球头立铣刀端刃等主后角刃磨法

利用微分几何的基本理论,建立了球头立铣刀端刃等主后角刃磨时,砂轮中心的运动轨迹方程,从而为球头立铣刀端刃后刀面的数控刃磨加工提供了可行的数学模型。     

球头立铣刀端刃等主后角刃磨法

利用微分几何的基本理论,建立了球头立铣刀端刃等主后角刃磨时,砂轮中心的运动轨迹方程,从而为球头立铣刀端刃后刀面的数控刃磨加工提供了可行的数学模型。     

凹面齿圆柱蜗杆磨齿干涉的预报模型

磨齿的凹面齿圆柱蜗杆的齿面是由砂轮表面按包络原理形成的。在一定的砂轮直径及安装参数下磨齿时砂轮和蜗杆的齿面将产生干涉，致使蜗杆齿面发生过切。为了计算出各种参数对干涉的影响，建立了检验这种干涉的数学模型，用以求出不产生干涉的各种临界参数和砂轮直径。     

滚刀铲磨干涉校核的数学方法

本文采用空间座标转换的方法,建立了滚刀铲磨的数学模型。利用这个数学模型在计算机上可以模拟滚刀的铲磨并计算出当铲磨一个刀齿时砂轮与下一个刀齿侧刃与齿根的间隙,从而预测在什么条件下会产生侧刃或齿根的干涉。该方法比常规的作图校核法更准确,迅速,并为滚刀的CAD和CAM提供了数学手段。     

铣削加工法向圆弧锥齿轮的干涉研究

法向圆弧锥齿轮是基于Bertrand共轭原理发展起来的一种新型传动形式，研究内容旨在对该种齿轮的加工进一步完善；以曲率轴为手段研究了该种齿轮采用盘状环面铣刀和指状环面铣刀加工时的干涉问题，通过分析刀具轴线的位置和刀具半径的影响，给出了不发生曲率干涉时应满足的条件；研究结果表明，采用指状环面铣刀加工时一定不会发生曲率干涉，盘铣刀加工时不发生干涉的条件与刀盘直径的最大值有关；研究结果对完善该齿轮的加工工艺具有重要意义.     

纯曲率条纹测量方法研究

提出两次滤三孔剪切干涉法，利用该技术消除混在曲率条纹中的斜率条纹，从而高质量石油纯曲率条纹。     

基于卷屑的球头立铣刀前刀面造型

采用微分几何中的曲率分析方法对球头立铣刀前刀面上端刃法线方向和切屑流出方向的法曲率进行了详细的分析计算，并给出了切屑流经前刀面时卷曲半径的计算方法。     

球头铣刀倒棱刃磨削砂轮轨迹建模

针对带有倒棱切削刃的球头铣刀的磨制中砂轮轨迹生成问题,首先采用解析几何的方法通过坐标系变换,建立了铣刀顶刃切削刃和倒棱面模型,并通过确定倒棱面方程中长度和角度参数的关系进而得到倒棱面磨削轨迹;然后分析了砂轮与倒棱面的接触关系,选用了平行砂轮,在此基础上建立了磨削球头铣刀倒棱面的砂轮中心轨迹和砂轮轴矢量数学模型;最后通过Matlab软件对磨削倒棱面的磨削轨迹、砂轮中心轨迹和轴矢量进行仿真,并采用Saacke磨床磨制了刀具样件,结果表明所建立的数学模型的正确性.     

用杯形砂轮加工凹凸齿圆柱蜗杆时最小砂轮半径的确定

本文分析了用杯形砂轮加工凹凸齿圆柱蜗杆时,砂轮与蜗杆不发生干涉的条件。根据齿轮啮合原理给出了不发生干涉时,确定最小砂轮半径的公式和方法,并根据计算结果给出了简易方法的近似公式,为实际加工提供了理论依据。本文也适用于凹面齿圆柱蜗杆的加工。     

面内变形曲梁的显式单元刚度矩阵

目的针对平面内变形的微圆段进行研究,给出等曲率梁的显式单元刚度矩阵,以便对含等曲率梁的结构进行分析．方法求解等曲率梁的微圆段平衡微分方程,获得等曲率梁的杆端力计算表达式．利用截面内力与应力关系、本构方程以及应变与位移关系,推导等曲率梁的任意截面内力与位移的关系,进而推导任意截面的位移与杆端位移之间的关系．根据等曲率梁的杆端力表达式及杆端位移表达式得到等曲率梁的杆端力与杆端位移的关系式．结果通过对平面内变形等曲率梁研究,给出了等曲率梁的任意截面处内力的计算公式以及杆端力表达式;得到了等曲率梁的任意截面处的内力与位移之间的关系式;给出了等曲率梁的任意截面处位移的计算表达式和杆端位移表达式;得到了等曲率梁的杆端力与杆端位移关系式．结论针对平面内变形的等曲率梁,笔者给出了一种解析的显式等曲率梁的单元刚度矩阵,该单元刚度矩阵可用于含等曲率梁的杆系结构的有限元分析．     

