经济型数控车床的对刀及刀偏的计算方法探讨

介绍了一种在数控车床上的对刀及刀偏的常用调试方法 ;并提出了在基准刀更换后 ,不再设立基准刀时 ,新装刀具的刀偏通过任意一把已知刀偏的刀具来调试计算求得 ,而不影响其它已知刀偏的一种新的刀偏调试方法。     

随机换刀式加工中心刀库的大直径刀具控制

针对随机换刀的盘式刀库加工中心,提出了一种结合宏程序、PMC程序和参数设置来实现自动换刀的控制的方法,解决了大直径刀具的换刀问题,该方法在FANUC-0 iMC系统加工中心上调试成功。     

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。     

基于滚刀复合破岩物理实验的盾构刀间距设计

刀具布置是盾构刀盘设计中的重要组成部分,直接影响到掘进的切削效果、出土状况和掘进速度。针对不同地质条件下,为满足盾构地质适应性,实现高效破岩。采用盾构刀具破岩机理实验台,对工程样岩开展不同刀间距破岩实验,分析破损岩渣质量,探究不同地质条件下的最佳破岩刀间距。与经验数据进行对比,结果表明：合理的刀间距能够提高破岩效率、减少刀具损耗,有效降低刀具成本,为不同地质条件下开展其他盾构工程进行刀间距设计提供了一种可行的方法。     

三角网格模型五轴加工刀轴矢量调整及优化

为消除全局干涉,提出了一种基于K-D树及刀具离散的高效刀轴矢量调整算法.算法首先以有限个点离散表示刀具,然后利用K-D树快速查找刀具的可能干涉点,并在此基础上计算调整后的刀轴矢量.为避免过大的刀轴矢量突变,提出一种分角度区域方法优化刀轴矢量.实例验证表明:算法能够高效实现全局干涉避免及刀轴矢量优化.     

齿形刀与普通刀具的形痕区别

目的：总结出齿形刀与普通刀具的痕迹特征区别，分析主要影响因素。方法：通过模拟实验，制作痕迹样本；在立体显微镜下，分别观察、测量齿形刀、普通刀具的结构及其痕迹特征。结果：得出了齿形刀、普通刀具所形成的砍切、刺切痕迹在痕迹壁、创口形状、痕止缘等部位的特征区别。结论：齿形刀、普通刀具在木质、软组织、纺织物上形成的痕迹特征存在很大差异，为刑事技术人员在推断刀具种类时提供技术支持。     

加工中心机械手无法取出刀具的维修

加工中心的自动换刀装置(ATC)有两种常用类型的换刀方式,一是刀具从刀库中直接由主轴交换,二是依靠机械手完成主轴与刀库上刀具的交换。第一种换刀方式适用于小型加工中心,刀库较小,刀具较少,换刀动作简单,出现掉刀,机械手无法从主轴和刀库中取出刀具,换刀错误等故障时容易发现并能及时排除。取刀,换刀错误是一种危险的故障,由于无报警,机床将继续工作,直到发生设备事故报警。由于换刀与众多位置开关和PLC控制程序及CNC处理过程有关,应重点检查这几部分。手工将实际刀具刀位调整到与控制系统中的一致,再执行换刀。     

直齿剐齿刀结构设计与计算

针对剐齿发展的迫切需求,提出一种直齿剐齿刀结构及其参数计算的方法.首先简述了剐齿原理,进而提出直齿剐齿刀前、后刀面的结构形式.在明确刀具结构形式基础上,给出刀具参数及计算方法,并且推导出刀具的齿形误差.采用上述方法设计制造刀具,利用自行设计制造的数控剐齿机床进行实际加工,经Gleason Metrology Systems检测,工件齿形精度达7级,表明上述刀具设计方法有效、可行.     

基于刀具姿态控制的刀轴矢量规划算法

目的 研究在五轴铣削加工中,刀轴矢量规划对曲面加工效率的影响,通过合理的规划刀轴矢量,解决铣削加工过程中加工效率低的问题。方法 基于刀具姿态控制的研究方法,分析刀具姿态角对加工带宽的影响;根据被加工曲面的曲率变化,动态的调整生成刀具姿态角,完成对刀轴矢量的合理规划。结果 笔者所提方法能够在避免局部干涉的情况下,获得最佳的刀具姿态角,可以有效地减少刀具轨迹长度,加工效率提高了20.02%。结论 在刀轴矢量规划过程中,合理地控制刀具姿态角,能够有效地减少刀具轨迹,提高加工效率,改善加工质量。     

一种新的四轴加工刀轴矢量算法

根据回转型自由曲面四轴加工的特点，对刀轴矢量的形成进行了分析研究，提出了一种新的计算刀轴矢量算法，用垂直于回转轴的平面与刀具运动方向和前导角形成的圆锥面求交，生成刀轴矢量，该算法很好地解决了当曲面法矢在回转平面内投影为零时，刀轴矢量难以的问题，加工实例表明，该算法稳定，可靠，具有实用价值。     

