锥螺杆-衬套副的曲面成形方法及其密封机理

针对现有锥螺杆-衬套副曲面成形方法复杂、难于实现成型加工等问题,提出了一种基于平面截面圆和圆柱螺旋线的锥螺杆-衬套副曲面成形方法,并通过空间啮合理论,建立了锥螺杆-衬套副的螺旋曲面方程.系统地研究了其空间接触特性及其密封机理,并通过运动仿真分析验证了锥螺杆-衬套副运动过程中不存在轴向位移的理论.研究结果表明:提出的锥螺杆-衬套副曲面成形新方法具有数学建模简单、便于数值计算和曲面成形加工的优点,有利于提高锥螺杆-衬套副的空间接触特性和密封性能,以便使其满足容积式海水液压泵的工作条件.     

螺旋曲面成型抛光用千叶轮的廓型设计及修整方法

为了提高螺杆转子螺旋曲面的加工效率和表面加工质量,提出了一种采用砂带千叶轮成型抛光螺杆螺旋曲面的新型工艺方法.砂带千叶轮是一种具有抛光质量好、寿命长、效率高、成本低等优点的异型涂附磨具,为获得千叶轮的几何形状,研究了千叶轮成型抛光运动的原理,建立了千叶轮与螺杆螺旋曲面的数学模型,确定了空间啮合接触线,设计了千叶轮的廓型,给出了千叶轮廓型数据的计算实例,利用三维软件进行了啮合模拟仿真,搭建了简易修整试验装置并完成了对千叶轮的修整加工试验.结果表明:利用砂带千叶轮成型抛光螺杆螺旋曲面具有可行性.     

凸螺杆转子旋风铣削技术的研究

为提高凸螺杆的加工效率和加工精度,将具有切削平稳、效率高等特点的传统旋风铣削技术与具有轨迹控制灵活等特点的数控技术相结合,提出了内旋风数控包络铣削螺杆螺旋曲面的新方法.从最小有向距离原理出发,将控制轨迹的计算问题转化为求解距离函数的最小值问题,得出了能准确、快速计算出刀具轨迹的方法,并给出了计算实例.结果表明,采用内旋风数控包络铣削技术可大大提高凸螺杆的加工效率和加工精度.     

拼焊板成形过程控制参数优化设计

为解决拼焊板（TWB）成形数值模拟中的强非线性问题并消除计算噪声效应，提出了一种基于近似优化技术的最佳成形过程参数求解方法.采用响应面方法（RSM）构造每次优化迭代的目标和约束逼近曲面，逐次迭代收敛得到全局最优解.借助空间映射（SM）技术的代理模型求解响应面和相关优梯度，利用一个精细模型为下一优化迭代修正设计点.选取拉延筋成形阻力和压边力控制参数为设计变量，选取成形极限图（FLD）标准为约束条件，建立最小化焊缝偏移量为目标函数的优化模型.优化计算结果表明，该方法能有效求解拼焊板成形过程参数，使焊缝有害偏移量减少75%以上.     

基于刀具实际廓形的刀位轨迹计算方法

为解决由于刀具磨损和制造误差对复杂曲面精加工的影响,根据刀具的实际廓形计算刀位轨迹,首先利用机器视觉测量系统检测刀具的廓形,从而获得实际刀具曲面,然后采用自适应等参数法规划加工路径,最后利用最小有向距离原理和曲面空间离散的方法计算刀具曲面和工件曲面的最小有向距离,通过调整刀具位姿,使刀具的刀触点恰好在工件的理论面上,从而得到优化的刀位轨迹。实验表明,采用这种轨迹计算方法编制的数控加工程序能够加工出满足精度要求的曲面。     

柱形棒铣刀铣削锥形螺杆的切削形面产生机理

为了采用柱形棒铣刀实现几何形状较复杂部件螺杆挤出副的高精度铣削加工,根据刀具与工件的空间几何关系,利用柱形刀具截面与工件的实际切削点建立数学模型.经过理论分析推导出在开槽和精加工时由柱形棒铣刀所铣削的实际螺旋形面,说明了其为近似倒锥形而非圆柱形,进而提出了由反求计算校正铣刀摆角的方法,并通过实际试切实验验证了理论分析的正确性.该方法可用于实际切削加工前的计算,以正确确定刀具摆角,有效提高锥形螺杆曲面的加工精度和效率.     

