五轴加工中奇异问题分析及优化方法

五轴加工中旋转轴的运动会造成加工奇异问题,影响零件表面加工质量.以摆头/转台回转型五轴机床为例,通过分析相邻刀轴矢量间运动与实际加工中刀具运动路线的非线性误差,得出旋转变化率为影响五轴加工奇异问题的主要因素.笔者基于旋转变化率提出一种奇异问题优化方法:通过控制旋转变化率对刀轴矢量进行调整,从而有效避免五轴加工中的奇异问...     

感应切削机

美国自动化智能有限公司最近推出一种智能工具——旋转感应器.这种感应器可用来监测刀具的磨损程度,以使磨损过度的刀具在加工零件之前更换掉.旋转感应器安装在钻孔,锪孔和扩孔等切削合金的刀具上.它的传感系统是由一组量规和微处理器组成.微处理设备安装在刀具前端的套爪卡盘或丝锥驱动机上,并尽可能地靠近涉及的切削刀.智能工具的传感设备由遥感系统控制,其中应交仪可以测量刀具受到的力矩、推力和径向载荷,微处理器将这些信息进行数字化.     

刀具补偿功能在数控加工中的应用

为了简化零件的数控加工工程量,使数控程序与刀具形状及刀具的尺寸无关,NC系统大都提供刀具补偿功能。刀具补偿功能在数控加工中应用非常广泛,其对简化数控程序、降低编程难度以及提高程序运行效率和提高零件加工精度都具有十分重要的意义。本文分析了刀具半径补偿与刀具位置补偿两种形式的影响,并介绍了刀具补偿的方法。     

可转位刀具的动态可靠性灵敏度研究

可转位刀具在断续切削加工时,其主要失效形式是疲劳破损.刀具各设计参数的选取直接影响刀具的可靠度.以应力-强度干涉模型为基础,建立了可转位刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在切削加工时的可靠度变化规律.在此基础上与灵敏度分析方法相结合,推导了刀具各设计参数的动态可靠性灵敏度计算公式,并给出了各设计参数的动态可靠性灵敏度的变化曲线.研究表明,刀具各设计参数的改变对其可靠性的敏感程度大小不一,对敏感参数的选取要加以控制,以提高刀具的可靠度和被加工零件的精度.同时为提高刀具系统及整个机床的可靠性提供理论依据.     

带误差补偿的刀具智能监控系统

以数控车削加工为例,建立刀具状态向量,通过神经网络BP算法程序综合分析,建立刀具智能监控系统,并与机床定位误差补偿系统联动,完成提高加工精度和刀具工况监察的综合智能控制。     

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,...     

基于STL实体模型离散化的数控加工仿真研究

数控加工仿真就是利用计算机仿真技术对数控加工代码进行验证,模拟刀具、工件几何体、加工环境、刀具路径和材料去除的过程,消除因程序误差而导致的机床、刀具、夹具损坏及零件报废等,提高加工的效率.然而,由于仿真过程中所用毛坯、刀具的数据量过大,使得仿真的速度很慢.为了解决这一问题,使用UniGraphics软件生成STL(Stereo lithographic)文件,通过VC跨平台调用STL文件,最终将其离散化为仿真系统所需数据,大大加快了后续仿真的速度,同时,使用STL文件可以增加系统的可扩展性.     

磁场作用于工艺系统对切削过程影响的试验

通过试验研究磁场作用于工艺系统对切削力、刀具磨损、系统稳定性及加工精度的影响，根据切削区摩擦系数的对比试验和磁畴理论分析了磁场对刀具刃磨后表面残余应力的影响。对其机理进行了探讨。研究表明，磁场作用结果使刀具磨损减小、切削力降低、工艺系统稳定、加工精度提高。     

数控加工中心刀具长度补偿的研究

数控加工中心加工一个零件往往需要数把刀，为了简化编程，CNC系统采用刀具长度补偿可使在编制零件的加工程序时，不必考虑刀具的实际长度．阐述了刀具长度补偿的原理，研究了数控系统使用长度补偿指令G43（G44）和H完成长度补偿功能，提出了刀具运行的实际位置与编程中指令位置的计算方法．论述了刀具参数在CNC系统中的内存分配，分析了刀具长度补偿的方式、特点及CNC系统中刀具长度补偿功能与其他指令的关系．结果表明：使用刀具长度补偿功能提高了加工效率，     

基于VB的非圆齿轮加工刀路轨迹三维仿真

利用VB编程实现对三维软件Solid Edge的二次开发,建立了加工刀具的模型库.根据刀具齿廓上任意点的运动轨迹方程,计算和生成刀具在不同位置时的三维模型,从而实现三维环境下椭圆齿轮加工的运动仿真.本系统可观察到刀具的运动轨迹及齿轮的加工结果,判定设计齿轮的可加工性.系统运行效果良好,为非圆齿轮传动提供了一种数字化设计...     

机床主轴/刀具联结系统的扩张理论与方法

应用弹性力学理论分析了高速状态下离心力对主轴/刀具联结系统特性的影响,提出了主轴装夹刀柄时的过盈量与脱松角速度、主轴外径与刀柄内径之间的关系,同时还提出了主轴/刀具联结系统在离心力作用下膨胀后联结间隙与过盈量之间的关系.研究表明,合理设计机床主轴外径与刀柄内径之间的关系、正确选择刀柄材料以及结构能有效防止机床主轴/刀具联结系统的弹性变形,提高机床的加工精度.     

