第1章绪论
1.1计算机数控雕刻技术
20世纪人们的生活水平得到了很好的改善，随之而来的对汽车的需求也越来越大。随着汽车国产化的需求，相关的汽车产业也正在不断的提高自身的生产能力，提升技术水平，改善生产环境。作为汽车的重要部件的轮胎需求量也随之不断增加。目前我国已形成了-个相对完善的轮胎行业生产体系。近年来，我国轮胎生产技术不断提高，如今中国已经成为世界轮胎产量生产大国。伴随着计算机技术尤其是CAD/CA树CNC技术的不断发展，雕刻技术进入了工业生产领域，原先的手工雕刻已逐渐被机器加工所代替。这从根本上改变了过去的手工设计、生产的过程。伴随着微电子和计算机技术的快速发展，计算机数控雕刻机实现了从2轴到2.5轴到3轴乃至五轴加工的发展。计算机数控雕刻机的出现，使得雕刻生产变得更加容易、精准，更加细致。从加工原理上讲计算机数控雕刻技术是-种钻铣组合加工，能在软件中将设计好的图形、字体、三维路径进行加工路径计算。
计算机数控雕刻在机械加工中运用较多的为模具制造行业。计算机CAD/CAM软件的辅助功能主要用于满足文字雕刻在生产效率和加工精度方面的高效率高精度的要求。数控雕刻技术发展的基础是计算机辅助设计/制造/数控技术(CAD/cAMcNC)、精密制造技术、高速铣削技术(HsM)等。随着数控雕刻技术的应用，根据雕刻技术的特殊性，计算机数控雕刻技术正在向具有较为独特的，拥有专业特色的新型技术发展。由于其特有的专业优势，使计算机数控雕刻在模具雕刻业和广告雕刻行业中的应用越来越广泛。国外的雕刻机，如“雕霸”、“悍马”、“罗兰”，“嘉宝”等，其技术己经很成熟，但相对来说，它们的价格都比较高。随着我国近年来汽车与模具行业的快速发展，数控雕刻产业也迎来了良好的发展空间。我国的数控雕刻机起步于经济型数控机床，具有自主知识产权的数控雕刻核心技术的研究，是我国计算机雕刻行业众多厂家迫切希望解决的关键。
1.1.2计算机数控雕刻技术的主要特点与其它数控加工技术
相比计算机雕刻技术是-种小进给量、主轴高转速、采用较高进给速度的铣削加工，其主要特点主要表现在以下方面。
(l)小尺寸刀具、精细加工要适应图案复杂、细节丰富的雕刻加工对象，采用小尺寸刀具(雕刻刀具的刀尖直径-般都不足0.5~，甚至在0.1~以下)进行精细加工是计算机数控雕刻最基本的特征之-。CNC雕刻是在计算机控制下实现的，CNC雕刻机工艺中采用小刀具进行高效精细雕刻，这离不开高速铣削技术和CNC雕刻独有的等量切削技术工艺的支持。
(2)高精度、高转速的主轴如上所述，数控雕刻-般采用小尺寸的刀具进行加工，保证加工过程中具有足够的的切削线速度，就必须提高刀具的旋转速度。高速精密主轴电机能确保小刀具在获得较高的切削线速度的同时保持较高的旋转精度，从而使小尺寸刀具进行平稳铣削加工具有了保证。
(3)高精度、高耐磨性的刀具在计算机辅助加工技术(CAM)和高速切削的前提下，数控雕刻所采用的刀具应当具有尺寸精度高、耐磨性好的特点，这是保证数控雕刻成品加工效率和精度的关键因素。
(4)功能强大控制系统强大的数控雕刻控制系统软件操作界面具备功能丰富，操作方便的特点。我们与山东山大华天科技股份有限公司-起开发针对SINO从灯{ION软件的四轴与五轴联动的CAM系统正是基于4AX-1300机床轮胎侧面式花纹和字体的研究与开发。
结合高速铣削(HSM)理念和小尺寸刀具雕刻技术以及精雕雕刻CAD/CAM软件独创的等量切削功能，系统能够生成具有均匀切削用量的刀具路径，为高速雕刻的实现提供了最基本的技术保证。
第2章非线性字体加工理论基础
为了满足SINOVAI，ION软件加工汽车轮胎侧板模具非线性字体的功能要求，就必须能实现字体(特别是非线性字体)加工的刀具路径规划。轮胎侧板模具的表面是-个复杂的曲面，与该曲面相匹配的字体形状同样也较复杂。非线性字体的加工是在轮胎侧板模具这-复杂回转曲面上雕刻出形状各异、尺寸不同、深浅不-的非线性字体。这个加工过程比较繁琐，程序的编写较为复杂。根据轮胎侧板模具非线性字体、花纹的种类，要分别提出相应的加工方法和刀位轨迹规划方案。
2.1字体的类型
按分类方法不同，字体的类型有许多种。在字体加工中，常按线性与非线性来划分字体，二者又都包括单线条实心字和单线条空心字。单线条实心字单线条实心字主要由不同宽度的线条来显示字体的笔画组成。可使用自定义字体生成，字体模型包括轮廓线和中心加工线(如图2.1所示)，并可用不同的图层来表达。中心加工线是用来定义刀具加工路径的依据，轮廓线仅用于标示以便检查。如图2.1所示，单线条实心字的CAD模型常用表示方式:粗线为轮廓线，细线为中心加工线。
