回转刀具数控磨削刀位轨迹生成

提出用通用砂轮数控磨削回转刀具的刀位轨迹定义及其约束条件,在此基础上确立了刀位轨迹的生成原理和计算方法,并以零前角滚刀前刀面的数控磨削为例,详细讨论了干涉分析、干涉处理及刀具截形检验的方法和原理．     

回转刀具数控磨削加工中的数学模型

首先对一般回转刀具的刀刃曲线的广义螺旋运动参数进行了统一定义，然后遵循“回转刀具表面模型→刀刃曲线模型→前刀面、后刀面模型”的路线建立了回转刀具的数学模型，为刀位轨迹计算及回转刀具的数控磨削加工奠定了理论基础。     

曲面加工中避免全局刀具干涉的方法

分析和归纳了现有曲面数控加工中的全局刀具干涉（碰撞）检验算法,提出了一种新的在刀位轨迹生成过程中检测和避免全局刀具干涉的方法,该方法先依据斜立方体凸包法粗检现行的刀具方向与斜立方体凸包之间是否存在干涉,若不存在,则该刀具方向是可行的;若存在,则需通过进一步的详细检测法来判断该空间自由曲面与现行的刀具方向之间是否真正存在全局刀具干涉．该方法能有效地避免全局刀具干涉,提高无干涉刀位轨迹的生成速度．     

曲面加工中避免全局刀具干涉的方法

分析和归纳了现有曲面数控加工中的全局刀具干涉（碰撞）检验算法,提出了一种新的在刀位轨迹生成过程中检测和避免全局刀具干涉的方法,该方法先依据斜立方体凸包法粗检现行的刀具方向与斜立方体凸包之间是否存在干涉,若不存在,则该刀具方向是可行的,若存在,则需通过进一步的详细检测法来判断该空间自由曲面与现行的刀具方向之间是否真正存在全局刀具干涉。该方法能有效地避免全局刀具干涉,提高无干涉刀位轨迹的生成速度。     

回转刀具数控磨削加工中的数学模型

首先对一般回转刀具的刀刃曲线的广义螺旋运动参数进行了统一定义,然后遵循“回转刀具表面模型→刀刃曲线模型→前刀面、后刀面模型”的路线建立了回转刀具的数学模型,为刀位轨迹计算及回转刀具的数控磨削加工奠定了理论基础．     

五轴数控加工中心刀心运动轨迹分析

给出用绝对坐标系表示的含两个回转工作台的刀心轨迹计算方法，采用等步长逼近法进行线性逼近处理，进行凸面加工时为避免刀具干涉，提出了凸面梯形补偿算法，得到了绝对坐标系下五轴加工中心的无刀具干涉的刀位数据计算公式，为五轴加工中心自动编程系统的数控数据获取提供了理论依据，此算法已用于五轴ＣＮＣ系统的控制软件设计中。     

平头立铣刀无过切干涉刀位轨迹的自动生成

提出了一种空间自由曲面平头立铣刀无过切干涉的刀位轨迹自动生成的新方法,对三轴和五轴联动数控加工的情形加以了详细论述,并在计算机上成功地实现了无过切干涉刀位轨迹的自动生成。     

平头立铣刀无过切干涉刀位轨迹的自动生成

提出了一种空间自由曲面平头立铣刀无过切干涉的刀位轨迹自动生成的新方法,对三轴和五轴联动数控加工的情形都加以了详细论述,并在计算机上成功地实现了无过切干涉刀位轨迹的自动生成．     

三阶切触法加工自由曲面无干涉刀位规划

基于三阶切触法刀具包络曲面的局部重建原理,提出了刀具可行空间约束下平底刀加工自由曲面的无干涉刀位规划方法. 通过工件表面到刀具轴线的距离来分析刀具与工件的局部和整体干涉,并解析求解二阶切触刀具姿态,进而建立二阶切触无干涉刀具可行空间. 在此基础上,通过计算设计曲面与包络曲面沿进给垂直方向的诱导法曲率导数,在可行空间内优化搜索最接近三阶切触的刀位. 拉伸曲面和螺旋曲面的刀位规划和切削带宽的计算结果表明,该方法可以有效地避免刀具干涉,并显著提高加工效率.     

非球头刀数控加工无干涉刀位的计算方法

针对非球头刀五轴数控加工复杂曲面的干涉问题。提出了一种无干涉刀位自动生成算法，主要涉及干涉检测和干涉避免两个方面．该方法基于曲线到曲面最短距离算法进行干涉检测，计算刀轴和邻近曲面的最短距离，求取最大干涉量；根据最大干涉量进行刀位调整得到无干涉刀位．该方法的有效性已通过叶轮的加工得以证实．     

复杂曲面砂带磨削自适应刀具轨迹优化算法

多轴数控砂带磨削刀具轨迹优化是复杂曲面加工领域的难点之一.本文以复杂曲面多轴数控砂带模削刀具轨迹优化为对象,建立了以刀具效率、刀具路径长度和加工时间为目标的优化目标函数.通过分析砂带模削宽行和弹性加工特点对加工精度的影响,提出了考虑磨削过程中的刀具变形与砂带磨损,建立误差补偿机制,保持磨削量稳定的自适应优化算法模型,设计了算法步骤.     

