7 郝卫昭;;基于CATIA的型架优化设计[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年
8 李森;;波音737德州星精加工技术的研究与应用[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年
9 赵强;徐舟;付名伟;宁雄;李孝锋;;电火花加工小孔、深孔转机械加工工艺研究[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年
10 王艺玮;郑联语;蔡志为;;飞机翼盒水平装配柔性夹具设计与验证研究[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年
2 陆济湘;三维物体建模和场景构造技术研究[D];华中科技大学;2010年
3 陈军;曲线曲面的几何约束造型与近似合并[D];浙江大学;2010年
4 沈莞蔷;CAD中变次数B样条的理论及其应用研究[D];浙江大学;2010年
5 宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
6 李大奇;叶片双面磨抛系统及路径规划研究[D];吉林大学;2011年
7 闫光亚;永磁直线同步电机自抗扰控制系统及实验研究[D];华中科技大学;2011年
8 王保民;电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D];兰州理工大学;2009年
9 沈春根;高速加工工具系统的动力学特性及应用基础研究[D];江苏大学;2011年
10 乔阳;高效切削粉末冶金高温合金的加工性研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柯烈强;航空框类结构件铣削加工残余应力抑制策略研究[D];安徽工程大学;2010年
2 王庆牛;煤系地层三维地质建模及可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 李新;逆向工程模型重构及工程应用若干问题的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 顾之宇;自动钻铆系统的模块化设计及其实现方法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 毛晓捷;面向鞋楦自由曲面工件的柔性夹具设计方法研究与应用[D];浙江理工大学;2010年
6 纪晓俊;有理贝齐尔曲线对回旋线的逼近[D];郑州大学;2010年
7 周建军;虚拟样船快速建模方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 宋庭科;PCBN刀具车削镍基高温合金切削性能研究[D];大连理工大学;2010年
9 薛晓云;多岛屿型腔数加工中的刀具序列规划[D];大连理工大学;2010年
10 胡培;切削过程中工件材料绝热剪切敏感性研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘大响,程荣辉;世界航空动力技术的现状及发展动向[J];北京航空航天大学学报;2002年05期
2 王丹;陈志同;陈五一;;五轴加工中非线性误差的检测和处理方法[J];北京航空航天大学学报;2008年09期
3 胡平旺,徐家文,云乃彰;带冠整体叶轮通道间数控电解加工方法研究[J];电加工与模具;2003年01期
4 干为民,徐家文;五轴联动数控展成电解磨削整体叶轮的控制方法[J];东南大学学报(自然科学版);2002年02期
5 孙全平,廖文和;叶轮曲面5轴高速铣加工刀轨生成算法[J];东南大学学报(自然科学版);2005年03期
6 江燕,赵新;数控编程系统的研究[J];电子机械工程;2000年02期
7 丁立铭;21世纪航空制造技术将发生质的飞跃——谈高推重比发动机的关键制造技术(上)[J];国际航空;2002年01期
8 方昌德;瞄准前沿技术 领先世界水平——谈美国航空推进系统的关键技术[J];国际航空;2002年05期
9 阮景奎;柯映林;杨勇;;高速铣削合金铸铁时锯齿状切屑形成的有限元模拟[J];工具技术;2006年04期
10 孙春华,陈皓晖,刘华明;复杂曲面整体叶轮CAD/CAM技术研究[J];高技术通讯;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 杨长祺;复杂曲面多轴加工的高精度、高效率数控编程系统研究[D];重庆大学;2004年
2 张臣;数控铣削加工物理仿真关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
3 王素玉;高速铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2006年
