基于CAD模型的NURBS形状公差评定

为了对曲面零件的加工精度进行高精度检测,提出一种形状公差评定的新方法———基于CAD模型的NURBS形状公差评定。实现了各种标准解析曲面和自由曲面形状加工精度统一地高精度检测。采用NURBS统一的表达式精确地表示各种标准解析曲面和自由曲面;利用NURBS统一的表达式研究CMM测量点云和名义CAD模型统一的最佳匹配算法;比较测量点云和名义CAD模型的法向偏移量即曲面形状误差,且用图形直观显示。最后进行计算机仿真实验,实例验证算法可行性。     

基于AM60镁合金超精密车削残余应力仿真及实验

为改善AM60镁合金超精密车削加工工艺方法,采用金属切削理论和有限元分析法对超精密加工进行微米级仿真,建立三维有限元模型,并利用Advent Edge软件对残余应力进行仿真分析,研究切削参数对残余应力的影响规律,为验证仿真的结果,对AM60镁合金压铸件进行车削加工,并利用X射线衍射仪对已加工工件表面残余应力进行测量。仿真结果表明:单点金刚石刀具具有的超高导热性,对残余应力分布的热效应起到了一定的抑制作用。工件表面残余应力随着切削深度的增大而减小,随着切削速度的增加而增大。切削进给量对残余应力的影响最明显,切削速度及切削深度影响较小。通过实验测量结果对仿真结果进行验证,为AM60镁合金超精密车削工件表面残余应力的控制打下一定基础。     

前馈控制方法在非轴对称表面加工中的应用

解决非轴对称曲面的车削加工控制中压陶瓷伺服刀架的滞后问题,消除加工中的滞后误差,在分析压电陶瓷刀具迟滞缺点的基础上建立了3种消除迟滞误差的前馈控制数据模型,即：升压模型,峰值降压模型及任意点降压模型,用这些数字模型进行补偿加工实验,最大位移误差为0．05um,补偿前后的加工精度对比表明,采用前馈控制补偿的加工方法能够大大降低加工中的迟滞误差,提高非轴对称曲面的加工精度。     

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.     

自由曲面透镜型面误差的压力抛光修正

为提高自由曲面型面加工精度 ,提出了在计算机控制光学表面成型工艺中基于压力控制的抛光修正方法。该方法将压力的控制转化为模具对工件压量的控制 ,而它又可以通过改变模具走刀路径来实现。当误差较大时 ,采用分级修正的方法。实验结果表明 ,该方法能使型面误差有效收敛     

基于动力学方法曲面恒切向数控车削刀架设计

在简要介绍曲面恒切向数控车削技术的基础上，着重说明曲面恒切向数控车削刀架的设计技术，主要阐述其结构、动力学、控制系统、精度的设计方法。根据刀架的设计载荷，运用动力学方法对刀架进行设计。分析认为，刀架的回转精度和位置精度对曲面加工精度有较大的影响，因此通过合理选用高精度轴承和采用位置环与速度环的双闭环控制方式，利用高分辨率、高精度的圆光栅作为位置检阅原件，以确保把这两项精度指标控制在合理的范围内。同时从刀架的机械传动精度角度给出了提高系统稳定性的途径。利用控制系统的多轴联动控制功能，使该刀架与数控车床X、Z轴实现三轴联动，则可实现曲面恒切向车削，以消除刀具刀尖形状误差对曲面加工精度的影响。     

车削氟金云母陶瓷脆性破碎机理及表面粗糙度模型

基于脆性断裂力学和刀具-工件干涉原理,研究氟金云母陶瓷脆性破碎机理及表面成形机制,预测了脆性材料车削中的裂纹扩展角度与深度;建立氟金云母陶瓷车削表面粗糙度理论模型,用以评价精密车削陶瓷表面质量并提高加工效率.脆性材料车削表面粗糙度由几何干涉粗糙度和脆性崩碎粗糙度构成.刀具几何形状和进给量主要影响几何干涉粗糙度,工件力学性能、切削速度、切削深度和切削力主要影响脆性崩碎粗糙度.验证实验结果表明,氟金云母陶瓷车削表面粗糙度随切削速度的增大而减小,随进给量或切削深度的增大而增大.本模型的理论预测值与实验结果趋势一致,与传统的几何模型相比更接近实验值.     

自由曲面自适应投影法精加工刀轨生成

提出并实现了适合于组合自由曲面整体加工的一种刀轨生成算法,该处蒙混过关针加工曲面离散成三角化模型,在三角化模型中直接生成无干涉刀位轨迹,刀轨生成与刀轨干涉处理统一在一个算法中,根据曲面的形状规划刀轨,使刀轨的行距能够随曲面的倾斜程度而调整,有效地解决了组曲面加工编程中曲面之间存在断开,裂缝,局部搭接现象,提高了加工效率和精度。     

TiC系钢结硬质合金镜面微浮凸磨削机理的研究

采用传统的工艺方式加工ＴｉＣ系钢结硬质合金表面难度大,表面质量不理想．采用ＥＬＩＤ磨削技术,可以用ＣＢＮ微粉磨料的铸铁基砂轮对各类钢结硬质合金进行精密、超精密镜面磨削．文中对不同加工方式加工的ＴｉＣ系钢结硬质合金表面质量状态及ＴｉＣ颗粒微浮凸形成机理进行了研究．ＥＬＩＤ技术除了可以提高加工精度外,还可以提高表面质量以及工件的可靠性和材料的使用性能．     

电解珩磨加工电流控制技术及金属去除规律

可控电解珩磨是以微机实时控制电解珩磨过程中工件表面的电解电场强度 ,从而调控各点的金属去除速度 ,获得工件要求几何形状精度的新加工方法 .该方法在降低工件表面粗糙度的同时 ,还具有纠正工件几何形状误差的能力 ,尤其适用于高精度复杂形状工件和难加工金属材料的精密加工 .采用不完全微分 PID算法实现电解电流的闭环控制 ,并且应用人工神经网络技术建立系统的施电模型 .实验结果表明 ,该方法可获得满意的加工精度 .     