整体叶轮五轴数控粗加工刀位轨迹规划

针对具有分流叶片的整体叶轮五轴数控粗加工,提出了一种刀位轨迹规划方法.采用偏置轮毂面分层加工方法对整体叶轮进行粗加工刀位轨迹规划,根据叶轮流道的几何特征,将叶轮的1个粗加工区域分成5个加工单元.在每个加工区域内,选用直径最大的刀具,计算边界面的刀位轨迹,再由边界面的刀位轨迹插值计算得到整个加工区域的刀位轨迹.利用VERICUT软件进行加工仿真,结果表明所提出的刀位轨迹生成算法可行.     

复杂螺旋面包络铣刀位轨迹仿真方法

针对复杂螺旋曲面加工误差问题,开展了对其空间包络铣刀位轨迹算法的研究。研究中采用计算机仿真的数 值计算方法,将加工过程中刀具工件的动态啮合关系通过时间离散和空间离散转换成一个空间几何问题,通过建立 刀具回转面与工件螺旋面的空间三维模型,并推导实现刀具工件啮合关系的坐标转换矩阵,并将刀具与工件两曲面 的最小有向距离的求解转变为一个二维问题,最终建立了刀位轨迹仿真算法,获得了编制数控代码的参数信息。试样 加工结果表明,利用该方法得到刀位轨迹参数进而编制的数控加工程序,能够加工出满足精度要求的螺旋面。同时也 分析了加工廓形误差分布及其影响因素。     

Loop细分曲面数控加工刀具轨迹的生成

细分曲面可以方便地表示任意拓扑结构的光滑曲面 ,正逐渐成为自由曲面造型的有力工具 ;细分曲面的加工是其工业应用的基础。给出一个用于 L oop细分曲面数控加工的无干涉刀具轨迹生成的实用算法 :首先在不考虑干涉的情况下 ,由 L oop细分曲面的初始控制网格直接计算生成刀触数据 ;然后通过对刀具干涉条件的分析 ,确定干涉区域 ,去除产生干涉的刀触点 ;最后将刀触数据转换为无干涉的刀位数据。该算法提供了对基于细分曲面表示的实际零件进行曲面加工的理论基础     

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.     

复杂曲面的数控加工与仿真技术

数控加工是通过计算机控制刀具做精确的切削加工运动，与传统的机加工工艺有较大的区别。曲面数控加工刀具轨迹的生成，组合曲面的粗、精加工，刀具轨迹优化、干涉处理、切削过程动态仿真一直是在CAD／CAM系统中实现数控编程的关键技术。本文主要介绍数控加工的一般工艺技术和关键工艺要点。主要包括：进刀与退刀工艺规划、粗加工工艺、残留区域加工工艺、精加工工艺和动态仿真。     

五轴端铣锥形摆线齿轮齿形的数值模拟与试验（英文）

为了提高锥形摆线齿轮齿面的加工质量和效率,提出端铣锥形摆线齿轮的工艺技术.建立端铣刀有效切削椭圆的数学模型,提出利用前倾角和侧倾角分别解决端铣刀局部干涉与刀杆碰撞干涉问题的方法.建立端铣锥形摆线齿轮的几何模型和五轴数控仿真模型,获得其刀具轨迹.数控仿真结果表明:各参数设置合理,加工轨迹均匀顺畅,无加工干涉.在五轴数控铣床上利用端面铣刀实现精密锥形摆线齿轮的无过切加工,验证端铣锥形摆线齿轮的加工方法的可行性和有效性.     

构建球面砂轮磨削立铣刀前刀面的游动坐标系

根据球面砂轮磨削立铣刀前刀面的特点和法前角的定义,提出一种基于刀具设计法前角和刀刃曲线的游动坐标系的构建方法,以主动控制被磨削刀具的法前角,并推导出为确保刀具设计法前角而在刀位计算中应遵循的前提条件,避免了以Frenet标架为游动坐标系时必需的迭代运算,使刀位计箅得到简化.最后,以典型的圆锥球头立铣刀前刀面的磨削加工为例,利用以 AutoCAD2006为平台开发的仿真加工模块,验证了所构建的游动坐标系的有效性.     

凸轮磨削数控程序的设计

本文叙述了几种由不同数学函数描述的凸轮型面的数控磨削方法。它们可以是外型面,也可以是内型面的。对于因砂轮直径偏差(刀具)或者被磨削型面基圆偏差(工件)所引起的加工误差也作了分析。最后提出一种采用对分试算法计算刀具轨迹的新方法,可简化数控编程计算问题。     

复杂曲面刀具轨迹干涉的消除算法

无干涉刀具轨迹的生成是复杂曲面数控加工编程中十分重要的问题。本文提出了一种基于三角化曲面的刀具轨迹干涉消除的算法。该算法已成功应用于作者开发的CAM系统中,实践表明该算法稳定可靠,效率较高。