整体叶轮五轴粗加工多级刀位规划的计算方法

针对整体叶轮五轴粗加工刀位轨迹自动生成的问题，提出了一种刀位规划的方案，通过对叶轮通道的几何分析，采用多级荒加工方法对加工余量较大的区域进行局部加工，完成了对叶轮扩槽加工的预处理后，再采用小尺寸刀具对叶轮进行粗加工。由于各级荒加工刀具尺寸的不确定性，因此以总加工时间最小为目标函数对刀具尺寸进行优化组合，分别给出了各级刀位轨迹的规划算法，并已在自行开发的整体叶轮计算机辅助制造（CAM）软件中得到了成功的应用。     

圆柱直齿轮铣削加工无干涉刀具路径规划

针对圆柱直齿轮的多轴铣削精加工, 提出一种无干涉刀具路径规划方法. 首先,建立齿轮包络铣削运动模型,准确描述铣刀和工件之间的运动关系;其次,在齿轮齿廓精确模型描述的基础上,通过残留高度曲线与刀具圆弧的求交,计算出残留高度点;根据残留高度点到刀具圆弧中心之间的距离等于刀具半径,计算出刀具路径曲线上的下一刀位点;依次递推计算出等残留高度进给下的所有刀位点;再次,以等残留高度刀位点计算结果为基础,残留高度约束下,计算出等弧长进给和等径向进给的刀位点;然后,通过距离法判断刀具与工件是否存在全局干涉,给出刀具不同刀位点对应的刀偏角,局部干涉通过调整刀具半径来避免;最后,通过仿真计算实例验证所提出方法的可行性和有效性.     

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。     

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，在此基础上建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。     

基于蒙特卡洛法的铣削让刀误差概率分布预测

基于斜角切削理论,建立铣削力计算模型,求解得到铣削力.构建薄板受力变形的挠度函数,结合刀具的受力变形求解刀具-工件耦合变形的铣削让刀误差.采用神经网络拟合方法,求出输入铣削参数与输出最大让刀误差的函数关系.考虑刀具参数、材料参数、工件参数以及加工工况等随机参数对金属切削的影响,利用蒙特卡洛方法,对输入参数进行抽样,将参数样本代入神经网络拟合的函数模型中,获得铣削让刀误差样本,并分析其概率特性,从而提出一种铣削让刀误差的概率分布预测方法,较确定性计算铣削让刀误差的方法更加符合实际.     

型腔高速螺旋刀路轨迹规划算法

针对现有型腔铣加工刀路规划方法难以满足高速切削的问题,提出了一种基于椭圆形偏微分方程的刀路规划算法.首先,由二维稳态下的温度平衡方程导出偏微分方程,将型腔边界偏置一个刀具半径,作为偏微分方程的边界,并将边界条件赋为0,以此建立刀路规划模型.然后,对边界内部的区域进行均匀离散,利用Delaunay算法构建三角网格单元,利用有限元法求解椭圆形偏微分方程,由偏微分方程的解构建等距线.最后,由等距线生成螺旋铣刀路,并对螺旋刀路进行了加工验证.实验结果表明,采用所提出的方法获得的螺旋铣刀路明显改善了机床的运动性能,提高了加工效率.     

关于剔除冗余刀位点的刀具 半径补偿的研究

C刀补能够根据相邻轮廓段的信息自动处理两个刀具中心轨迹的转换,并在转接点处插入过渡直线,从而避免了刀具振荡现象的发生。随着现代制造业的发展,越来越多的加工的数据来源于CAM生成的海量数据,加工路径往往是由大量的小线段构成,在缩短型刀具半径补偿情况下出现造成过切的刀位点。根据刀具半径补偿原理,实现了一种新型的刀具半径补偿算法,该算法能有效剔除冗余刀位点,并且用C++实现了该算法,给出了相应的仿真实例。     

自由曲面三元叶轮5轴数控粗加工刀位生成算法

针对自由曲面三元叶轮的特点，将鼓锥形刀具引入到三元叶轮粗加工中，提出了基于动态模型的刀位生成算法．该算法引入时间因素，即时计算各时间节点叶轮特征曲面，建立了动态模型模拟加工过程，能真实地反映刀具与叶轮的空间关系，降低了加工病害发生的可能性；采用等距离偏置法生成走刀轨迹，进而计算粗加工刀位信息，并通过干涉检验进行刀位修正．由于鼓锥形刀具与被加工曲面具有良好的曲率匹配性，从而增大了加工带宽，可实现宽行线接触加工．与此同时，通过对进刀深度、偏置距离的合理优化，避免走刀冗余，减少了刀迹总长度，从而提高了加工效率．实例证明由此生成的粗加工刀位具有高效、可靠的特点，效率比同直径球头刀具等距离偏置法提高约27．5％．     

加工尺寸变化趋势及刀具寿命研究

为解决在机械加工中由于刀具磨损而产生的机械加工质量下降问题,提出对机械加工尺寸进行分析.在对机械加工尺寸跟踪检测和对检测数据进行建模分析的基础上,对刀具磨损状况及寿命进行估计和预测的方法;将加工质量控制与刀具监控统一起来,为机械加工设备的换刀决策提供了一种新思考方法.     

数控车床加工曲面时径向刀补的应用

本文分析了成形刀具在数控车床加工曲面时建立和撤销径向刀补时的合理轨迹,提出了正确建立和撤销径向刀补的关键方法,及其起刀点、开始切削点、结束切削点和退刀点的选择方法。