第3章 轮胎模具非线性字体加工算.................27-41
3.1 算法选择 .................27-30
3.2 等圆柱面法轮胎模具非线性................. 30-37
3.3 等圆柱面法轮胎文字加工算法................. 37
3.4 文字加工中的若干问题 .................37-40
3.4.1 单线条实心字的加工................. 37-39
3.4.2 文字加工区域的划分 .................39-40
3.4.3 等圆柱面法交点记录.................40
3.5 本章小结 .................40-41
第4章 后置处理的研究 .................41-54
4.1 后置处理技术现状................. 41-43
4.2 机床坐标系的运动学变换 .................43-48
4.2.1 机床运动模型建立................. 43-44
4.2.2 五坐标后置处理算法................. 44-48
4.3 零件加工程序的生成................. 48-53
4.3.1 G代码生成过程中的语句.................48-50
4.3.2 机床信息处理 .................50-53
4.4 本章小结 .................53-54
第5章 轮胎模具非线性文字加工算法................. 54-64
5.1 单线条实心字的加工 .................54-55
5.2 等圆柱面法轮胎文字加工算法.................55-59
5.3 轮胎模具非线性文字的UG加工................. 59-62
5.3.1 固定轴曲面轮廓铣................. 59-62
5.3.2 可变轴曲面轮廓铣................. 62
5.4 验证分析总结................. 62-63
5.5 本章小结................. 63-64
结论
1、轮胎模具文字等圆柱面加工算法研究针对轮胎模具的产品特征，在分析比较各种的算法特点的情况下，选择了等圆柱面法作为轮胎模具表面文字加工的刀具路径确定算法。详细介绍了等圆柱面算法在轮胎模具文字加工中的应用步骤，推导了关键部分的有关算法公式。
2、五坐标后置处理技术研究结合轮胎模具表面文字加工的特点，详细推导了五轴数控机床后置处理中的坐标换算算法。另外探讨了后置处理中零件加工程序的生成处理过程中，机床信息的配置方法。
3、等圆柱面法文字加工验证对等圆柱面法加工算法的有效性进行了验证，并用相同的工艺参数采用UGCAM功能模块完成了相同的文字加工，进行了二者的效果对比。
参考文献
1吴慧兰，曾为民.计算机数控雕刻技术及其应用前景[J].机械设计与制造，2O07(l):159-160.
2刘晓刚.先进机械制造技术的发展现状和发展趋势[J].机械设计与制造，2003.(4):l17-119.
3吴石林.任意回转体圆周表面数控雕刻技术[J].制造技术与机床，2002(9):33-35.
4芦敏，韩邦华.基于图像雕刻加工的研究与实现[J].机械制造与白动化，2008(4):73-75.
5许光辉，左耀辉.加工中心雕刻实体复杂曲面上的文字[J].机械工艺师，2001(4):19-20.
6李柏青.浅谈文字字型的数控加工[J]:机械设计与制造工程，2000，29(2):54-55.
7吕强.uCFTIO五轴机床中的坐标变换[J].现代制造，2003(4):87~89.
8任军学，刘维伟，旺文虎.五坐标数控机床后置处理算法[J].航空计算机，2000，30(l):40-43.
9赵卫华.五轴联动数控编程及后置处理的进-步研究[D].上海:同济大学硕士学位论文2006.
10石宏，蔡光起，李成华.TPs混联机床五轴联动加工后置处理算法研究[J].中国机械工程，2006，17(3):244-247.
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