任意曲面叶轮五坐标数控加工刀具轨迹生成

以任意曲面叶轮五坐标数控加工为背景，根据叶轮的几何形状，提出了一种高效的侧铣加工刀具－鼓锥形刀，基于鼓锥形刀的等残留高度刀具轨迹计算方法，使刀具按相邻轨迹的加工所形成的残留高度相等，加工效率提高，解决了等残留高度法生成刀具轨迹中的核心问题，并对刀具轨迹间距的计算提出了改进算法，计算精度提高，对任意曲面叶轮叶片五坐标数控加工刀具轨迹进行了计算，并与球形刀等参数法作了比较，结果证明，采用鼓锥形刀等残留高度法，所生成的刀具轨迹长度是球形刀等参数法刀具轨迹长度的1／3，加工效率是采用球形刀等参数法的3倍。     

叶片曲面微结构加工刀位轨迹规划

针对基于单齿刀具的叶片曲面微结构加工效率不高的问题,以小叶轮为例对叶片曲面微结构加工进行了深入研究.先根据待加工叶片曲面的曲率信息,设计一种高效的微结构侧铣加工专用刀具——多齿鼓形刀;然后以叶轮叶片曲面五轴数控加工为背景,利用多齿鼓形刀对叶片曲面微结构的加工进行刀位轨迹规划,使加工出的微结构分布均匀;最后以计算实例验证提出方法的有效性,并计算其刀位轨迹长度和加工仿真的时间,与单齿刀具进行比较.结果证明:采用多齿鼓形刀所生成的刀位轨迹长度和加工仿真时间都约为单齿刀具的1/3,加工效率得到了明显的提高,约为单齿刀具的3倍.     

直纹面数控侧铣加工算法的研究

针对直纹面叶片的侧铣数控加工,在分析现有加工方法的基础上,提出一种动点滑动寻求最优的刀轴矢量计算方法。通过对三种加工控制方法进行加工误差综合对比与数据分析,得出结果表明所建立的刀轴矢量优化方法正确有效,可明显减小加工中的误差,为进一步提高直纹面叶片加工精度和完善加工工艺奠定了理论基础。     

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．     

球头铣刀螺旋铣孔材料去除及孔形成过程分析

根据螺旋铣孔加工机理,考虑钛合金难加工特性及球头铣刀头部的几何特征,分析球头铣刀完成钛合金螺旋铣孔加工过程中不同特征时刻刀具和工件的形态及相对位置关系,选取四个典型时刻研究球头铣刀螺旋铣孔过程中的孔壁形成机理.对去除的未变形切削材料的截面特征和横截面面积进行讨论,通过典型时刻分析球头铣刀螺旋铣孔过程中的材料去除行为,在数控机床上开展钛合金螺旋铣孔试验,并测量切削力,分析刀具磨损和螺旋铣孔质量.结果显示球头铣刀在钛合金螺旋铣孔加工过程中材料去除均匀平稳,与仿真过程基本一致,同时切削力逐步增加或减小,刀具磨损小,孔质量较高.     

闭环型复杂曲面平底刀五轴数控加工螺旋轨迹方法研究

目的 研究复杂曲面刀具轨迹规划方法,以实现闭环型复杂曲面平底刀五轴数控高效加工。方法 针对目前的投影法不适用于闭环型复杂曲面的缺陷,在总结平底刀和螺旋走刀模式基础上,基于闭环型复杂曲面连续封闭的特性,提出一条展开式的投影映射新思路,应用求截交曲线弧长的方法将复杂曲面投影映射到二维平面上,规划完成螺旋曲线后逆映射回复杂曲面,得到完整的螺旋刀具轨迹。结果 采用这种新螺旋刀具轨迹规划方法的加工效率较之UG轨迹规划方法提高了12.36%。结论 基于投影法的闭环型复杂曲面螺旋刀具轨迹生成方法使生成的刀具轨迹连续进给,实现了复杂曲面高速连续切削加工,在保证加工精度的基础上显著提高加工效率。     

数控工具磨床加工仿真研究

为了解决数控工具磨床加工复杂刀具的过程中因加工代码错误而导致严重后果的问题，在研究数控工具磨床加工仿真技术的基础上，以Matlab为平台开发了数控工具磨床加工仿真系统，实现了对数控工具磨床加工方式，加工过程和加工结果的分析及加工代码的验证和个性，并采用该仿真系统，对圆锥球头立铣刀螺旋形前刀面的数控磨削加工过程以及加工结果进行了分析，从而保证了实际加工过程的正常进行，实验证明，所开发的仿真系统具有很强的实用性。     

螺旋转子数控加工的数学建模分析与研究

该文在三维设计制造软件中对大模数少齿数螺旋转子建立了实体模型;将渐开线和摆线螺旋面的形成原理应用在螺旋转子数控加工上分析得出:加工时刀具中心与螺旋面距离在螺旋面法矢方向上与刀具半径成一线性比例,在平行于轴线方向上为一定值;利用渐开线和摆线螺旋面微分几何性质建立了螺旋转子的加工数学模型,对螺旋转子数控加工过程进行了仿真,生成了数控加工代码;最后在立式加工中心对螺旋转子的三维实体建模结果、数控加工仿真过程进行了验证,取得了理想效果。     

正交车铣加工曲轴的数学建模

通过建立一个存在于空间坐标系下的正交车铣加工曲轴连杆轴颈的基本矢量模型,利用数学建模方法对坐标系进行变换,推导出加工过程中刀具相对于曲轴连杆轴颈的运动轨迹方程,从而为车铣加工曲轴数控编程提供了位置坐标理论依据。     