自由曲面砂带磨削轨迹规划与误差控制分析

砂带磨削是提高自由曲面工件型面精度和表面质量的重要手段之一,针对目前自由曲面砂带磨削加工在效率和精度方面存在不足,基于砂带磨削加工的特性,提出了一种基于加工精度控制的自由曲面砂带磨削加工的轨迹规划方法。首先,对实现无曲率干涉的接触轮半径及满足加工允差的接触轮宽度进行了公式推导,结合轮与曲面上加工点主曲率关系,通过双倍体的遗传算法优选出满足自由曲面要求的加工允差,并获取无曲率干涉加工需求的接触轮尺寸参数。然后,基于加工点的主曲率方向实现加工轨迹的自适应宽行距规划,同时采用柔顺处理算法对其点导动规划过程中当曲面存在扭曲时的磨头潜在的大幅往复摆动运动进行了柔顺处理,获得了行距稳定且满足加工时接触轮在磨削点处始终与自由曲面达到最佳贴合效果的磨削轨迹。最后,应用该方法对某航空发动机叶片型面进行轨迹规划,并在数控砂带磨床上进行了加工验证。结果表明：规划的磨削加工轨迹能够使得叶片轮廓截面精度较好地满足加工要求,提高了叶片型面的表面质量和精度,证实了该方法的有效性和实用性。本文提出的轨迹规划方法可科学合理地控制曲面预期加工允差,解决了在自由曲面砂带磨削过程中因接触轮尺寸参数选择不当而引起的局部干涉的计算难题,能够有效提高砂带磨削加工的效率和精度。     

特种回转面铣刀螺旋槽的数控磨削模型及仿真

为了建立适用于各种特种回转面铣刀螺旋槽的磨削模型,基于该种刀具螺旋槽的几何模型,将求解砂轮的运动轨迹与具体的加工工况分开,在刀位轨迹生成后通过后置处理,生成适合于不同数控系统及不同数控机床的加工代码。采用这种方法,不仅大大简化了刀位轨迹的计算和生成,保证了所生成的刀成的刀位轨迹的通用性,而且在实现中确保了砂民刀具不发生干涉,文中还用实例加工仿真结果验证了模型的可靠性。     

Thermo-mechanical properties of bowl-shaped grinding wheel and machining error compensation for grinding indexable inserts

In order to meet the technical requirements of grinding the circumferential cutting edge of indexable inserts, thermo-mechanical properties of bowl-shaped grinding wheel in high speed grinding process and the influence of dimension variations of the grinding wheel on machining accuracy were investigated. Firstly, the variation trends of the dimension due to centrifugal force generated in different wheel speeds were studied and the effect of stress stiffening and spin softening was presented. Triangular heat flux distribution model was adopted to determine temperature distribution in grinding process. Temperature field cloud pictures were obtained by the finite element software. Then, dimension variation trends of wheel structure were acquired by considering the thermo-mechanical characteristic under combined action of centrifugal force and grinding heat at different speeds. A method of online dynamic monitoring and automatic compensation for dimension error of indexable insert was proposed. By experimental verification, the precision of the inserts satisfies the requirement of processing.     

带角圆的回转铣刀研究中的两个问题及其处理

针对带角圆的与轴线成定角的回转铣刀设计制造的两个问题－端面近域刃口不存在和制造中进给速度趋于无穷大的现象，分析了产生的原因是刃口曲线要满足的微分方程在实数范围内无解，提出用平面刃口曲线、与经线成定角螺旋线、等螺距螺旋线3种不同的填补法解决问题的方案并给出对应的数学模型，这3种方法经过试验验证可行可靠，为这类铣设计与制造提供了依据。     

基于双机器人打磨平台控制系统设计

根据轮毂的结构特点,采用“分类分区”的策略对轮毂不同区域制订打磨方案. 重点对打磨空间受限且打磨轨迹复杂的轮毂孔端面区域,提出一种基于双机器人协作打磨的方案,并对双机器人协作控制系统进行详细地设计与介绍. 采用基于模型设计的方法完成双机器人控制系统的设计与开发,并进行机器人打磨轨迹跟踪和轮毂恒力打磨试验. 试验结果表明:一台dSPACE控制器可以实现双机器人控制,完成打磨轨迹跟踪且打磨接触力误差在±5 N范围内,满足轮毂打磨需求.     

基于ANSYS的超高速磨削初始状态的研究

由于一般仿真分析都用简化的单一成份砂轮模型,而实际超硬磨料砂轮为减少昂贵的金刚石或CBN的用量,仅在轮芯表面粘结一层磨料,因此仿真与实际结果存在误差。在虚拟分析中砂轮的模型采用复合结构,采用ANSYS中的粘和技术,体现砂轮的轮芯及磨料的粘结,使分析结果更接近实际。利用有限元软件ANSYS仿真砂轮磨削初始状态,分析在砂轮极强冲击波作用下磨屑形成的条件。结果显示变形最明显的区域集中在磨粒与工件接触区的下方和前方,特别是在磨粒前下方形成一囊状的高压区。由于该区内材料产生了巨大的单向反弹力,迫使已处于半熔化状态的表面材料向压力相反方向即无约束的自由表面流动,从而使磨屑形成。     

硅片精密磨削用砂轮的研究综述

砂轮作为硅片精密磨削加工过程中的关键加工工具备受关注.对硅片精密磨削用砂轮的国内外研究情况进行了总结分析,认为在其制备技术研究方面还需进一步的理论支撑;在磨损与观测评价方法研究方面,宜从砂轮建模入手,结合磨削硅片的材料特性,建立不同磨削阶段的砂轮磨削磨损模型;分析其磨损机理,同时优选砂轮观测评价方法,试验验证磨损过程.