基于大刃倾角刀具的玻璃切削加工机理

针对功能玻璃硬度高、脆性大、容易在已加工表面产生裂纹和凹坑的特性,提出基于大刃倾角刀具的玻璃切削加工方法.该方法能在亚毫米级的切削深度下高效地获得无裂纹和凹坑的完整表面.文中分析了大刃倾角刀具切削玻璃的机理以及刀具参数、切削用量对已加工表面质量的影响.实验结果表明:大刃倾角刀具切削玻璃时,表面粗糙度R_a达0.21μm,表面完整性优于传统的玻璃精磨时的表面;要获得较好的已加工表面质量,刀具参数和切削用量都存在一个较佳的取值范围.     

零件精度预测模型研究

以典型轴类零件（阶梯轴）为例，用数学统计和模型计算的方法对轴类零件在车床上加工的精度特性进行了分析，确定了研究零件的尺寸、形状和位置精度变化的规律性，从中可以预测用户对零件精度特性的选择及所选择金属切削机床的技术性能指标。     

注塑成型模具硬态铣削表面粗糙度研究

采用AITiN涂层硬质合金球头立铣刀对4Cr5MoSiV1钢的注塑成型模具进行硬态高速铣削研究,通过多因素法正交试验,利用多元线性回归分析法建立模具硬态铣削的表面粗糙度预报模型,经过现场加工实践检验其准确性.分析切削参数对模具零件的表面粗糙度的影响.研究结果表明:在高转速、小切深及合适的进给速度下,模具加工表面质量好,为优化模具硬态铣削的切削参数和加工表面质量的控制提供了较好的依据.     

干式硬态车削淬硬工具钢Cr12MoV表面粗糙度试验与预测模型

使用PCBN刀具对不同淬硬状态工具钢Cr12MoV进行精密干式硬态车削试验,运用正交实验法分析切削速度、试件硬度、刀具前角、切削深度4个因素间的交互作用,得到最优车削条件.利用多元回归法,借助应用数学软件SPSS技术,建立表面粗糙度的线性模型与指数模型,并对这2种模型进行比较.试验表明:影响表面粗糙度最显著的因素是切削速度与淬火硬度,切削深度影响最小,指数模型比线性模型预测精度高.     

细分曲面的NC刀轨生成算法及实现

提出了一种基于LOOP细分规则的NC精加工刀轨生成算法,该算法将细分曲面应用于CAD/CAM系统,适用于任意拓扑的三角网格模型;通过控制曲面等距误差来生成满足给定精度要求的NC刀轨.其核心思想是:首先计算LOOP细分曲面控制顶点的极限点和法矢量,然后从极限点开始,沿其法矢方向以球头刀的半径长度按照给定精度向外等距,获得等距曲面,最后在等距曲面上生成精加工数控刀轨.实例表明该算法稳定、高效、误差小.     

面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法智能决策

为提升复杂零件工艺规划的集成化和智能化,提出一种基于混合算法面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法智能决策方法.首先,构建了面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法决策BP神经网络模型.然后,基于自适应视野策略、自适应步长策略和混沌算法给出了改进的人工鱼群算法,并与BP神经网络相融合设计了用于STEP-NC自由曲面特征加工操作方法决策的混合算法.并利用归一化的零件加工信息实现了STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法高效智能决策.最后,通过实例验证了该方法的有效性和可行性.     

光学外差法检测超光滑表面粗糙度

随着加工技术的发展,超光滑表面粗糙度的测量变得越来越重要．讨论了一种利用光学外差法检测超光滑表面粗糙度测量系统,采用Ｚｅｅｍａｎ效应激光管得到差频光束,提出了新的优化测量光路．该光路仅使用一个半波片改变一路光束的偏振态,不仅克服了以前广泛使用的类似测量系统中光路具有可逆性的缺陷,保证了系统的稳定性,且同时使接收端光束的偏振态方向一致,使干涉信号可见度最大,提高了系统的信噪比和测量精度．采用两光束同心聚焦扫描方法可实现表面粗糙度的绝对测量．光路结构简单,实用性强．通过样品测量研究了本系统的测量稳定性和测量精度．结果表明,系统对表面粗糙度测量精度均方根值小于１ｎｍ．     

影响非球面面形精度的因素分析

根据国内外非球面零件加工难的现状,其根本原因在于多数非球面光学零件很难找到可作为加工依据的准确轨迹,同时也很难找到使轨迹在加工过程中精确转移的方法。而且在加工中,保证面形精度也是最难的问题。本论文主要就非球面面形精度进行探讨。根据等距线公式建立了数学模型,得出保证加工精度时对截取参数选择的方法。