石材加工论文提纲

论文题目：异型石材复杂曲面高效锯切加工算法

摘要：石材行业作为重要的建筑类行业之一,在经济、文化、物质飞速发展的今天随着人们对生活中物质品质的要求不断攀升,石材的需求量、开采量日益增长,与之密切相关的石材加工产业也在蓬勃发展。异型石材制品作为石材产品的主要输出模型,其加工效率和加工质量决定了石材加工行业的水准。石材类浮雕是一种典型的复杂异型制品,传统加工中采用金刚石铣刀进行粗加工和精加工来完成整个加工过程,但是铣刀加工效率较低,在开粗加工中去除大量余量的时间很长。因此本文提出使用金刚石圆锯片代替传统铣刀开粗加工,减少加工成本,所做的工作主要包括:1.在石材锯切加工过程中研究了锯切石材的材料去除机理,针对石材表面的加工质量、锯片的切削力和振动特性进行了分析,得出了锯切加工中各项参数的影响机制。分析了不同品种石材在加工中的可加工性,根据锯片加工时参数选择对应的加工能力给出结论,得到不同的参数对锯切加工效果的影响,并分析不同参数条件下锯片的失效形式进而得出锯片寿命的影响因素。2.建立了锯切加工模型,使用检查线法对锯切过程中的待加工曲面进行检测,得到了一系列干涉点,并基于进退法提出了一种排除干涉点的算法。在MATLAB软件中建立了一个曲面模型,对算法进行仿真得到干涉点分布图,验证算法的可行性。3.在分析浮雕铣削加工过程中得到刀具路径规划的一般方法,以此为基础在锯切加工中使用刀触点路径截面线法构建一种圆锯片加工过程中的刀具行走方式和路径规划方法。分别在曲线加工和曲面加工中给出锯切加工路径计算方法,得到了有效可行的刀具路径,与铣削加工相比较验证了锯切算法的高效性。通过C++软件生成刀具路径规划程序,可根据图形参数自动生成加工程序代码,对锯切加工的推广和发展有一定的指导意义。

关键词：异型石材;锯切加工;曲面锯切;干涉检查;路径规划

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.1.1 课题背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 石材锯切加工现状

1.2.2 异型石材制品发展现状

1.3 石材的加工特性

1.3.1 石材的分类

1.3.2 石材的异型加工

1.3.3 石材加工刀具

1.4 课题研究内容和章节安排

1.4.1 研究内容

1.4.2 章节安排

第二章 石材锯切加工工艺

2.1 石材锯切工艺

2.1.1 金刚石圆锯片

2.1.2 石材锯切现状

2.1.3 锯切加工过程中的材料去除机理

2.1.4 锯切加工过程中的切削力分析

2.2 异型石材锯切加工工艺

2.2.1 石材品种可加工性研究

2.2.2 石材锯切加工工艺参数研究

2.2.3 石材锯切加工工艺方案研究

2.2.4 加工用量与加工要求的匹配关系研究

2.2.5 金刚石圆锯片寿命的影响因素

2.3 不同参数对锯切效果的影响

2.4 本章小结

第三章 浮雕工艺分析和干涉检查算法

3.1 浮雕类制品

3.1.1 浮雕的分类

3.1.2 浮雕加工工艺

3.2 浮雕加工工艺

3.2.1 浮雕加工设计

3.2.2 浮雕加工工艺分析

3.3 曲面锯切原理

3.3.1 曲面锯切模型

3.3.2 曲面锯切加工算法

3.4 锯片干涉检查

3.4.1 干涉产生机理

3.4.2 锯切加工干涉检查算法

3.4.3 锯切干涉点排除方法

3.5 本章小结

第四章 曲面锯切加工算法

4.1 曲面锯切加工模型

4.2 刀具路径规划方法

4.2.1 等参数法

4.2.2 等残留高度法

4.2.3 等截面线法

4.3 平面弧形锯切刀路计算

4.3.1 刀触点计算

4.3.2 刀位点计算

4.4 三维曲面锯切刀路计算

4.4.1 刀触点计算

4.4.2 刀位点计算

4.4.3 刀具轨迹规划

4.5 本章小结

第五章 干涉算法仿真与刀路模拟

5.1 仿真软件介绍

5.1.1 MATLAB软件介绍

5.1.2 Microsoft Visual Studio软件介绍

5.2 仿真与实验结果

5.2.1 浮雕制品的机械加工

5.2.2 曲面干涉检查结果

5.2.3 扇形板材加工模拟

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 展望

参考文献

附录A

A.1 扇形板材加工程序

致谢