基于振动信号时域分析法的铣齿机故障诊断

高速干切数控螺旋锥齿轮铣齿机在铣齿加工过程中存在振动现象明显、稳定性差、加工精度低,所加工的工件齿面有振纹等技术问题。为了解决这些问题,通过对铣齿机的结构和切削受力进行分析,建立了铣齿机刀具主轴系统的振动模型。依据振动模型设计了基于铣齿机的振动测试实验方案;并完成了振动信号的采集。在信号处理中,为了从实验数据中解析出故障特征信息,采用了时域分析法中的波形诊断方法和数值分析诊断方法。根据振动信号的时域分析结果,得出了机床产生振动的根源,即机床主轴存在轻微的不平衡、主轴前轴承存在损伤和刚度不足的问题。研究结果为机床结构的优化设计提供了参考依据。     

电磁动力吸振器式转子在线监测方法研究

电磁动力吸振器具有重大的工程应用价值。在给出转子＋电磁动力吸振器系统模型的基础上，采用输出调节器理论，设计了电磁动力吸振器控制系统，实现了控制系统的主要目标：在指定的多个频率位置，将转子的不平衡响应减为零，而在其余较宽的频率范围内，抑制了不平衡响应的水平，使之处于非共振量级。因此，用电磁动力吸振器可实现对转子振动的在线控制。在此基础上，因为在电磁动力吸振器控制系统的设计中，构造了反映不平衡力的状态量及其观测器，所以还可以利用状态观测器获得转子的不平衡信息，买现不平衡量的识别，从而给出了用电磁动力吸振器进行不平街识别的方法。该方法的提出，有益于在线监测转子的不平衡状态、及时诊断故障以及无试转的平衡。     

高速气浮电主轴转子系统不平衡响应分析

针对高速气浮电主轴转速高,动力学行为复杂,对不平衡激励敏感的特点,基于推广的拉格朗日方程,建立了高速电主轴转子气体轴承系统的动力学数学模型,获得了自由振动微分方程与强迫振动微分方程。在分析气浮电主轴系统残余不平衡质量产生的惯性离心力及不平衡磁拉力的作用机理的基础上,利用有限元方法,对某最高工作转速为250000 r／min 的高速气浮电主轴转子系统进行了不平衡激励的谐响应分析,揭示了运行于超临界模式的高速气浮电主轴在不平衡激励下的动力学行为,为实际工程应用中的高速气浮电主轴转子系统的优化设计、振动控制等提供了理论依据。     

自由曲面CNC高速高精加工

介绍了在ＣＮＣ系统上实现自由曲面加工运动轨迹直接插补控制的原理、方法与取得的成果，使ＣＮＣ系统具有对工程曲面的直接加工和工艺参数的修改适应能力与高速高精加工性能，直接使用类ＡＰＴ的高级语言，大大简化零件程序信息和加工辅助工作，使曲面精加工经济而高效．     

计算机虚拟仿真技术在数控加工中的应用研究

为有效预防数控加工中机床、刀具和夹具相互之间的干涉碰撞问题,采用计算机虚拟仿真技术,构建了某数控车床虚拟加工仿真系统,重点介绍了该数控车床虚拟装配模型的建模过程．通过设置虚拟机床参数,完成了虚拟环境中的典型零件加工过程仿真,同时进行了数控加工过程中可能发生的碰撞和干涉检查,分析了零件的可加工性和工序合理性,以及检验数控程序的正确性．仿真结果表明：该数控加工虚拟仿真系统的装配建模方法可行,加工仿真过程可有效判断该机床工艺系统可能存在的相互干涉问题,对预防现实加工中的碰撞事故的发生具有指导意义,为数控车床虚拟加工系统的后续开发提供了一种新的视角和途径．     

基于MATLAB的高速铣削力仿真对加工参数的选择分析及系统实现

针对高速铣削加工中工件和机床的偏移使得切削力分布对工件尺寸精度有较大影响的现状,基于目前较为成熟的切屑厚度尺寸效应和有效前角影响的高速动态铣削力模型理论,利用MATLAB函数对铣削力进行预测仿真,研究结果表明在铣削过程中铣削力分布对工件已加工部分的尺寸精度有重要影响;通过改变铣削加工参数对铣削力进行仿真研究,从而选择出合理的铣削加工参数,提高加工效率;利用数据库函数建立起高速铣削力仿真系统,为数控加工工艺参数的选择和优化提供一个有效的工具。     

离心力场中浮选的先进性和缺陷

在离心力场中进行煤炭浮选是一项先进的技术。离心力场强化煤泥的分选效果，提高浮选速度，改善精矿中高灰细泥的夹带现象。离心浮选设备具有占地面积少、节约生产费用等许多优点。但在离心力场中浮选也存在许多被制约的条件，如入浮粒度不能太粗，离心强度不能太大等。本文从理论上研究分析了离心力场浮选技术的先进性和缺陷，以期对研制实用的离心浮选设备有所帮助。     

斜盘式轴向柱塞泵滑靴组的动力学分析研究

柱塞滑靴组件随缸体旋转时,滑靴会受到离心力的作用.由于滑靴的质量中心和转动中心不重合,离心力会引起滑靴的翻转,因而对滑靴组进行动力学分析,可有助于认识滑靴的受力特性,对克服缸体所受的倾覆力矩和防止缸体倾斜提供了理论依据.