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％．     

自由曲面数控粗加工的一种新方法

提出了一个自由曲面三轴数控粗加工的方法。其中粗加工毛坯体的几何模型由零件曲面线性过渡构造。具体内容包括：加工层的确定，等参数刀具轨迹生成以及圆柱端铣刀的干涉检测等。     

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.     

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。     

五坐标加工整体叶轮粗加工刀位规划

针对具有等长叶片和长短交错叶片的叶轮,通过对其气流通道的几何分析,确定了叶轮的粗加工边界和最大刀具直径.采用均匀分层法对叶轮进行粗加工刀具路径规划,针对某一层给出了之字形走刀和三角形走刀的刀具路径规划算法.计算表明,与常规的单向等参数线法相比,之字形走刀法具有计算简单、抬刀次数少的优点,三角形走刀法不但抬刀次数少,而且切削路径长度明显减小,这些将有利于叶轮粗加工效率的提高.对于某一种走刀方式,通过连接切削层上的刀位点和盖盘曲面上的对应点,确定了五轴侧铣叶轮的刀具轴线方向,避免了刀具与叶片曲面和轮毂面的干涉.最后通过实例验证了算法的可行性.     

数控加工曲面的工艺分析

主要针对曲面加工,提出如何改变行距,选择合适的工艺参数与合理的工艺方案来提高曲面加工的质量和效率。     

一个面向数控加工的曲面数字化模型

提出了新的曲面数字化模型，该模型的精度控制准则消除了现有刀位点计算误差分析中的不可靠因素。基于该模型，提出了一个新的参数曲面数控加工刀位点生成方法，有效地提高了刀位点生成速度。     

三角Bézier曲面粗加工刀轨生成算法

为了解决三角Bézier曲面粗加工刀轨生成效率低以及存在的刀轨干涉等问题,提出了一种基于三角Bézier曲面粗加工刀轨生成算法.该算法采用R*S树建立三角Bézier曲面模型的动态索引,可快速获取瞬时加工区域三角Bézier曲面片,进而迭代计算无干涉刀位点.建立了三角Bézier曲面的z向包络线,根据z向包络线与切削平...     

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。     

组合曲面加工的运算符法

提出了构造组合曲面和相应走刀轨迹的运算符法，并详细地讨论了它的原理，概念和程序的实现，该方法由单片曲面的定义，单片曲面有效域的定义，基线的定义，曲面运算表达式的定义，曲面运算程序的自动运行等几部分组成，其计算耗时很少，基于曲面运算符法的实用软件已在ＩＢＭ微机上开发成功。     

复杂曲面多点切触加工特征参数线刀轨规划

为了使旋转法得到更好的应用,对旋转法的多点切触加工特性进行了深入分析,提出了特征点和特征参数线的概念.在此基础上,提出了适用于旋转法的特征参数线刀轨规划算法,首先利用旋转法确定圆环面刀具的最优刀位,然后通过迭代判断使下一条刀路的左特征参数线和当前刀路的右特征参数线在精度范围内重合,并由此实现刀轨的编排.算例表明,特征参数线刀轨规划算法可有效产生光顺无干涉的刀路,可充分利用旋转法加工带宽的优势,与等参数线法相比,其加工效率得到了明显的提高.     

组合曲面加工刀具轨迹生成算法

提出一种组合曲面加工无干涉刀具轨迹的生成算法。组合曲面是一组在拓扑上互不相关的曲面元素集合。组合曲面加工中存在2种干涉：一种是曲面元素自身的干涉;另一种是曲面元素间的干涉。算法对这2种干涉统一处理,首先将组合曲面三角化,形成多面体模型;然后由三角形多面体模型生成刀具轨迹。基于交线的三角化过程和干涉区域的缩小判断,使得算法稳定、快速。最后给出其应用实例。     

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.     

基于激光测量点云数据的五坐标加工刀轨生成

针对以往由点云构造曲面或三角网格，再根据曲面或网格生成刀轨的方法复杂、工作量大的问题，研究了直接从激光测量点云数据生成五坐标数控加工刀轨及干涉处理的方法．通过计算点云模型的曲率，确定切削步长和行距，采用基于点云的干涉检查模型，推导出干涉处理的解析式，得到了无干涉加工刀轨．实例表明，算法运行速度快，稳定可靠．     

无约束雕塑曲面多轴数控参数线加工方法

采用参数线差分方法,用直线逼近参数曲面的参数曲线去实现雕塑曲面的数控加工,根据Ｃｈｏｕ Ｓｈｕｏ－Ｙａｎ算法解决了数控多轴加工中无约束的刀轨自交问题,给出多轴数控加工对刀具的初始位置及工件内,外轮廓的数学表示,最后用矢量运算的方法生成了理想刀心轨迹。     

一个面向数控加工的曲面数字化模型

提出了新的曲面数字化模型，该模型的精度控制准则消除了现有刀位点计算误差分析中的不可靠因素．基于该模型，提出了一个新的参数曲面数控加工刀位点生成方法，有效地提高了刀位点生成速度     

加工内孔圆体成形车刀精确设计

本文提出了一种加工内表面的国体成形车刀精确设计方法，并结合实例进行了计算验证．     

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．