基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿研究

叶片类薄壁零件的加工误差测量与补偿,一直以来都是其精密加工的关键和难点。为了提高复杂曲面零件的加工效率与加工精度,采用基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿方法。在复杂曲面零件侧铣加工后,测量并分析实际测点与设计曲面采样点间的误差。通过调整加工刀位实现复杂曲面侧铣加工的误差补偿。以一个叶片的侧铣加工与误差测量为实例,经侧铣加工、在线检测、误差分析、侧铣加工刀位调整、再加工测量等环节,通过实例零件的加工误差在机检测与调整刀位后的误差实验结果的比较,实例零件的加工精度有较大提高,验证了上述方法的有效性。     

基于pro／e复杂曲面加工技术的研究

通过运用Pro／e软件和三坐标测量仪,实现复杂曲面零件的三维数据采集、曲面重建以及数控加工进行了研究和实践应用。为复杂曲面零件加工提供了可靠的、高效的、系统性的加工方法。     

罗茨泵“8“字形转子渐开线曲面加工的探讨

渐开线曲面因其特性和成熟的加工方法被广泛应用于机械工程中.罗茨泵中转子上的渐开线曲面,常用的加工方法有数控镗铣、仿形铣、仿形刨等.本文通过对渐开线曲面形成和特性的分析,给出了在牛头刨床上用展成法加工渐开线曲面的方法.     

等螺距圆弧形球头铣刀刃口曲线的连续性讨论

随着复杂曲面的数控加工任务的增多和数控技术的进步发展,对用于加工曲面的特种回转刀具品种的需求也越来越多,数量也越来越大,因而采用更新的技术对现有回转刀具进行优化设计、降低设备成本投入、简化生产工艺的复杂程度,越发显得重要。文章给出了回转铣刀刃口曲线的通用公式,主要推演了等螺距圆弧形球头回转铣刀刃口曲线的计算公式及其连续性。     

三维超声振动辅助铣磨氧化锆陶瓷的试验研究

分析了三维超声振动辅助铣磨（Ultrasonic Vibration Assisted Grinding, UAG）中单颗磨粒的运动学,采用自主搭建的三维超声振动辅助铣磨加工系统,对氧化锆陶瓷进行超声振动辅助铣磨加工试验.在不同超声辅助条件下,对比铣磨氧化锆陶瓷的法向铣磨力、表面粗糙度和工件表面形貌,研究不同加工参数对三维UAG加工过程的影响规律以及三维超声对铣磨过程的影响.研究结果表明,铣磨氧化锆陶瓷时,法向铣磨力随超声辅助加工维度的增加而减小,三维UAG加工可有效降低其铣磨负荷,且加工参数对法向铣磨力降低幅度的影响最小;法向铣磨力降低幅度随进给速度与切削深度的增大而减小,随主轴转速的增大而增大.氧化锆陶瓷工件的表面粗糙度随超声辅助加工维度的增加而降低,表面形貌逐渐呈现更多的塑性划痕,加工参数对三维UAG加工表面粗糙度的影响最小.由此可见,三维UAG加工中,单颗磨粒切削轨迹长度的增大有利于其切削厚度减小,从而降低铣磨力并改善加工表面质量.     

分片侧铣加工整体叶轮刀位轨迹的生成

为提高整体叶轮叶片数控加工的效率和质量，提出了一种分片侧铣加工法．该方法在一次走刀成形近似直纹面不能满足精度要求的情况下，将叶片曲面分成多片，在每一片曲面上采用侧铣方法加工，用多个曲面片拼接出所需要的曲面．文中对该方法涉及的关键问题——各曲面片上刀位轨迹的算法，包括刀轴方向的确定、刀位轨迹的规划及加工误差的分析进行了讨论．计算机仿真及加工实例验证了所提出的算法的正确性．     

复杂曲面薄壁叶片点铣加工弹性变形预测

针对复杂曲面薄壁叶片点铣加工刀位的特点,建立了平均铣削力预测模型,利用多因素正交试验法对铣削力系数进行了标定,并验证了该模型的正确性.在此基础上,考虑了铣削力与弹性变形之间的耦合效应,提出了复杂曲面薄壁叶片点铣加工过程中弹性变形量计算的迭代格式,并利用Matlab和Ansys集成实现了薄壁叶片在各刀触点处弹性变形量的计算.试验结果表明,弹性变形预测值与实际加工测量值之间的最大偏差为27.255 μm,最小偏差为2.001 μm,平均偏差为11.164 μm,预测结果与实际结果十分吻合.     

三元整体叶轮曲面造型及其计算机辅助制造技术

针对一种三元整体叶轮,采用B样条方法对叶片中性面上顶部和根部的两组数据点进行了插值曲线的反算,进而构造出直纹面形式的叶片中性面和叶片曲面;研究了在五坐标机床上采用球头棒铣刀侧铣加工叶轮时的刀位计算方法,给出了在UG(unigraphics)环境下的叶轮曲面建模方法及其数控加工仿真步骤．研究表明将理论分析与几何仿真相结合,可以暴露问题。显著缩短研究时间,是复杂曲面设计与数控加工刀位验证的有效途径。     

正交车铣三维切屑理论建模研究

针对正交车铣复杂运动所产生变深度、变厚度的切屑问题,基于正交车铣切削理论建立有效的无偏心切屑和偏心切屑的数学模型,从而分别获得圆周刃、端面刃的切屑厚度和深度的数学表达式.在相同切削参数条件下,通过理论建模方法和实验测试方法分别获得三维切屑几何形状,对比分析可知,正交车铣三维切屑理论建模是正确的.因此该切屑的理论模型为正交车铣加工机理的研究提供理论基础和参考依据.     