复杂螺旋曲面铣削加工的几何特性分析

针对现有加工方法受加工曲面复杂性影响的局限性 ,通过引进刀具的侧倾角参数 ,讨论了一般位置下的成型盘铣刀加工螺旋曲面的铣削加工法 ,分析了刀具与工件作共轭运动时的接触点轨迹的几何特性 ,并给出了一般位置下的成型盘铣刀加工的计算公式和成型刀加工中产生干涉的一个判别方法。从而扩大了成型盘铣刀加工螺旋曲面的种类 ,避免刀具与工件的干涉现象 ,克服了现有成型刀加工方法的局限性 ;同时为五坐标数控加工螺旋曲面提供了合理的接触点轨迹 ,提高螺旋曲面加工的精度。并通过实例说明了这一方法的合理性和有效性。     

加工长杆异型螺杆数控铣床的开发与应用

 异型螺杆零件具有螺距和底径随角度变化的特点,在通用数控车、铣床上难以实现加工.本文设计了一种新型长杆异型螺杆专用数控铣床,应用FANUC 0i-MC数控系统;采用卧式铣床结构,由c轴带动工件旋转,x轴和z轴交流伺服电机驱动实现切削进给,铣刀主轴采用交流变频无级调速,数控螺杆铣床三轴三联动.研究表明,该成果对提高加工异型螺杆的生产效率和加工质量,拓展数控铣床的功能,具有广泛的实际工程意义.     

数控铣床间隙对加工质量的影响以及调整方法

数控技术的应用为加工制造业的繁荣奠定了良好基础,同时给生产带来各种便捷,但也存在相应的问题,如数控铣床间隙的产生就严重影响了加工的质量。本文探讨了数控铣床间隙的形成和其对加工质量的影响,并论述了对间隙进行调节和补偿的方法。     

钛合金风扇叶片的数控加工工艺及模拟仿真

为解决钛合金材料加工较困难、工艺上选择数控加工参数难等问题,通过大量试验总结,优选数控加工参数,优化数控编程技术、刀具材料和参数,采用小切削量和高速球铣刀的数控加工方法,最后运用计算机辅助软件进行模拟仿真,其结果达到了零件的加工工艺要求。解决该难题的关键所在是:钛合金材料的特性、曲面造型方法、数控加工工艺、铣削方式等。     

基于振动信号时域分析法的铣齿机故障诊断

高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机在铣齿加工过程中存在振动现象明显、稳定性差、加工精度低,所加工的工件齿面有振纹等技术问题。为了解决这些问题,通过对铣齿机的结构和切削受力进行分析,建立了铣齿机刀具主轴系统的振动模型。依据振动模型设计了基于铣齿机的振动测试实验方案;并完成了振动信号的采集。在信号处理中,为了从实验数据中解析出故障特征信息,采用了时域分析法中的波形诊断方法和数值分析诊断方法。根据振动信号的时域分析结果,得出了机床产生振动的根源,即机床主轴存在轻微的不平衡、主轴前轴承存在损伤和刚度不足的问题。研究结果为机床结构的优化设计提供了参考依据。     

数控铣床几何误差测量与反向间隙补偿试验

 研究数控铣床几何误差检测及其补偿技术,对高速数控铣床工作空间中的平面误差场的检测、建模和补偿技术进行了比较系统和深入的探讨。对几何误差的基本特性,在单轴轴向运用高精度的HEIDENHAIN直线光栅进行了试验验证。结果表明,在满足基本测试条件下,误差的基本特性成立,这为提供新的误差测量方法打下了基础;针对数控铣床运动过程中的反向间隙,提出了插补运动综合几何误差的间隙补偿技术和算法,数据处理后的测量结果显示反向间隙可以很好地得到补偿。     

基于LabVIEW的数控铣床螺旋插补算法

采用螺旋插补算法控制刀具的运动轨迹以实现加工工件的螺旋形状,并运用LabVIEW软件对算法进行了仿真.结果表明,该插补算法能够在数控铣床中实现,并能够插补出高精度的螺旋线,满足数控铣床插补实时性的要求.     

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.     

大模数齿轮数控加工程序与仿真软件设计

为了减少大模数齿轮在大型专用滚齿机加工中费用,采用大型普通的数控铣床加工。通过对大模数齿轮加工工艺分析,程序的数学模型建立,插补坐标计算,设计出大模数齿轮数控加工参数化自动编程软件。该软件具有虚拟制造的齿形设计、加工仿真,生成并保存G代码,与数控机床远程通信等功能。用户使用该软件在大型普通的数控铣床加工大模数齿轮可减少编程时间,提高生产率、优良品率和加工精度。     

用三轴数控工具磨床修磨球头刀的原理与算法

提出了在三轴数控万能工具磨床上实现球头立铣刀修磨的方法,这是一种基于迭代寻优的磨削运动轨迹生成方法．以等螺旋角球头立铣刀的修磨为例,给出了详细的算法和计算实例．该方法能在保证刃磨精度要求的同时,获得平稳的机床运动轨迹,并可推广应用于其他类型回转刀具的修磨     

空间曲面三轴联动加工的宏程序编程算法

以半球面的数控铣削加工为例,研究了采用手工编程的方法实现空间曲面的三轴联动加工的宏程序编程算法.同时针对所采用的宏程序编程算法,以FANUC 0i MD系统编程为例,编制了半球面三轴联动的数控加工程序,并在斯沃数控加工仿真软件上进行了仿真加工,证明了编程算法的有效性.