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1、碩士學(xué)位論文集成擺線軌跡的型腔多刀具加工策略研究作者姓名劉建東學(xué)科專業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師王清輝教授所在學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院論文提交日期2018年1月ResearchofmultipletoolspocketmachiningstrategywithintegratingtrochoidaltoolpathADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuJiandongSupervisor：Prof.WangQing-HuiSouthChinaUniversit
2、yofTechnologyGuangzhou,China分類號(hào)：TH16學(xué)校代號(hào)：10561學(xué)號(hào)：201420100244華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文集成擺線軌跡的型腔多刀具加工策略研究作者姓名：劉建東指導(dǎo)教師姓名、職稱：王清輝教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：機(jī)械制造及其自動(dòng)化研究方向：數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造論文提交日期：2018年1月3日論文答辯日期：2018年3月10日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會(huì)成員：主席：張鐵委員：李靜蓉邱志成周雪峰王清輝摘要近年來加工中心已經(jīng)越來越廣泛地使用在工業(yè)制造中，在過往被
3、認(rèn)為是低效率的2.5D型腔的多刀具加工方法，因加工中心的自動(dòng)換刀的實(shí)現(xiàn)，而得到應(yīng)用的可能。而且由于多刀具加工能夠有效地發(fā)揮加工刀具的切削能力，提高切削效率，所以越來越受到重視，目前國(guó)內(nèi)外也有許多的學(xué)者對(duì)此進(jìn)行研究。本文圍繞集成擺線刀軌與環(huán)切刀軌的2.5D型腔多刀具銑削加工策略進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括：（1）提出集成擺線刀軌與環(huán)切刀軌的走刀策略。對(duì)2.5D型腔使用多刀具加工，在型腔的整個(gè)加工過程中，加工刀具在大部分的時(shí)間里均處于銑削窄槽的狀態(tài)。傳統(tǒng)的環(huán)切刀軌在加工窄槽因徑向切深過大而出現(xiàn)刀具負(fù)載過大的情況，而擺線刀軌雖然能夠避免這種情
4、況，但在加工寬闊區(qū)域時(shí)效率比較低下。通過材料去除速率的分析，提出集成擺線與環(huán)切刀軌的走刀策略，并且說明該走刀策略能夠克服擺線刀軌以及環(huán)切刀軌的缺點(diǎn)。（2）提出基于蟻群算法的加工刀具組合選取方法。在多刀具的加工策略中，選取高效的加工刀具組合是一個(gè)關(guān)鍵的問題。本文將該問題轉(zhuǎn)化為有向圖中的最優(yōu)路徑尋找問題，綜合考慮材料去除速率、換刀次數(shù)與刀具的退刀等各種因素的影響，并使用蟻群算法對(duì)之求解，以得出最優(yōu)的加工刀具組合。同時(shí)，所提出的刀具選取策略在兩個(gè)型腔案例上實(shí)施，并通過其他方法進(jìn)行對(duì)比，說明該方法所選取的加工刀具能夠?qū)崿F(xiàn)更為高效的多刀具加
5、工。（3）提出以基于恒定加工安全系數(shù)的自適應(yīng)進(jìn)給速度進(jìn)行多刀具加工。加工安全系數(shù)是本論文提出的以刀具切削力為基礎(chǔ)的表征加工安全性的一個(gè)概念，加工安全系數(shù)能夠?yàn)椴煌叽绲募庸さ毒咛峁┮粋€(gè)統(tǒng)一的安全性標(biāo)準(zhǔn)。以恒加工安全系數(shù)計(jì)算得出的自適應(yīng)進(jìn)給速度能夠使得各加工刀具處于同一受力情況，有效地發(fā)揮加工刀具的切削能力。同時(shí)，本研究進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn)并對(duì)加工過程中的各加工刀具的切削力進(jìn)行測(cè)量，通過與使用恒定進(jìn)給速度的加工實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，證明使用自適應(yīng)進(jìn)給速度能夠保證加工的安全性與高效性。關(guān)鍵詞：2.5D型腔；多刀具加工；擺線刀軌；自適應(yīng)進(jìn)給速度IAbs
6、tractWiththewideuseofmachiningcenterintheindustrialmanufacture,multipletoolsmachiningof2.5Dpocket,whichwasconsideredinefficientinthepast,canbeachievedbecauseoftheautomatictoolchangingofmachiningcenter.Thecuttingefficiencycanbeimprovedbymeansofmultipletoolsmachining,be
7、causeofadequatelyutilizingofcuttingcapacityofeachtool.Thispapercentersontheresearchofmultipletoolsmachiningof2.5Dpocketwithintegrationoftrochoidalandcontour-paralleltoolpath.Itsmaincontentscontain:(1)Toolpathschemeofintegrationoftrochoidalandcontour-paralleltoolpathis
8、putforward.Inmultipletoolsmachining,themachiningtoolsarealmostunderthestatusofmillingslot.However,thetraditionalstrategyofco
