基于MMR的三角网格曲面五轴加工刀轨生成算法

为了提高三角网格曲面五轴加工的加工效率,提出了基于最大材料去除率(maximal materialremoval rate,MMR)的平底刀五轴加工刀轨生成算法。首先计算无曲率干涉且具有最大材料去除率的网格曲面五轴加工的刀具方位角;然后在确定网格曲面可能干涉区域的基础上,提出刀触点处干涉性假设,并以最大材料去除率、刀具无曲率干涉和全局干涉为约束条件,采用二分法确定具有最大材料去除率的无干涉刀具方位角;最后采用截面线法生成三角网格曲面MMR平底刀五轴加工刀轨。通过实验验证了采用文中算法生成的刀轨进行加工能够获得较高的加工效率和表面质量。     

用极坐标投影法产生自由曲面铣削刀具路径方法的研究

应用微分几何工具,计算自由曲面的法矢、主曲率及其极值。由于自由曲面多采用多轴加工,且应考虑干涉、刀具轨迹规划和切削行距的确定等问题,故提出用极坐标投影法获得刀轴矢量和干涉区域的方法,通过刀触点偏移一定矢量长度的方法,可以得出切削行距及刀具轨迹。通过获取刀轴矢量的平滑变化,提出了求取刀具路径的方法从而避免了刀具碰撞的发生。     

三种不同刀具加工自由曲面时干涉检查的研究与比较

针对3种不同刀具加工自由曲面时的干涉检查做出研究。提出一种新的干涉检查方法，不仅可以检查曲面加工时的局部干涉。还可以对曲面加工时的全局干涉进行检查。并用此方法对3种不同刀具加工自由曲面时的干涉情况做比较．验证提出干涉检查方法的完整性、精确性和实时性。可指导曲面加工时刀具的选择。用实例证实该方法及算法是合理可行的。     

自由曲面3轴NC加工的全干涉检查研究

对自由曲面用球头刀进行3轴NC加工的干涉检查方法进行了研究,提出了一种新的干涉检查方法,该方法不仅可检查曲面加工时的局部干涉,而且还可对曲面加工时的全局干涉进行检查。通过与传统干涉检查方法的比较,并对不同刀具半径下干涉结果的比较,验证了本文提出的干涉检查方法的完整性、精确性和实时性,可指导曲面加工时刀具的选择。最后的实例证实了该方法及算法是合理可行的。     

五轴加工中局部曲率的计算及其应用研究

针对复杂曲面五轴数控加工中的局部干涉的检验与修正问题,运用微分几何理论推导环形刀刀触点处刀具曲面和工件曲面沿任意方向的曲率分布函数.根据局部曲率,建立了判断有无干涉的条件.对示例曲面和给定的加工刀具进行了曲率计算并绘制出了曲率分布函数图形.对所得到的图形进行分析表明,所推导的曲率公式和建立的无干涉条件完全正确且符合实际加工情形.     

曲面平头刀加工无干涉刀位轨迹自动生成的算法研究

提出了一种新的曲面平头立铣刀加工无干涉刀位轨迹自动生成的算法。该方法将曲面分成凸区域及非凸区域,将对凸区域采用快速算法,而非凸区域则进行干涉检查和处理。论述了三轴及五轴加工时局部刀具过切干涉和全局刀具干涉的检查和处理。     

考虑节能条件下的自由曲面加工刀具路径优化研究

在数控加工过程中不同的刀具路径所产生的能耗和加工效率不同，为了降低自由曲面在数控加工过程中的能耗，提高加工效率，从节能和高效率两个方面对刀具路径进行优化。建立以节能和高加工效率为优化目标，以主轴转速、每齿进给量、径向切削深度、轴向切削深度和机床设备性能为约束条件的刀具路径数学模型。分析待加工自由曲面的面曲率和残余高度，对加工步长和行距进行合理计算，以此为依据将待加工曲面离散成点云即为刀触点。为避免遗传算法过早陷入局部最优解，引入模拟退火算法对遗传算法进行改进，使用改进后的混合算法对自由曲面刀具路径进行优化。通过仿真加工和实验加工对比了优化路径与传统路径，结果证明了优化方法的有效性。     

五坐标端铣刀加工复杂曲面轨迹的规划

针对复杂曲面加工干涉现象,提出一自动识别的系统,该方法通过计算曲面曲率来判别是否干涉并消除干涉。该算法明显减少了刀具路径生成时间,提高了加工效率。     

复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法

提出了复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法。该算法在保证刀具不与被加工曲面发生干涉的基础上 ,使得刀具扫描面与被加工曲面在刀触点处切平面上每个方向的曲率相匹配 ,由此规划的等残留高度刀具轨迹能改善曲面加工精度和加工效率     

模拟退火遗传算法在自由曲面数控加工中的实验

在自由曲面的加工中,一直面临着加工时间长的问题,本研究以提高加工效率为目的,通过分析待加工自由曲面的面曲率、残余高度等参数,计算出合理的加工步长和行距,并以此为依据将待加工曲面离散成点云即为刀触点。将刀具路径规划问题转化为求解TSP问题的最优解,为避免遗传算法早熟陷入局部最优解,引入了模拟退火算法进行改进,使用改进后的混合算法进行刀具路径寻优。对优化方法进行了仿真加工、实验加工及测量,结果表明优化方法相比传统方法刀路长度最多减少303.4mm,相对缩短了12.3%,加工效率提升较为明显,并且加工表面也取得了较好的加工效果。