基于UG的4040S数控雕铣机床身的设计与加工

4040S数控模具雕铣机是一款经济实用的高精密数控雕铣设备,外观大方,结构稳定,易操作,通用性强。本文从机械设计的角度对床身结构进行改进设计;对机床的重心以及Y轴电机进行了详细的力学计算和校核;应用UG软件建模设计完成后,又利用ANSA等分析软件对底座部件结构进行力学分析,最后利用POWERMILL软件直接生成数控程序进行加工。     

一种平面域中三维散乱点的曲面重构方法

针对已知一般平面域的一些三维散乱点数据,提出采用最小二乘法原理求出拟合曲面的系数,根据误差的需求利用切比雪夫逼近原理对拟合系数进行修正的方法,对三维散乱点数据进行拟合,并以叶片为例,利用CAD软件对拟合数据进行曲面重构.实验数据证明,该方法有效地提高了对三维散乱点的处理速度和拟合精度,在复杂曲面表示、加工等领域有广泛应用.     

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.     

离心叶轮反求设计与四轴数控加工研究

对于具有复杂曲面外形的零件采用反求设计,可以大大节约设计时间和设计成本。在介绍自由曲面离心叶轮的三维点数据采集和UG曲面重构的反求设计方法的基础上,给出了基于UG的整体叶轮的四轴数控加工工艺及避免刀具干涉与过切的检查方法,并通过叶轮四轴加工实践,验证了通过反求设计制造叶轮的不失为一种快速有效的方法。     

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。     

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.     

自由曲面轮廓零件的寻位加工方法

为解决难以准确定位的复杂曲面零件的加工问题 ,从信息、控制与机械制造工艺及设备相结合的角度出发 ,提出自由曲面寻位加工这一新的曲面加工方法。对该方法所涉及的曲面零件的自动寻位、基于寻位信息的位姿自适应加工控制等关键问题给出了可行的解决办法。在此基础上开发了曲面零件寻位加工控制软件并进行了仿真验证。理论分析与实验结果表明 ,所提出的方法是可行的 ,为复杂自由曲面零件的无定位加工开辟了一条新的有效途径     

复杂三维流形的两类四穿孔球面和

在邱瑞锋、王诗宬和张明星证明了可定向闭曲面加厚及某些复杂三维流形的平环和具有亏格可加性的基础之上,从2个可定向闭曲面加厚沿着不可压缩四穿孔球面进行黏合出发,利用三维流形组合拓扑的讨论技巧和方法,通过分析四穿孔球面在相黏可定向闭曲面加厚上的2种不同分离形式,证明了可定向闭曲面加厚及某些复杂三维流形的两类四穿孔球面和具有亏格可加性,将复杂三维流形某些带边曲面和具有亏格可加性推广到更加一般的情形.     

基于UG和Vericut复杂曲面零件设计与加工

为了有效提高复杂曲面零件的加工质量和加工效率,该文首先分析复杂曲面零件数控加工的难点,接着以QQ公仔模型为例,论述了UG和Vericut软件在数控加工中应用过程,包括曲面造型、工艺安排、仿真加工、实体切削验证,结合3轴联动FANUC数控加工中心实现了实际的数控加工。通过实践表明,该方法提高了复杂表面零件表面加工质量,能缩短产品设计与制造时间,提高了生产效率。     

难加工合金材料复杂曲面磁性磨料光整加工技术

磁性磨料光整加工技术是一种非常重要的光整加工技术,与低频振动和超声振动相结合,可实现高精度、高质量和高效率的光整加工。介绍了磁性磨料光整加工、振动辅助磁性磨料光整加工及超声辅助磁性磨料光整加工技术的原理和特点及相关的国内外研究现状。根据难加工合金材料复杂曲面的特点,提出实现复杂曲面磁性磨料光整加工,需要就以下问题开展进一步研究和探索:通过提高加工间隙的磁通量密度及磁能与其他能量复合来提高光整加工效率;建立复杂曲面磁性磨粒光整加工过程控制函数;探讨在磁极工具的空间几何约束作用下复杂曲面磁性磨料光整加工工艺的规划方法等。     

基于UGNX的整体叶轮逆向建模与五轴编程

复杂的叶片曲面导致整体叶轮的测量、逆向再设计及数控编程非常困难.通过测量整体叶轮样品关键特征点,基于UGNX对点云进行逆向并用曲面模块生成了三维模型,应用UG/CAM中叶轮加工专用模块,实现了叶轮五轴数控编程.在利用IS&V消除干涉、过切等现象的前提下,用五轴加工中心加工出了叶轮.本方法也适合其他同类型的整体叶轮逆向、设计及五轴数控编程.