毕业论文设计 复杂曲面的数控加工技术研究及应用.doc

摘 要

数控技术和数控装备是机械制造业的重要基础，是一个国家工业现代化水

平的重要标志之一。本文研究主题是复杂曲面的数控加工技术，通过对复杂曲

面数控加工过程中的各项关键技术分析，重点研究以下四个方面的问题：工程

图表的数学处理；复杂五轴数控加工程序的编制；高速加工技术的应用和五轴

数控加工后置程序的开发。对测量得到复杂曲面零件的图表数据进行了数学处

理，使之能够满足数控加工的需要；以五轴联动数控加工作为复杂曲面零件高

效的制造方法，阐述了五轴数控加工所涉及的关键技术，其中包括刀具轨迹的

驱动方式和刀具轴线的驱动方式；分析了项目研制双摆头五轴联动数控加工中

心的结构模型并对其结构误差进行了测量与补偿；研究了五轴数控加工后置处

理程序开发的方式和过程，对机床结构误差做出了相应的补偿；对典型的复杂

曲面零件一人头像的数控加工提出了加工方案，并实现了基于典型的CAD／

CAII软件UG的多轴编程和后置处理程序的开发，采用合适的刀具轨迹控制方

式，设定适当的刀具轴线控制方法，得到了符合高速加工理念的刀具运动轨迹

和数控加工程序；通过该课题研究，可为五轴联动数控加工方案的制定提供了

参考，有利于五轴数控加工技术的应用。

关键词：五轴数控机床；CAM；数控编程；后置处理





Abstract






















目录
摘要 ----------------------------------------------------------------6
1．1课题研究背景-----------------------------------------------------8
1．2课题目标 ------------------------------------------------------9
1.3课题意义 ------------------------------------------------------10
第2章曲面数据列表数学处理方法的研究 --------------------11
2.1小二乘法及拟合方法 ----------------------------------------11
2．2程数表的第二次数学处理------------------------------------12
2．2.1等参数逼近散发的方法和特点----------------------------12
2．2．2等步长逼近离散法的方法和特点----------------------13
2．2．3等误差逼近离散法的方法和特点----------------------15
2．3本章小结 ----------------------------------------------------15
第3章复杂曲面五轴数控加工的研究---------------------------16
3．1五轴数控加工的应用问题 ------------------------------------16
3．2五轴联动数控加工编程的关键技术 ----------------------17
3．2．1数控编程方法 --------------------------------------------17
3．2．2曲面的加工工艺分析--------------------------------------17
3．2．3五轴数控加工的刀具驱动控制 -----------------------18
3．2．4数控加工刀具的选择-------------------------------------21
3．3复杂曲面的数控加工误差分析和补偿 ---------------------22
3．3．1五轴数控加工凸曲面时的误差-------------------------22
3．3．2五轴联动数控加工凹曲面时的误差-------------------26
3．3．3编程影响误差因素分析补偿 --------------------------27
3．4高速加工技术及应用 -------------------------------------32
3．5本章小结 ---------------------------------------------------32
第4章五轴联动数控加工后置处理程序开发 ----------------33
4．1后置处理程序的概念 -----------------------------------------33
4.2五轴后处理程序开发的两种方法 --------------------------34
4.2.1刀具中心位置编程处理--------------------------------------34
4．2．2旋转轴中心编程处理RTCP(Rotation Tool Centre)
4. 3五轴机床双摆头轴的零点标定和结构误差的标定 -------34
4．3．1 B轴的零点标定---------------------------------------35
4．3.2 C轴零点标定-----------------------------------------------35
4．3.3C轴轴线和B轴轴线的位置关系的标定--------------36
4．3.4分析数据结果-----------------------------------------------37
4．3．5实验结果分析如下---------------------------------------38
4．4本章小结 ----------------------------------------------------- 40
第5章五轴数控编程实例
5．1多轴数控机床的结构模型 ----------------------------------------41
5．2五轴数控加工的程序编制 --------------------- -----------42
5．3本章小结 --------------------------------------------- ---------43
第6章总结展望 ------------------------------------------------------44
致谢 ----------------------------------------------- ---------------------- 45