整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工编程

大扭曲叶型带冠整体涡轮叶盘结构复杂,五坐标数控电火花加工中成型电极与加工工件极易发生干涉,成型电极进给轨迹复杂.针对上述问题,采用逆向搜索算法搜索成型电极进给轨迹.利用通道内相邻叶盆曲面、叶背曲面设计成型电极,由逆向搜索算法平移和旋转成型电极,再进行干涉检测;若无法得到合理加工轨迹,可减小成型电极厚度,重复该过程,直至成型电极安全退出,同时得到成型电极最优厚度.控制成型电极平移及旋转步长,生成密度合理的NC加工轨迹.系统验证表明,生成的NC加工轨迹优化、密度合理,成型电极厚度优化.     

基于压缩Voxel模型的整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工仿真验证

提出了基于压缩Voxel模型的整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工仿真、验证新方法.该方法首先构造整体涡轮叶盘仿真工件、成型电极压缩Voxel模型,再根据数控加工轨迹构造成型电极扫描体,最后在三维虚拟空间完成加工过程仿真.利用Marching Cubes方法提取仿真工件表面三角网格,增强了仿真工件显示质量和速度.通过仿真工件压缩Voxel模型与标准CAD模型的三维对比实现了仿真结果分析验证.该方法在某航天火箭发动机整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工编程仿真与验证中得到了应用,效果良好.     

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。     

五坐标联动叶片砂带磨削的刀位点计算

依据叶片型面砂带磨削精加工的加工精度和砂带接触轮与叶片型面的最佳接触条件，提出了叶片型面五坐标联动砂带磨削的刀位点的计算方法。该方法亦适用于对其他复杂型面的砂带磨削加工，并对其他类型数控砂带磨床的刀位计算有一定指导意义。     

航空发动机整体叶盘的五轴数控加工工艺研究

整体叶盘的质量影响空气动力性能、机械效率以及运转平稳性。与国际先进企业相比,国内窄槽道、小轮毂比整体叶盘的制造工艺仍存在加工精度与效率偏低等问题。分析航发整体叶盘基材特性和加工特点,优化工艺路线,设计五轴数控加工工艺与编程方法,采用五轴点位钻孔、3+2五轴定位型腔铣相结合的整体叶盘槽道加工策略,以及合理的刀轴矢量控制,能有效提高整体叶盘加工质量与效率。     

新型三杆五自由度虚轴机床五坐标加工数学模型

研制了一种新型三杆五自由度虚轴机床,建立了五坐标加工数学模型·利用刀具轴线与加工轨迹上曲面法向量的关系及三杆虚轴机床平动的特性,确定了三驱动杆的长度及两驱动轴的转角·该表达式为显式,形式简单,计算量小,易于实现机床五坐标加工的实时控制·另外给出了机床运动学正解及雅可比矩阵·正解及雅可比矩阵为显式,为机床的灵巧性分析、速度分析及误差补偿提供了条件·这种虚轴机床可以实现复杂形面的五坐标加工·     

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.     

微型五坐标测量机激光测头安装误差的标定

针对非接触式五坐标测量机激光测头安装位置误差较大且不易调整的缺点,建立了该五坐标测量机激光测头安装误差的数学模型.选取激光测头的不同姿态,通过测量实物基准的空间位置,给出了误差模型待标定参数的无约束最优化目标函数的外点法惩罚函数.通过计算个体之间的欧氏距离,剔除掉那些相似的个体,从而有效地避免了遗传算法易早熟的问题,完成了对误差模型的求解.实验结果表明,所建立的激光测头安装误差模型不仅适用于扫描测头,而且对触发测头也同样适用,可把该机的空间测量精度从(11.82+L/1 000)μm提高到(1.96+L/1 000)μm.     

五坐标数控加工的非线性运动误差分析与控制

分析了五坐标联动数控系统采用线性五轴插补运动时,与实际的空间非线性连续轨迹之间的理论加工误差;用空间解析几何、齐次坐标变换建立了双转台结构五坐标机床的运动变换数学模型,并结合五坐标数控机床加工过程的线性插补原理,建立了该类五坐标机床的非线性运动误差估计模型,提出了一种非线性误差控制策略.通过仿真分析和试验加工对该模型和控制策略进行了验证.     

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.     

五轴数控仿真刀具运动分析及应用

在五轴数控仿真过程中需要经过一系列的复杂的运动学变换,得到仿真过程中的刀具运动过程.而在刀路轨迹的生成过程以及刀具的运动过程中,由于曲面曲率过大或者步长过大以及旋转的影响,加工过程会出现较大的误差,需要对误差进行分析与控制,得到质量较高的加工曲面.本文通过分析机床运动学的变化,给出了机床运动变化过程以及刀具运动的过程,...     

抛光机磨削加工效率的试验研究

为了提高抛光磨削加工的效率,在分析抛光磨削加工运动的基础上,利用Preston方程确定影响磨削效率的因素,即磨块的目数、压力、磨头转速以及横梁摆动速度.以此4个因素安排正交试验并对试验结果进行方差分析,得出各因素对磨削效率的影响规律以及相应的主次关系,并提出最佳磨削因素的组合方式,从而为指导生产以及对抛光磨削的进一步研究都奠定了良好的基础.     

数控机床热误差实时补偿应用

将由机床热变形引起的、决定工件加工误差的工件与刀具间相对热位移通过机床数控系统的外部机床坐标系偏置来实现实时补偿,并研制开发了高精度、低成本、满足实际加工要求的热误差实时补偿控制器,经数家企业实际生产使用,数控机床的加工精度大幅度提高,从而验证了本方法的正确性和本实时补偿控制器的有效性。     

数控机床的人机工程系统

阐述人机工程在数控机床系统设计中的作用,分析数控机床的人机工程系统。     

高速数控铣床的结构设计

按照模块化设计原则,对影响高速数控铣床刚度、稳定性和抗震性的主要部件进行了分析设计,探讨了设计要求建立三维实体模型,并提出了进行整机装配,完成高速数控铣床的结构设计。     

经济型数控钻的改进设计

以Z4120为机械本体,X、Y轴加装十字滑台,Z轴采用行星减速步进,详细计算了各坐标轴的等效转动惯量,并通过多轴控制器实现经济型数控钻床的设计.     

高性能陶瓷材料研磨抛光机设计

抽水马桶排水阀的密封环普遍采用的是橡胶材料,随着使用时间的延长或在寒冷地带使用,将会出现硬化、老化现象,从而使密封失效,造成漏水现象.陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、抗高温等特点,更适于制作密封环.但其加工工艺及其复杂,成品率较低,且无法大批量生产.研制一种成熟的可批量生产的陶瓷材料研磨抛光机,可大大提高其密封可靠性,降低使用成本,推动陶瓷密封环在工业和民用流体管道上的广泛应用,并在市场中占据有利地位.