电火花线切割三轴双旋转联动加工系统运动规律研究

分析了能实现复杂曲面电火花线切割加工的三轴双旋转联动加工系统的组成，运动参数、运动形式和运动规律，建立了相应的数学模型，并对这些数学模型进行了应用分析。     

复杂曲面电火花切割 多轴联动加工运动学的建立

分析了能实现复杂曲面加工的各种电火花线切割加工系统的组成、运动参数、运动形式和运动规律。     

空间曲面电火花线切割五轴加工的仿真

为研究空间曲面的加工过程和规律,提出电火花线切割五轴加工计算机仿真技术研究方法.分析了空间曲面电火花线切割加工的运动规律,建立了电火花线切割多轴加工系统运动的数学模型.采用Aitken逐次线性插值和三次样条插值方法建立了上、下导线为不规则曲线的数学模型,并编制了仿真程序,获得了比较理想的仿真结果.通过运行相应的仿真程序,可以在计算机上直接观察到电火花线切割加工的全部过程.仿真所得到的理想加工参数为复杂零件加工提供了理论基础.     

多轴联动空间复杂曲面线切割加工技术

为实现大锥度空间复杂曲面模具零件的线切割加工,解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,以空间曲面零件电火花线切割加工运动规律数学模型为基础,设计开发一种带有自动分度功能的、可翻转的数控回转工作台;基于原有的高速走丝数控电火花线切割机床,研制空间复杂曲面多轴联动高速走丝线切割加工系统,并进行螺旋面、锥面、锥台、双曲面和正弦曲面等典型空间曲面零件的电火花线切割加工实验,对加工出的各个实验样件进行了测量和加工误差分析.研究结果表明:所设计的空间复杂曲面多轴联动线切割加工系统具有较高的加工效率、较好的加工质量和较低的成本;加工样件的误差在允许范围内,验证了该系统的实用性,为解决高速走丝电火花线切割加工空间曲面的难题提供了一种思路.     

电火花数控线切割加工应用扩展技术研究

研究开发了能实现复杂曲面零件电火花线切割加工的多种工艺方法及加工系统.阐明了其加工原理、特点、组成及运动规律,并对各种主要硬件装置进行阐述和开发.从而拓宽了电火花线切割加工的工艺范围,从根本上解决了复杂曲面零件的加工难题.具有很强的应用和推广价值.     

电火花线切割三轴联动加工系统运动分析及仿真

探讨了采用电火花线切割机床加工系统进行复杂型面加工的特点及基本规律．通过对三轴单旋转加工系统的运动参数及运动形式的分析,建立了数学模型,介绍了应用VC＋＋6．0语言和Open GL三维图形软件实现线切割加工系统的运动仿真．     

基于ADAMS平台的多轴联动线切割机器人逆运动学分析

为扩展空间复杂曲面零件的加工方法,实现复杂曲面零件的高效、绿色加工,提出了利用串联机器人手臂代替线切割机床工作台以及其他附属多轴联动设备构建多轴联动线切割加工机器人的方法.建立了多轴联动串联型线切割机器人的数学模型.借助ADAMS平台建立了复杂曲面线切割机器人的虚拟样机,进行了逆运动学分析与优化,验证了机器人机械结构的合理性,为多轴联动线切割机器人的快速设计与制造提供了理论依据.     

翻转式自动分度数控回转台

开发了能实现空间曲面零件电火花线切割加工的极坐标加工系统，阐明了系统的组成和运动规律，对其主要硬件装置——翻转式自动分度数控回转台进行了设计和研究，从而进一步拓宽了电火花线切割加工的工艺范围，解决了空间曲面零件的加工难题。     

电火花线切割多轴加工齿轮计算机仿真研究

分析了空间曲面电火花线切割加工的运动规律,建立了电火花线切割多轴加工系统运动的数学模型,讨论了齿轮的数学处理方法,研究了利用OpenGL实现仿真过程中的几个关键问题,同时编制了齿轮加工过程的图形仿真程序,获得了较理想的仿真结果,并对仿真结果进行了应用分析.     

基于虚拟样机的转摆摆工作台运动特性仿真

为解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,采用工件运动而电极丝保持垂直的方式是个很好的加工办法。本文介绍了五轴联动线切割加工系统结构特点和工作原理,运用三维造型软件Pro/E对加工系统的核心部件转摆摆工作台的零部件进行建模并完成装配,通过Mechanism/Pro接口程序导入Adams中建立了虚拟样机;进行了运动特性仿真,得出工作台运动关键点的速度、加速度和位移曲线。仿真结果表明,机构设计方案能够满足工程实际,为试验样机的设计提供了重要参考。探索出一条利用现有设备辅以研制的附加装置加工复杂曲面的新途径。     

复杂曲面加工过程多约束自适应进给率控制策略

建立了基于过程约束和刀具运动分析的切削力精确预测模型,在此基础上提出了复杂曲面加工过程多约束的进给率自适应定制方法.基于刀具与工件的相对运动分析,并依据刀刃微元在切削过程中真实运动轨迹的解析表达,建立了精确计算未变形切屑厚度的理论模型,由此给出针对复杂曲面加工的任意刀具运动轨迹拓扑形状的铣削力计算公式.以切削力模型为基础,结合悬臂梁模型、应力模型和扭矩计算公式,给出进给率定制过程中的关键制约因素.以材料去除率最大化为目标,通过求解有约束极值问题实现进给率优化.实例验证表明该模型能够进行复杂曲面加工进给率自适应定制,优化后的进给率有利于在保证加工精度和安全的前提下实现加工效率的最大化.     

