5坐标数控加工中工件表面形貌的计算机仿真

模具表面加工时的计算机仿真系统是预测及控制加工表面形貌的主要手段 .文中讨论了球头铣刀刀刃的形状及其数学模型 ,探讨了切削中刀具的倾斜方向、倾斜角度、进给方式、主轴的回转偏心、轴向窜动等因素对刀刃数学模型的影响 ,并开发了球头铣刀在精加工时工件表面微观形貌的计算机仿真系统 .仿真结果与实验结果的比较表明 ,该仿真系统对于预测工件表面形貌的形状和粗糙度是有效的 ;在单方向进给顺铣加工时 ,刀具倾斜角 β=5°～ 1 0°时表面粗糙度最小 .研究结果为预测和改善工件表面形貌提供了理论依据     

三维加工表面形貌等方性评定的研究

本文基于分形几何理论，提出了一种三维表面微观形貌的等方性（各向均匀性）评定方法，并通过实验表明，精车加工表面形貌是不等方性的。     

镍基单晶高温合金微磨削形貌仿真及实验研究

基于单个磨粒微磨削几何运动学规律和最小值函数,推导出全局磨粒的微磨削运动轨迹表达式,建立工件微磨削加工表面的包络线函数集合,得出磨削加工微观形貌仿真预测模型,并通过开展DD5镍基单晶高温合金微磨削加工工艺实验验证模型结果的正确性.实验结果表明:仿真预测微观形貌与实际微观形貌具有相似特征,仿真预测线轮廓高度与实际加工微磨削线轮廓高度误差为0.2~0.3μm;不同磨削参数下的表面粗糙度对比结果也表明预测模型与实验所得的表面粗糙度变化趋势一致.     

干涉显微镜在超精密测量中的应用

介绍了干涉显微镜测量原理，仪器结构，空间分辨率和测量范围，分析了测量误差产生的原因，通过实验表明，干涉显微镜能够比较真实地反映超光表面微观形貌特征，是超光滑表面微观形貌测量的有效工具。     

STM用于超精机械加工表面微观形貌检测与分析的研究

通过自行研制扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope，以下简称STM)检测了超精机械加工试件表面微观形貌，生成三维立体形貌图，对微观形貌图进行分析，了解相关的加工机理及微观表面形貌缺陷发生的原因，为提高超精加工表面质量及优化加工工艺过程提供了一些参考依据。     

正交车铣表面形貌的计算机仿真

通过对正交车铣加工的数学建模,建立了正交车铣表面形貌的计算机仿真系统.利用该系统分别讨论了刀刃角、偏心量、进给量和转速比等因素对表面形貌的影响,得到以下结论:刀刃角为0°时,正交车铣加工表面为一正棱柱;刀刃角大于0°时,采用偏心加工的表面形貌比较好;采用合理的进给量,可以取得较好的表面形貌和较低的表面粗糙度;转速比越大,表面形貌越平坦,表面粗糙度越小.     

激光加工凹坑织构对赛龙表面润湿性的影响

为探究凹坑织构对表面润湿性的影响以及表面形貌与润湿性之间的关系,提高水润滑轴承材料表面的润湿性,以赛龙材料为研究对象,使用激光雕刻机在试样表面加工不同凹坑织构.使用接触角测量仪测量表面接触角,运用三维形貌仪和扫描电子显微镜对加工后表面形貌分别进行宏观和微观的测量及表征.选取ISO25178中部分三维参数分析表面形貌与润湿性之间的关系.建立凹坑织构几何模型,基于过渡理论分析凹坑形貌变化对表面接触角的影响机理.研究结果表明:合适的织构设计可以有效提高表面润湿性,减小接触角;织构直径和深度越大,材料表面的接触角越小;ISO25178三维参数体系中峭度、偏斜度与表面润湿性之间有较强的关联性,峭度越小,偏斜度越大,表面润湿性越好;表面接触角余弦值与粗糙度率的变化趋势一致,接触角随粗糙度率增加而降低;通过过渡模型建立了织构参数和接触角之间的函数方程,并通过拟合法对其进行了优化.     

触针测量法研究磨损表面形貌变化的实验系统

介绍了一组测量分析表面形貌的仪器系统，并对系统的建立和参数选用了详细说明，此系统除可精确测量磨损量外，还可运用现代数字信号处理技术对表面信号进行更深入的探讨，对于研究磨损表面形貌变化规律具有较强的实用性，同时对其它有关微观形貌变化研究领域提供可靠手段。     

Al－Mg－Si合金深拉延润滑特性分析

本文从润滑的角度，以Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金为对象，研讨了润滑剂、表面微观形貌及其相互作用对拉延性能的影响。实验结果表明：高聚物薄膜的固体润滑可获得比植物油脂或矿物油更好的拉延效果，表面微观形貌对拉延成型和减摩润滑性能具有突出影响．     

机加工表面形貌分形表征研究

分形几何为机加工表面形貌表征开辟了一条新的途径，尺度独立的分形参数可使其表面形貌的表征具有唯一性，易于识别，比传统的统计参数更为合理有效．本文介绍了机加工表面轮廓的分形表征及其分形参数计算方法的研究进展，指出了用分形理论研究机加工表面问题时应注意的着重点．     

