基于NURBS插補(bǔ)方法的子午線輪胎模具五軸數(shù)控編程.pdf

1、輪胎模具是汽車工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。輪胎花紋復(fù)雜、型號(hào)眾多，這使輪胎模具的加工難度增加，應(yīng)用傳統(tǒng)的制造方法難度大、周期長(zhǎng)，加工精度難以保證，而隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，輪胎模具設(shè)計(jì)與加工逐步進(jìn)入以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和數(shù)控加工為主的新階段。目前的數(shù)控系統(tǒng)大多以直線、圓弧插補(bǔ)為主，而基于NURBS曲線生成NC代碼的插補(bǔ)方法，目前僅僅只限于三軸數(shù)控。利用直線、圓弧插補(bǔ)方法生成復(fù)雜曲面零件的刀具路徑源文件（CLSF）和NC文件的缺點(diǎn)

2、是：數(shù)據(jù)量龐大，加工效率低，曲面光滑度欠缺，刀具運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)速度突變等的現(xiàn)象。本文以子午輪胎模具復(fù)雜曲面的加工為研究對(duì)象，開(kāi)發(fā)了基于NURBS曲線插補(bǔ)方法的五軸數(shù)控編程程序。主要研究?jī)?nèi)容如下： ⑴研究了子午線輪胎模具的結(jié)構(gòu)，NURBS曲線理論以及UG/GRIP二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。NURBS曲線作為STEP標(biāo)準(zhǔn)中定義自由曲線的唯一表示方法，不僅能精確統(tǒng)一地表示標(biāo)準(zhǔn)解析曲線和自由曲線，且在曲線擬合上比其它樣條曲線更具有一般性，精度更高，零

3、件曲面光滑度更好。 ⑵基于UG/NX4通用軟件，開(kāi)發(fā)了子午線輪胎模具的建模程序。 ⑶三軸數(shù)控信息的提取。其中包括直線、圓弧插補(bǔ)的刀軌顯示，CLSF文件和NC文件數(shù)據(jù)量的計(jì)算，三軸NURBS形式的CLSF文件控制點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)矢量信息提取。 ⑷三軸數(shù)控到五軸數(shù)控的信息轉(zhuǎn)換。其中包括了轉(zhuǎn)換過(guò)程中的算法，加工曲面法矢信息的獲取，具有NURBS曲線格式的五軸數(shù)控CLSF文件的生成，雙旋轉(zhuǎn)軸和雙NURBS曲線的后處理，具有一般形

4、式和雙NURBS形式的五軸NC文件生成，NURBS刀軌的顯示等。其中雙旋轉(zhuǎn)軸形式以AB兩軸為例子，機(jī)床以雙擺頭五軸數(shù)控機(jī)床為例子。雙NURBS曲線建立在加工零件曲面的法矢上，兩條NURBS曲線的間距為一定值。 ⑸利用開(kāi)發(fā)程序?qū)崿F(xiàn)了基于NURBS插補(bǔ)方法的輪胎模具五軸數(shù)控編程。 ⑹基于NCVIEW軟件的五軸數(shù)控仿真。在生成相應(yīng)的NC代碼后，利用仿真軟件NCVIEWER進(jìn)行刀軌仿真，仿真結(jié)果真實(shí)可靠，而且這樣的NC代碼的數(shù)據(jù)