复杂异形螺旋曲面无瞬心包络铣削理论及应用技术研究

【摘要】：本论文针对石油、化工机械领域螺杆泵、螺杆钻具转子的螺旋曲面切削加工问题，在国内首次提出了应用盘铣刀的无瞬心包络铣削加工方法。文中从理论上建立刀具与工件之间包络运动关系和精度分析模型；由计算机仿真技术预测了加工精度并进行了软件补偿；用实际加工样件检验数据来验证模型建立和程序设计的正确性。满足了生产实际的要求。 文中建立了截面和空间两种无瞬心包络铣削条件下的刀具与工件包络运动轨迹数学模型，并分析了它们产生加工误差的原因，在此基础上分析确定了截面无瞬心包络铣削所用刀尖及工艺参数的使用范围。 应用计算机仿真技术，模拟刀具按已有的数控程序设计的轨迹运动，得到虚拟的工件廓形，分析其误差规律，即可验证误差产生的理论分析结果，又能预测程序的编制精度，针对不同的误差产生机理，采取对应的误差软件补偿方案，提高程序的设计精度。 本文首次提出了在极坐标数控机床上阿基米德插补曲线的生成机理、规律和插补误差计算方法，为更好地使用阿基米德插补曲线打下了基础。 本文在国内首次建立了空间无瞬心包络铣削螺旋曲面刀具与工件相对运动轨迹的数学模型，建立刀具轨迹与工件廓形及啮合点之间的解析关系模型，它包含了编制数控程序所需的全部信息，按此模型设计的数控刀具轨迹具有较高的精度，能够满足各种刀具和工艺参数条件下的精确切削要求。