电火花线切割机加工自由曲面的CAD/CAM软件

用电火花线切割机加工自由曲面时,常规的NC编程无法精确、实时地调整电极丝与工件的相对位置。为此设计了一种CAD/CAM软件,该软件可依据被加工曲面的CAD数据,计算出加工点处电极丝的位置和姿态,并且根据加工点的法线矢量和电极丝的轴心矢量的交叉乘积决定加工点的移动方向,然后自动生成NC指令进行自由曲面的加工。利用这套软件对球面进行了加工实验。结果表明:加工得到的球面与仿真结果基本相似,加工精度取决于放电间隙及切向进给方式。     

船体复杂外板成型评价方法

船体复杂外板的成型评价是曲面外板成型加工的必要环节,能为外板的二次加工提供依据.结合水火弯板加工工艺,提出了一种成型评价方法.该方法先通过三维空间变换,实现目标曲面与检测曲面的匹配.然后,利用多项式拟合与参数分解方法,实现检测曲面偏差量的分解.最后,给出了成型率的计算方法,实现对检测曲面成型度的评价.实验结果表明,本方法能对复杂外板加工过程中的横向、纵向以及扭向成型情况进行客观的评价,而且本方法的评价指标与加工工艺紧密结合,可作为曲面外板加工参数的推理依据.     

液压四足机器人关键步态参数优化

针对四足液压仿生机器人walk步态中足端轨迹规划问题,提出了通过优化步高和步长这两个关键步态参数来提高机器人行走稳定性的方法。通过聚合交叉的方法进行实验设计,用速度和步长及仿真得到的评价函数值进行三维曲面拟合,用速度截取所拟合的曲面得到不同速度下的最优步长。较优的步高确定采用二分法。步高和步长的优化效果用评价函数和Adams仿真进行验证,其中评价函数的构造充分考虑了表征机器人机身姿态平稳性的多组参数;四足机器人行走的仿真实验表明使用所述方法优化后的步态参数进行足端轨迹规划,得到的机器人静步态具有优异的运动性能表现。      

NURBS曲面特性分析及重构的方法

产品造型中曲面的应用越来越广泛，但曲面的特性分析和修改还相当复杂和烦琐。提出了NURBS曲面的特性分析和重构方法，通过在Rhinoceros中表示曲面模型并提取其型值点和表面网格，再编写Autolisp程序在AutoCAD中提取其特性参数，不需要进行复杂的曲面特性计算即可生成曲面特性数据文件。同时，采用Autolisp程序还可生成基于修改后的数据进行曲面重构的脚本文件，直接在Rhinoceros中运行即可完成曲面的重构。实例表明该方法简单实用，效果良好。     

砂带磨削表面质量的试验研究

本文通过砂带磨削摆线轮齿面的大量试验,讨论了砂带大曲率弯曲时磨削较高精度复杂曲面零件的表面粗糙度和残余应力;分析了工艺参数对磨削表面质量的影响规律,给出了相应的经验计算式,为提高砂带磨削表面质量及合理选择工艺参数提供了依据。     

多相介质诱发柱塞泵内部磨损

 为了突破油水煤浆作为替代燃料发展的瓶颈,解决油水煤浆替代柴油应用于柴油机和固体煤颗粒的存在加剧柱塞泵磨损问题,通过数值模拟和实验测试方法找出多相介质下诱发柱塞泵内部磨损的机制。采用VOF多相流动模型,对颗粒运动轨迹、颗粒与过流表面的相互碰撞过程、固液(煤、油)磨损进行了数值模拟,并试验测试分析。研究结果表明：离散相颗粒的性质(密度、粒径)、混合比例及柱塞运动速度对颗粒运动轨迹及壁面碰撞过程有重要的影响;大粒径、大密度的颗粒运动轨迹向柱塞泵壳体内侧偏移,与其撞击并反弹,易发生多次撞击,对柱塞泵壳体内侧磨损程度大;小颗粒易与柱塞偶件发生撞击,因柱塞偶件表面油膜颗粒一般与其发生一次撞击,冲蚀磨损相对弱些;凸轮速度直接影响柱塞运动速度,速度加剧内部磨损;混合燃料中固体颗粒的体积比增大,对柱塞偶件的磨损加剧,模拟结果与试验结果吻合。