基于NURBS曲面重構(gòu)的加工表面形貌仿真及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、淬硬鋼以其高強(qiáng)度、良好的熱穩(wěn)定性以及耐磨損等優(yōu)良的性能，在汽車模具加工等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用，由于汽車外覆蓋件模具的復(fù)雜性和光順性，要求淬硬鋼模具加工質(zhì)量較高，本文以Cr12MoV模具鋼實(shí)驗(yàn)樣件的加工表面質(zhì)量為研究對(duì)象，對(duì)銑削加工表面形貌展開(kāi)以下研究。
　　首先，針對(duì)球頭銑刀建立了銑削加工幾何模型，剖析表面形貌的形成原理，離散銑削刃為微單元獲取離散點(diǎn)，對(duì)其靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，獲得銑刀插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)、加工傾角等對(duì)離散點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡影

2、響矩陣，并從刀具坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到工件坐標(biāo)系中，獲得了球頭銑刀刃線離散點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程、矩陣方程。
　　然后，基于 NURBS曲面對(duì)工件的自由曲面進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，分析了三種擬合離散點(diǎn)重構(gòu)方法的原理和過(guò)程，提取了刃線離散點(diǎn)，判斷離散點(diǎn)是否參與切削運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，基于定位曲面控制點(diǎn)的曲面重構(gòu)方法，擬合刀刃刃線的離散點(diǎn)，通過(guò)調(diào)整設(shè)定的控制點(diǎn)完成基于NURBS曲面重構(gòu)表面形貌的仿真過(guò)程。
　　其次，修正刀具切削運(yùn)動(dòng)軌跡，研究加工行距、每齒進(jìn)給量

3、、切削深度、加工轉(zhuǎn)速、加工傾角以及曲面曲率對(duì)表面形貌仿真的影響，并基于進(jìn)給方向殘留高度、三維表面十點(diǎn)高度以及表面粗糙度偏離參考基準(zhǔn)的算術(shù)平均值對(duì)表面形貌進(jìn)行定性和定量分析，分析得知進(jìn)給方向曲率對(duì)表面形貌的影響高于行距方向曲率的影響，這是由于進(jìn)給方向曲面曲率變化極易引發(fā)干涉，導(dǎo)致較高的殘差高度引起的。
　　最后，基于實(shí)驗(yàn)法對(duì)Cr12MoV模具鋼樣件進(jìn)行了銑削加工表面形貌實(shí)驗(yàn)研究，以及從粗糙度角度給出了定量分析，驗(yàn)證了表面形貌仿真各個(gè)