基于等残留高度的数控加工刀具轨迹规划方法

刀具轨迹规划是复杂工件曲面制造与加工中的核心环节，对于工件成品质量有着极其重要的影响。为获得加工性能良好、较为光顺的刀触点轨迹，设计一种基于等残留高度的数控加工刀具轨迹规划方法。考虑曲面的曲率变化，首先，以减小相邻两个轨迹线间的依赖性为目的，利用等残留高度法规划刀具的移动轨迹。为使刀触轨迹线能够达到自由曲面边界，设计基于密切圆追踪的边界处理方法，实施简单的延伸处理。通过设定的距离判定条件与角度判定条件实施奇异折线点的判定，实现刀具轨迹的奇异波动处理，使所生成的轨迹过渡平缓、光滑连续，真正具备较好的加工性能。测试结果表明，设计方法的残留高度值主要分布在0.2～0.25这一区间内，占比达到53.28%,而0.25～0.3的占比较低，说明该方法能够充分地利用残留允差，有着较高的加工效率。     

任意曲面叶片四坐标数控加工刀位轨迹的生成方法

提出了一种四坐标联动等残留高度端铣加工任意曲面叶片的方法．针对刀轴摆动的四坐标机床，首先建立了后跟角和摆转角之间的函数关系，以满足加工过程中刀轴矢量始终平行于摆刀平面的要求，然后采用平底刀的等残留高度方法进行刀位轨迹规划，并通过调整后跟角使加工带宽最大化，该方法在提高四坐标联动加工效率的同时，也使得将五坐标联动加工刀位轨迹的规划方法移植到四坐标中成为可能。     

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。     

考虑非线性误差补偿的五坐标数控加工走刀步长改进算法

研究了五坐标数控加工中特有的非线性误差,提出一种改进的五坐标数控加工走刀步长算法,在前置处理中即考虑补偿非线性误差。在走刀步长计算过程中,同时考虑弧弦逼近误差与非线性误差,将总的加工误差看作是刀轨参数的函数。该函数求导困难,难于通过给定误差直接计算走刀步长。对弦截法迭代格式进行改进,改进后的方法能够保证正确解在迭代过程中始终位于收敛区间内,并采用改进后的弦截法计算走刀步长。实例计算表明,所提出方法在计算走刀步长过程中能够对非线性误差进行有效的补偿,满足等加工误差要求,同时改进后的弦截法能够收敛到正确解,且收敛速度快,效率高。     

自由曲面数控加工中非线性误差分析与走刀步长的确定

走刀步长的合理确定是影响曲面加工精度与效率的重要问题。该文对三坐标数控加工中因离散直线逼近所导致的刀具运动非线性误差进行了较严格的理论分析 ,其误差按照轮廓法向定义 ,将目前的二维弧弦近似处理提高到三维意义下基于刀具包络运动的较精确的估计 ,所提出的分析方法适用于多种类型刀具 ,并得出了归一化的计算表达 ,在此基础上满足给定精度要求的走刀步长估计及其简化算法     

基于包络面的网格曲面等残留高度路径规划

研究面向三角网格曲面数控加工的刀具路径设计，提出了一种基于刀具包络面的等残留高度刀具路径生成算法.该算法首先建立刀具运动刃口回转面的包络面方程，然后通过相邻轨迹刀具包络面求交得到残留曲线，并利用全局搜索和局部搜索两个步骤精确地计算残留高度值，据此判断当前刀位点是否满足等残留条件，若不满足则沿行距方向搜索等残留刀位点，最后进行加工干涉检查和处理.算例分析的结果表明，由本文的算法生成的刀具路径残留高度均匀，刀轨长度较短，无加工干涉，在保证加工精度的前提下，能够有效地提高加工效率.     