圆弧曲面加工铣削力预报解析模型

为了控制在多轴机床上对圆弧曲面进行精确的铣削加工,建立了铣削力解析模型。在加工过程中为了保证加工的精度,铣刀与被加工表面之间保持垂直,这就造成了瞬时未变形切屑厚度在铣刀轴线方向上是一个变量。因此圆弧曲面铣削加工是一个动态切削过程。将铣刀沿轴线方向划分成若干微段,每个微段的切削看作一个稳态切削,根据已有的稳态过程铣削力模型,可以得到在每个微段上单位铣削力模型,然后沿轴线方向积分得到圆弧曲面铣削加工铣削力解析模型。通过实验,验证了该模型的有效性。     

基于线示模型的铣削CAD／CAM系统的研究

基于线示模型理论，开发了一种实用铣削ＣＡＤ／ＣＡＭ系统。该系统不仅能完成直纹面，拉伸曲面等自由曲面的构型与合成，还可实现ＮＣ代码的自动生成及加工模拟。     

基于中间曲面的局部纹理映射技术

提出一种以平面和一般参数曲面作为中间曲面的局部纹理映射方法，与传统的纹理映射方法相比，不仅能准确地确定纹理贴图的位置，而且可以灵活地改变贴图区域的大小，增加了纹理映射的应用范围，减小了纹理映射中的图案变形。     

基于参数曲面的交互式纹理映射研究(英文)

针对纹理映射中复杂物体表面重新参数化困难及映射变形问题,提出一种交互式纹理映射方法,采用NURBS曲面代替简单的中介曲面,用它近似包围所要映射物体的外表面,将纹理映射到曲面上实现参数化,通过控制NURBS曲面来调整纹理映射的效果。实验表明,该方法可以灵活地调整纹理区域,减小纹理变形。     

3维刀具半径矢量在数控编程中的应用研究

由两维刀具半径矢量,弓j出3维刀具半径矢量的概念和补偿原理．通过分析球头铣刀3维刀具半径矢量及球心坐标的计算方法,应用宏程序功能实现光滑连续曲面的数控加工．该方法无加工原理性误差,程序简洁,易于实现参数化加工．经过在FANUC一0iM系统3坐标立式数控铣床上对凹椭球曲面编程加工验证,效果较好．     

超密齿面铣刀的铣削力波动特性及其影响

提出了一种超密齿面铣刀概念,并推导了x和y方向的铣削力计算模型,分析了超密齿刀具铣削力及其波动规律.结果显示:随刀具的转动铣削力呈锯齿状变化,x向铣削力波动呈现两个山峰状,在三齿同时参与切削时波动最小.y向铣削力波动随初始切入角的增大先增大后减小,对比发现超密齿刀具铣削力波动远小于疏齿刀具.提出用单位体积材料所需切向铣削力大小来评价超密齿刀具和疏齿刀具性能.通过超密齿面铣刀的铣削实验验证了铣削力计算模型,并发现铣削力波动是影响工件表面粗糙度的因素之一,同时也反映出超密齿刀具的加工优越性.     

基于无瞬心包络法的偏心螺杆成型铣刀研究

根据偏心螺杆的形状和特征参数,建立了偏心螺杆的螺旋曲面方程;基于无瞬心包络法,从成型铣刀与偏心螺杆的相对运动关系出发,依据成型铣刀与螺杆的啮合条件,建立其接触线方程.由接触线围绕铣刀轴线回转形成回转面的轴向截形,推导出铣刀刀刃的廓形方程.进一步分析了成型铣刀用钝重磨后引起加工误差的原因,以阿基米德螺线为基础建立铣刀的齿背曲线方程,得到具有恒定后角的铣刀廓形方程.仿真结果表明,成型铣刀的廓形与偏心螺杆螺旋曲面吻合良好,设计的成型铣刀廓形方程符合加工要求.     

基于点云的超精密铣削加工三维表面形貌仿真

基于刀刃扫掠点点云方式,提出一种超精密加工三维表面形貌模型.通过对加工部分刀刃在加工过程中的运动学描述,将三维表面形貌用离散点云数据表达.根据加工曲面信息和采样点数目对仿真区域进行划分并建立随动包容盒,对包容盒内数据进行数值分析和空间变换计算以获得工件三维表面形貌.算法仿真与表面轮廓仪测量结果表明：该仿真算法能够表征超精密铣削加工下工件表面双向残留高度特征,并体现出刀具切入相位角对表面形貌的影响,为三维表面形貌超精密加工提供了一种新的思路.     

多齿端铣切削振动的计算机仿真

建立了多齿端铣切削过程动力学模型，开发了切削振动仿真的微机通用软件。数字仿真多齿端铣切削振动的结果，同他人实验结果和实际经验相符、同仿真单齿端铣切削振动的结果相似或互相衔接，表明模型的正确性、软件的实用性，指出多齿连续端铣时随着铣刀的齿数增加，切削强迫振动幅度减小，而稳定性极限铣削深度也随之降低，容易发生自激振动。     

任意扭曲直纹面叶轮数控侧铣刀位计算与误差分析

提出了一种计算数控侧铣任意扭曲直纹面叶轮刀位数据的新方法：沿直纹面母线两端点的法矢量偏置一定距离得到2个点，以这2个偏置点所在的直线作为刀轴方向，并使母线两端点到刀轴的距离为刀具半径，推导出了在利用圆柱铣刀侧铣直纹面时刀具与曲面切触线的方程以及加工误差的计算方法，并以计算实例验证了该算法的正确性．这种加工方法使直纹面2条基线的加工误差为0，适合于沿直纹面叶片高度方向分层加工，分层加工后相邻走刀的残留高度理论值为0．