4 刘志新;高速铣削过程动力学建模及其物理仿真研究[D];天津大学;2006年
5 孟书云;高精度开放式数控系统复杂曲线曲面插补关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 许鸿昊;拉伸装夹高速铣削钛合金的疲劳特性研究[D];南京航空航天大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王军;闭式整体叶轮数控电解加工工艺试验研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 杨旭东;数控车削加工自动编程系统关键技术的研究与实现[D];南京航空航天大学;2003年
3 刘洪泳;四轴伺服运动控制卡的研制[D];南京航空航天大学;2004年
4 单晨伟;叶片类零件螺旋铣削切触点轨迹规划问题研究[D];西北工业大学;2004年
5 李亮;薄壁零件的加工振动分析与加工工艺研究[D];南京航空航天大学;2005年
6 张学超;闭式整体叶盘切触点规划及刀轴矢量研究[D];西北工业大学;2006年
7 麻春英;复杂曲面零件三维CAD模型构造方法的研究[D];大连理工大学;2006年
8 李洪江;球头铣刀铣削力建模及仿真关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 吴大中;五轴联动数控加工非线性误差控制及后置处理[D];上海交通大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 吴建强;黄云;黄智;杨春强;;船用螺旋桨叶片砂带磨削加工自动编程技术研究[J];工具技术;2010年10期
2 程耀楠;左殿阁;陈天启;霍亭宇;万泉;;复合铣整体叶盘通道加工工艺规划分析[J];航空精密制造技术;2015年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 曹德芳;凸轮轴数控磨削工艺智能应用系统的研究与开发[D];湖南大学;2012年
2 林森;高强钢车铣加工中工件温度场建模与试验研究[D];华中科技大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴建强;船用螺旋桨叶片四坐标数控砂带磨削自动编程技术的研究[D];重庆大学;2011年
2 曹晖;基于KBE的凸轮轴数控磨削自动编程系统的研究与开发[D];湖南大学;2010年
3 刘宇晗;基于PMAC的马鞍形焊接系统的研究与开发[D];华中科技大学;2012年
4 苏鹏飞;基于OMAP3530的实时Linux数控系统软件设计与研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 刘奇;五轴联动数控加工后置处理技术及高速切削仿真技术的研究[D];南京理工大学;2014年
6 安硕;开式整体叶盘通道高效复合铣加工工艺优化研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
7 乔帅;超硬刀具车削高温合金过程热力耦合特性的研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
8 杨辉军;基于等磨损约束的枞树型轮槽铣刀几何参数优化[D];兰州理工大学;2014年
9 张玮;高温合金高效磨削用热管砂轮的研制[D];南京航空航天大学;2014年
10 曲云松;基于切削力的镍基高温合金曲面高速铣削工艺参数优化研究[D];大连理工大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 郭连水,宋建平,戴约真;基于特征的参数化设计方法[J];航空学报;1994年10期
3 宋建平,郭连水,戴约真;特征造型中的尺寸公差模型及其实现[J];航空学报;1994年10期
4 牟欣,刘晓云,张日敏;自由曲面数控粗加工的一种新方法[J];华中理工大学学报;1995年06期
5 闫光荣,赵罡,雷毅,朱心雄;应用构形空间理论处理自由曲面加工的干涉问题[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年01期
6 范玉鹏,冉瑞江,唐荣锡;雕塑曲面型腔粗加工刀位轨迹生成算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1998年03期
7 李佳,徐燕申,彭泽民;集成CAD/CAM中扭曲直纹面的误差及其控制[J];计算机辅助设计与图形学学报;1998年05期
8 李蔚,章易程,李金华;零件-设备特征匹配的信息描述方法[J];计算机集成制造系统-CIMS;2002年12期
9 杨勇生,王珉,朱纪军;组合曲面NC加工中刀具干涉的检查方法[J];江苏理工大学学报;1997年02期
