اخوانى واخوتى فى الله معى اليوم كتاب Springer Series in Advanced Manufacturing
اتمنى ان ينال رضاكم
Contents
List of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . X
List of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Motivation and Structure of the Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 CAD/CAM Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Short Literature Survey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2 Introduction to Five-Axis NC Machining . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1 Five-Axis NC Machining Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2 NC Part Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3 Classification of Five-Axis Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4 Five-Axis Machine Kinematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.5 Five-Axis Machining Example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3 Fundamental Issues in Tool Path Planning . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1 Surface Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.2 Machining Strip Width Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.3 Optimal Tool Orientation and Gouging Avoidance . . . . . . . . . 60
3.4 Kinematics Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.5 Tool Path Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4 Space-Filling Curve Tool Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.1 History of Space-Filling Curves and Their Applications . . . . . 73
4.2 Tool Path Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.3 Tool Path Generation using Adaptive Space-filling Curves . . 77
4.3.1 Grid Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Contents
4.3.2 Space-Filling Curve Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.3 Tool Path Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.4 Examples and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5 Tool Paths in Adaptive Curvilinear Coordinates . . . . . . . . . 97
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.2 A Historical Note on Grid Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.3 Variational Grid Generation for Tool Path Optimization . . . . 101
5.3.1 Preliminary Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.3.2 Variational Method and Functionals . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.3.3 The Harmonic Functional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.3.4 Examples of the Tool Path Optimization . . . . . . . . . . . 110
5.4 Application of Harmonic Functional to Tool Path Generation 116
5.5 Space-Filling Curve Generation on Block Structured Grid . . 124
5.6 Examples and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Appendix: Derivation of Computational Formulas for
Adaptive-Harmonic Grid Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6 Optimization of Rotations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.2 Kinematics Error and Angle Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.3 Optimization Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
6.4 Optimization Problems: Examples and Practical Machining . 162
6.5 Uniform Angular Grids. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
6.6 Uniform Angular Grids: Numerical and Machining
Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Appendix: The APT cutter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
7 Theory of Optimal Setup for Five-Axis NC Machining . . . 185
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
7.2 Tool Trajectory Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
7.2.1 Invariant Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
7.2.2 Workpiece Setup and the Tool Trajectory . . . . . . . . . . 190
7.3 Least-Squares Optimization and Dependent Variables . . . . . . 192
7.3.1 Least-Squares Optimization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
7.3.2 Dependent Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
7.4 Examples and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
7.4.1 Numerical Method. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
7.4.2 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
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