自由曲面等粗糙度数控加工刀具路径规划

从自由曲面数控加工特点和工程应用需要出发，提出了基于等粗糙度原则的刀具路径规划方法。与其它刀具路径规划方法相比，能够进一步提高零件的加工精度，省去其它后续精加工工序，缩短加工时间，节约加工成本。在计算刀具路径时，将空间点的计算映射到平面参数域内进行，保证了算法的稳定性、可靠性。     

用计算机仿真的方法设计加工螺杆压缩机转子的盘形铣刀的刃形

本文介绍了设计螺杆压缩机加工螺旋齿面的盘形铣刀刃形的计算机仿真方法.此方法已在新的双边非对称圆弧及圆弧生成线齿形的研制中得到应用。从而提出了一种有效的方法,由端面齿形方程或端面型线上的离散点计算出螺杆压缩机用盘形铣刀的刃形。     

螺旋转子的啮合分析及其计算机动态模拟

应用微分几何和共轭曲面理论对螺杆压缩机共轭的阴阳转子螺旋面的空间啮合运动进行了分析.建立了阴阳转子螺旋面方程式,推导出了转子螺旋面的法向量和啮合方程式,在此基础上,为便于用户在计算机屏幕上直观考察阴阳转子的啮合运动情况,用Visual C6.0编程实现了各种型线的阴阳转子啮合运动的计算机动态模拟,为螺杆转子的优化设计提供强有力的CAD技术和软件工具.     

锥形双螺杆挤出机螺杆转子的数控制造技术研究

一对相互啮合的锥形螺杆转子是锥双螺杆挤出机的核心部件，其加工精度直接影响到挤出机性能.传统加工方法的加工精度和加工效率都较低，所加工螺杆转子的啮合特性和互换性都较差.为了提高挤出机的性能水平，在深入研究锥双螺杆几何特征的基础上，提出了一种利用柱形棒铣刀的五轴联动数控铣削螺杆转子的新型数控铣削制造方法，设计制造了五轴联动螺旋槽专用数控铣床，并且设计开发了与其相配套的螺杆数控加工自动编程系统.该项研究成果提高了锥双螺杆的加工水平，具有显著的工程意义.     

螺旋转子的啮合分析及其计算机动态模拟

应用微分几何和共轭曲面理论对螺杆压缩机共轭的阴阳转子转螺旋面的空间啮合运动进行了分析，建立了阴阳转子螺旋面方程式，推导出了转子螺旋面的法向量和啮合方程式，在此基础上，为便于用户在计算机屏幕上直观考察阴阳转子的啮合运动情况，用Visual C6.0编程实现了各种型线的阴阳转子啮合运动的计算机动态模拟，为螺杆转子的优化设计提供强有力的CAD技术和软件工具。     

Circular Interpolation Algorithms of 5-Axis Simultaneous CNC System

Spatial circular arc can be machined conveniently by a 5-axis NC machine tool.Based on the data sampling method,circular interpolation in two-dimensional plane is discussed briefly.The key is to solve the problem of circular center ex- pressed in the workpiece coordinate system by means of the transformation matrix.Circular interpolation in three-dimensional space is analyzed in detail.The method of undetermined coefficient is used to solve the center of the spatial circle and the method of coor- dinate transformation is used to transform the spatial circle into the XY-plane.Circular arc in three-dimensional space can be ma- chined by the positional 5-axis machining and the conical surface can be machined by the continuous 5-axis machining.The velocity control is presented to avoid the feedrate fluctuation.The interpolation algorithms are tested by a simulation example and the inter- polation algorithms are proved feasible.The algorithms are applied to the 5-axis CNC system software.     

Research on CNC Turning System of Aspheric Machining Grinding Wheel

The technology of machining aspheric surface with high precision is the premise for the application of aspheric surface. The grinding machining with error compensation is a commonly used method to machine aspheric surface, which will directly influence the quality of aspheric workpiece surface. Multifunctional CNC grinding wheel truing system is a four-axis CNC truing system which can be applied to grinding wheel truing. In this system,DSP-based multi-axes motion control card is adopted as the controller, and visual C is used as development tool.When the design of hardware and software is completed, the system can implement truing of various grinding wheel with high precision aspheric machining such as plane gripding wheel, arc grinding one, and sphere grinding one.     

