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试议组合型腔多工序数控铣削中刀具组合优化工作

收藏本文 2024-03-18 点赞:7776 浏览:25124 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着现代加工技术的快速进展及高速数控加工中心的广泛运用,典型型腔的多工序加工刀具组合的合理选择将在一定程度上影响加工效率和成本。但是,无论是国内还是国外的CAD/CAM软件仍然需要由操作者进行刀具的设置、加工方式的选择以及加工参数的设置,这将对操作者的经验提出更高的要求。由此,在产品生产前就对工艺进行优化或优选,可以有效地提升数控加工的生产效率。数控加工工艺优化包括切削参数的优化、刀具组合优化、生成刀轨路径的优化等方面。切削参数的优化和生成刀轨路径的优化方面已有大量的探讨,且现在的CAM软件中已有丰富的走刀方式可供选择。在此基础上,本论文重点探讨了2D型腔和3D型腔在走刀方式和刀具组合方面的优选及优化不足,并通过实例进行说明和验证。本论文在MasterCAM软件的2D加工方式——挖槽加工的8种走刀方式的比较探讨基础上,总结出简单2D型腔走刀方式的选择原则。对于不同的2D型腔的加工,应该选择不同的加工方式,以提升加工效率。针对不同的型腔和所利用的刀具特点,选择合适的下刀方式,以提升刀具的利用寿命和保证工件的加工精度。在前人关于刀具序列优化策略探讨的基础上,通过对加工区域描述,确定可行刀具集以及刀具筛选计算策略,缩小了刀具组合优选的范围。利用CAM软件进行刀具组合加工时间的仿真比较,最后得到优化的刀具组合。在设定加工余量相同的前提下,提出采取分区域加工的方式进行刀具组合优化策略,有效减少可行刀具的数量,提升了优化速度。通过曲面挖槽粗加工、插铣法的特点比较,浅析了3D型腔的粗加工策略的优选原则,以及精加工的优选策略。通过层切法提取加工层的几何约束,利用搜索层的合并计算、刀具结构和工艺约束等条件,确定3D型腔的粗加工可行刀具集。提出一种刀具组合的优选策略,并利用CAM软件进行仿真计算,对各组刀具组合的加工总时间进行比较,得到优化的刀具组合。实例探讨证明,利用刀具组合有效性模型能剔除一些冗余刀具,缩小了优选刀具的范围,具有一定的积极作用。关键词:数控加工论文型腔论文刀具组合论文走刀方式论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-11

    第1章 绪论11-21

    1.1 课题来源及探讨作用11-12

    1.2 现造技术的特点12-16

    1.2.1 数控机床的近况和进展走势13-15

    1.2.2 CAD/CAM技术进展情况15-16

    1.3 国内外探讨近况16-19

    1.4 本论文的内容与结构19-20

    1.5 本章小结20-21

    第2章 数控铣切削刀具及切削参数选择21-32

    2.1 数控铣切削刀具的选择原则21-27

    2.1.1 铣刀材质的选择22-24

    2.1.2 铣刀几何参数的选择24-27

    2.2 切削用量的选择原则27-29

    2.2.1 切削三要素的影响27

    2.2.2 17铣削要素的定义和计算27-29

    2.3 铣削方式的选择策略29-30

    2.3.1 周铣法29-30

    2.3.2 端铣法30

    2.4 本章小结30-32

    第3章 2D型腔数控铣削走刀方式优选32-45

    3.1 粗加工进刀方式优选33

    3.2 切入切出方式33-34

    3.3 2D型腔走刀方式比较34-43

    3.3.1 走刀方式比较35-43

    3.3.2 走刀方式的选择原则43

    3.4 本章小结43-45

    第4章 2D型腔粗加工刀具组合优化45-60

    4.1 加工区域描述46-48

    4.2 刀具组合48-50

    4.2.1 可行刀具集的确定48-49

    4.2.2 刀具组合种类49-50

    4.3 加工时间50-51

    4.3.1 加工时间的计算50

    4.3.2 换刀时间50-51

    4.3.3 重复切削时间51

    4.4 刀具筛选51-53

    4.4.1 刀具加工能力的估算51

    4.4.2 冗余刀具的判别规则51-52

    4.4.3 刀具组合有效性浅析模型52-53

    4.4.4 刀具组合有效性的计算53

    4.5 刀具组合有效性筛选实例53-59

    4.5.1 可行刀具集的确定53-55

    4.5.2 不同刀具加工区域确定55-56

    4.5.3 刀具组合有效性筛选结果浅析56

    4.5.4 刀具组合优化56-59

    4.6 本章小结59-60

    第5章 3D型腔2.5轴加工的走刀方式优选60-67

    5.1 3D型腔加工策略优选60-62

    5.1.1 曲面粗加工走刀方式优选60-61

    5.1.2 曲面精加工走刀方式优选61-62

    5.2 3D型腔加工方式优选实例62-66

    5.3 本章小结66-67

    第6章 3D型腔的刀具组合优化67-76

    6.1 3D型腔刀具选择的几何约束67-68

    6.1.1 搜索层优化合并算法68

    6.2 基于最短加工时间的刀具组合优化算法68-70

    6.3 3D型腔刀具组合优化实例70-75

    6.4 本章小结75-76

    总结和展望76-77

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