基于主曲率匹配的五坐标刀位轨迹优化

为了克服传统五轴加工采用固定走刀方向和后跟角的加工方法的不足,提出了一种基于刀具扫描面与曲面主曲率匹配、以行距最大为目标的走刀方向和后跟角的优化算法,实践证明,这种方法能够优化刀位轨迹,提高加工效率。     

刀具补偿在数控编程中的应用研究

刀具补偿的目的、种类、补偿方法及灵活应用。刀具补偿功能指令通常用于补偿在刀具更换时因刀具半径和长度变化而带来的加工误差项目。如果将此项补偿功能灵活地应用于没有更换刀具的情况下，假象刀具的半径和长度发生了变动，把该变动量作为加工余量进行技术处理，可以起到简化手工编程程序，提高数控加工效率之作用。     

自由曲面五轴平底刀加工路径的NURBS化

在对等残留高度的路径规划方法进行改进的基础上，以较高的精度求得了刀具路径上的离散切削点；并基于NURBS样条插补理论，实现了在五轴机床上使用端铣刀加工自由曲面时加工路径的NURBS化，解决了曲面加工中，以真线插补计算的切削点点列作为加工机床的输入时，加工文件容量过大且加工路径不连续的问题。实例表明了在精度相同的情况下，该方法相对于直线插补理论，在减少加工数据量方面及保证刀具沿加工路径运动时速度连续方面具有明显的优越性。     

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。     

时间步长对格子玻尔兹曼法模拟室内气流精度的影响

基于格子玻尔兹曼法的大涡模拟（LBM-LES）是湍流模拟的新方法,但不恰当的时间步长δt可能会影响其计算精度。首先理论总结了δt可能对LBM-LES湍流模拟造成的影响,阐明过大的δt会导致速度场产生压缩性误差,而过小的δt会导致超松弛碰撞产生速度场的数值振荡。其次,通过对等温室内气流案例进行LBM-LES模拟,定量讨论了δt引起的压缩性误差和数值振荡问题。结果表明,δt较大时流场密度变化剧烈,且格子玻尔兹曼单位的马赫数（M）超过0.3的区域中速度场产生了明显的压缩性误差。同时,过小的δt导致平均及脉动风速均产生了数值振荡,这在网格分辨率较高时尤为明显。建议模拟时在确保δt足够小以满足最大风速区域的M<0.3的基础上,尽量增大δt以防止产生数值振荡。     

叶轮数控加工工艺方法研究

本文针对五轴联动加工的典型零件叶轮为例,详细阐述了五轴数控编程的过程,结合UGNX软件,着重介绍了叶轮五轴数控编程中难点,刀具轴控制的多种方法,经实际加工证明,该加工方案合理,刀轴控制简单灵活,为类似零件的加工提供了参考。     

盘状凸轮曲线的数控加工方法研究

利用数控机床的结构特点,采用“单圆弧等误差法”加工盘状凸轮曲线表面,将凸轮轮廓曲线离散成多段圆弧,使圆弧的拟合误差近似相等,从而进行数控加工程序的编制。     

改进的Voxel模型及其精度验证算法的研究

分析了五轴数控加工仿真中常用的三维实体建模方法的优缺点,并提出了改进的Voxel模型,可以有效的降低模型的空间复杂度,同时结合三向Dexel射线求交算法和动态标志位复位技术,能够有效的提高切削判断计算速度,保证数控仿真的实时性.在此基础上,引入了精度验证的概念,阐述了各种精度验证算法的思想,并将Z&N精度验证算法应用于改进的Voxel模型中,达到验证模型误差在可接受范围内的目的.     

面向五轴加工的双NURBS曲线插补算法

采用双NURBS曲线进行五轴联动直接插补来基本消除非线性误差的方法,给出以双NURBS曲线模型进行恒定进给速度插补的算法.将该算法与传统的线性插补方法产生的非线性误差进行了仿真分析,结果表明,该算法能有效控制非线性误差,使五轴数控系统具有高速复杂轨迹运动控制能力.     

截距法的误差和在图上把等高度线当作直线所产生的误差的纠正问题

利用截距法解算天体视差三角形并在纸上绘图计算船位固然很实用,但是大家知道它在理论上却有四个原因与实在情况不符合,因而截距法只是一种近似的解。它在某种的情况下,可以使船位产生一些误差,这个误差就一个等高度线来讲,我们可以认为体现在三个方面:     

蒙特卡罗法在人体红细胞光散射研究中的应用

详细叙述了用蒙特卡罗法模拟人体红细胞在静止状态和Couette流动中变形成椭球形时的前向小角度光散射的过程,考虑了稀悬浮液中透射过红细胞的光,利用反常衍射(anomalous diffraction)理论计算红细胞变形度及三轴参数,与标准的模型数据相比较,误差较小,证明了该方法的可行性.