10 于源,卢军,王小椿;自由曲面测量中曲面匹配的建模及算法分析[J];机械科学与技术;2001年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄登红;高速铣削及其加工策略探讨[J];长沙航空职业技术学院学报;2003年04期
2 黄登红,王建平;高速铣削及其加工策略探讨[J];组合机床与自动化加工技术;2004年05期
3 康炳勋 ,夏新涛;在高速铣削中如何合理制订工艺路线[J];机械工人.冷加工;2004年07期
4 许志弘,刘勇;高速铣削加工表面质量实验研究[J];机械;2005年S1期
5 陈光明;高速铣削与模具制造[J];机床与液压;2005年09期
6 马强,侯涛;B°型槽的高速铣削加工工艺分析与仿真研究[J];中州大学学报;2005年01期
7 胡金平;;超高速铣削表面特征的研究[J];机械设计与制造;2006年05期
8 张志鹏;张志刚;;模具高速铣削工艺及应用实例[J];模具制造;2006年10期
9 陆名彰;曾湘黔;胡忠举;宋昭祥;刘平;;超高速铣削及其在高硬度钢加工中的应用[J];机械设计与制造;2006年10期
10 李沪曾;王逸;张冲;汪方宝;;薄壁整体结构件的高速铣削[J];同济大学学报(自然科学版);2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 王义强;郭宏伟;;不锈钢高速铣削表面质量实验研究[A];增强自主创新能力 促进吉林经济发展——启明杯·吉林省第四届科学技术学术年会论文集(上册)[C];2006年
2 秦哲;王成勇;周莉;胡映宁;林一松;;模具制造中的高速铣削技术[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
3 吴欣;张柳;徐锋;;钛合金零件高速铣削刀具磨损的试验研究[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
4 解希娟;;高速铣削机器人在模具制造中的应用[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
5 杨斌;徐九华;傅玉灿;耿国盛;苏林林;;钴基高温合金的高速铣削试验研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
6 张帅;徐九华;葛英飞;傅玉灿;边卫亮;;SiC_p/Al复合材料高速铣削耐用度及工艺优化研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
7 肖军民;;3Cr2Mo模具钢高速铣削力数学模型的研究[A];首届珠中江科协论坛论文集[C];2011年
8 贾秀杰;王成武;邵子东;李剑锋;孙杰;;铝合金高速铣削过程切屑成形机制研究[A];全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋清华;高速铣削稳定性及加工精度研究[D];山东大学;2009年
2 周瑞;薄壁零件高速铣削过程中非线性振动的研究[D];北京工业大学;2013年
3 许鸿昊;拉伸装夹高速铣削钛合金的疲劳特性研究[D];南京航空航天大学;2008年
4 周忆;超高速铣削加工技术研究[D];重庆大学;2004年
5 耿国盛;钛合金高速铣削技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 陈英;模具高速铣削刀具轨迹规划与工艺参数优选技术的研究[D];吉林大学;2012年
7 孙全平;高速铣削数控编程基础算法的研究与实现[D];南京航空航天大学;2005年
8 周莉;高性能石墨高速铣削加工研究[D];广东工业大学;2007年
9 张忠松;自由曲面高速铣削工艺规划与自主决策技术[D];吉林大学;2011年
10 刘鹏;超硬刀具高速铣削钛合金的基础研究[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王宇飞;高速铣削的宏程序研究与应用[D];重庆理工大学;2009年
2 程操宇;高速铣削的工艺技术研究[D];吉林大学;2007年
3 王玉;模具高速铣削的工艺参数研究[D];吉林大学;2007年
4 王春晖;模具高速铣削智能工艺决策技术研究[D];吉林大学;2008年
5 刘胤;弱刚度结构件的高速铣削及变形控制技术研究[D];南京理工大学;2008年
6 徐熙庆;高速铣削稳定性预测及软件开发[D];山东大学;2010年
7 陈建满;高速铣削表面形貌的仿真与实验研究[D];南京航空航天大学;2002年
8 王金珑;模具高速铣削数据库[D];广西大学;2006年
9 吴卉;基于生产数据的高速铣削综合评价模型的研究[D];南京理工大学;2006年
10 付敏;高速铣削铝合金加工技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2004年
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