无瞬心包络法铣削异形螺杆时金属切除率计算

对用无瞬心包络法加工异形螺杆时金属切除率（MRR）的算法进行了研究,提出了一种计算金属切除率的有效方法,为应用准适应控制方法对螺杆铣床进行进一步控制,以提高表面加工质量、减少振动噪声、提高加工效率奠定了基础．     

单螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性及灵敏度分析

为提高数控机床整机可靠度,基于赫兹接触理论,对单螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性及灵敏度进行研究,利用单螺母滚珠丝杠副的导程、接触角、丝杠公称直径、滚道曲率比、工作载荷等技术参数建立了轴向接触变形的理论模型.根据滚珠丝杠副的轴向接触变形小于加工精度的原则,建立滚珠丝杠副可靠性模型.利用改进一次二阶矩法分析和计算单螺母滚珠丝杠副的可靠度和灵敏度。结果表明:适当增大滚珠丝杠副的导程以及减小滚道曲率比可提高滚珠丝杠副的刚度,减小工作载荷可以降低滚珠丝杠副的轴向接触变形,提高滚珠丝杠副的可靠度.     

Continuity control method of cutter posture vector for efficient five-axis machining

During five-axis machining of impeller, the excessive local interference avoidance leads to inconsistency of cutter posture, low quality of machined surface and increase of processing time. Therefore, in order to improve the efficiency of five-axis machining of impellers, it is necessary to minimize the cutter posture changes and create a continuous tool path while avoiding interference. By using an MC-space algorithm for interference avoidance, an MB-spline algorithm for continuous control was intended to create a five-axis machining tool path with excellent surface quality and economic feasibility. A five-axis cutting experiment was performed to verify the effectiveness of the continuity control. The result shows that the surface shape with continuous method is greatly improved, and the surface roughness is generally favorable. Consequently, the effectiveness of the suggested method is verified by identifying the improvement of efficiency of five-axis machining of an impeller in aspects of surface quality and machining time.     

凸凹接触式行星滚柱丝杠的啮合承载特性

为提高行星滚柱丝杠的承载能力,分析优化行星滚柱丝杠的螺纹牙型,提出一种基于凸凹接触的啮合方式。设计凹圆弧的丝杠和螺母牙型轮廓,基于空间啮合理论推导螺纹曲面方程、空间啮合方程,并基于赫兹接触理论和变形协调方程建立负载分布模型;采用数值计算的方法对啮合点位置、轴向间隙和接触应力进行求解,系统揭示了牙侧角、螺距等参数对啮合点位置、轴向间隙和负载分布的影响规律,并对比分析标准式和凸凹式行星滚柱丝杠的接触应力。结果表明:牙侧角对轴向间隙的影响最大,丝杠和螺母的凹圆弧半径变化对接触点位置和轴向间隙几乎没有影响,但对承载能力影响十分明显;与标准式相比,凸凹接触式行星滚柱丝杠的承载能力有较大的提高,丝杠和螺母凹圆弧半径越小承载能力提高越明显。本研究为研制高承载、高使用寿命的行星滚柱丝杠提供了优化设计和分析的依据。     

氧化锆义齿铣削工艺参数优化及其加工实验

为合理选择初次烧结氧化锆陶瓷义齿在铣削加工时的工艺参数以及加工路径规划方式,以提高加工效率及质量,建立以提高材料去除率和降低表面粗糙度为目标的函数,采用理想点法、最小偏差法和线性组合法,优化出精加工阶段的工艺参数;以磨牙冠表面加工为例,采用UG CAM系统规划刀具加工路径,粗加工采用型腔铣,精加工分别采用固定轴铣中的曲面铣削往复模式、区域铣削跟随周边模式及区域铣削往复模式3种规划方法.实际加工结果对比表明:在相同工艺参数及刀具条件下,区域铣削往复模式规划方法加工得到的牙冠表面质量最好.