一体化曲面共形频率选择表面雷达罩

频率选择表面雷达罩能有效提高飞行武器的隐身性能,而复杂不可展开曲面上频率选择表面的加工存在技术难题。本文利用CST仿真软件,分析了基于Y-型单元结构的二维无限大频率选择表面的电磁传输特性,同时构建三维雷达罩内置相控阵天线模型,分析了不同扫描角度下曲面雷达罩的透射率和瞄准误差,从理论上论证了方案的可行性。在此基础上,提出了一种基于多自由度激光机器人与旋转台联动的一体化曲面厚屏频率选择表面雷达罩加工方案。微波暗室测试结果表明,制备的共形曲面FSS雷达罩带内透射率达到80%左右,带外透射率低于10%,展示了良好的电磁滤波特性。这种工艺能够满足各种大型共形曲面FSS雷达罩的一体化加工需求。     

自由曲面数字化磁性磨粒光整加工机床

介绍一种自由曲面数字化磁性磨粒光整加工机床,着重介绍其原理、结构、组成、工具、磁性磨料、曲面数字化测量和编程方法。该机床通过对模具曲面的数字化测量和自动编程,得到磁极与工件保持一定间隙沿工件表面运行的加工轨迹,利用吸在工具磁极上的磁性磨料为工具,通过磁极带动磁性磨粒作高速旋转,实现工件自由曲面光整加工的自动化。     

新型的复杂曲面磁粒光整加工机床

介绍了一种复杂曲面光整加工机械--三坐标数字化磁粒光整加工机床.该机床通过对复杂曲面的数字化测量和自动编程,得到磁极与工件保持一定间隙沿工件表面运行的加工轨迹,利用吸附在工具磁极上面的磁性磨料为工具,通过磁极带动磁粒沿工件表面作高速旋转,从而实施对工件表面的光整加工.该机床的研制成功实现了复杂曲面光整加工的自动化.     

基于UG软件的芯盒内表面抛光路径生成方法

近些年,随着数控技术和CAD／CAM技术在模具工业中的广泛应用,数字化和机器人等抛光方法对复杂模具曲面进行抛光处理的应用得到了较快的发展,并成为模具曲面加工中行之有效的方法。本文针对芯盒内表面抛光过程中的不同抛光曲面,分析了UG模具曲面加工运动中各种路径的生成方法;     

面向高效节能的复杂曲面分区数控铣削加工优化方法

复杂曲面加工常采用统一的切削参数和刀具路径完成整个曲面加工,未考虑复杂曲面几何特性变化对能耗和加工时间的影响关系。以复杂曲面为研究对象,根据曲面曲率特性并运用模糊聚类算法对复杂曲面进行分区。在此基础上,针对每一个分区曲面,采用正交试验方法确定能耗和加工时间综合最优的切削参数和刀具路径,即实现复杂曲面加工总能耗最低和加工时间最短。最后,将所提出的曲面分区铣削优化方法与传统曲面整体铣削方法作对比,验证了所提方法的有效性。     

基于特征的曲面高速加工方法的研究

高速切削技术是大型复杂曲面加工的重要手段.在运用球头铣刀对大型复杂曲面进行整体加工时,由于参与切削的切削刃单元的分布状态和数目的变化使切削载荷不均匀,切削力波动加剧,影响曲面加工质量和刀具寿命.同时,不同形状特征的曲面组合使整体加工很难选择合理的加工工艺.本文在分析了上述问题的基础上,从曲面加工特征的角度出发,提出了对曲面从微分几何理论和实际应用中的刀轴倾角进行分类,根据曲面分类对复杂曲面进行分区域并选择合理的刀具轨迹生成方法,从而提高大型复杂曲面的加工精度和效率.     

基于活动标架理论的加工目标曲面再设计及刀位计算

为解决大型低刚度复杂曲面零件精度难以保证的加工难题,针对精加工目标曲面几何面形未知、随机形变误差远大于设计公差的实际加工特征,研究基于E.Carten活动标架理论的加工目标曲面再设计正向建模技术,以及以参考廓形及几何参数实测数据为依据的刀位点计算方法。在分析了可测参考面、加工基准面及加工目标面空间位姿关系的基础上,根据物理或几何约束要求,采用数字化手段再设计出精加工目标曲面,并利用曲面模型重新计算曲面加工刀位点。通过某型号液体火箭发动机变壁厚喷管冷却通道的加工试验验证,表明所提出的再设计数字化加工方法满足这类高物理性能和高几何精度曲面零件的加工精度要求。     

机器人柔性砂带磨削加工力控制研究与应用

为了实现柔性加工复杂曲面工件,设计了一种机器人柔性砂带磨削力控制系统。该系统不仅可以兼顾灵活变换机器人的位姿,而且又根据砂带磨抛机加工效率高的特点,比传统磨床更具柔性,更能适应加工复杂曲面工件。磨抛机既能使砂带柔性张紧和快速地调偏,还能实现被动力控制。机器人末端通过安装的六维力传感器,实现机器人的主动力控制。将这两种力控制技术有效结合起来,组成了机器人柔性砂带磨削力控制系统,能够更好地实现磨削过程中的磨削力控制。最后,该机器人柔性磨削力控制系统对钛合金试块和航空复杂曲面叶片进行加工实验,结果都表明工件的表面加工一致性好,而且其表面质量完全满足加工工艺要求,证明了该机器人柔性砂带磨削加工力控制系统的实用性和有效性。     

新型切削加工机器人常用表面加工方法研究

在分析了传统切削加工机器人刚性差、精度低的基础上,研制成功了一种新型切削加工机器人。该切削加工机器人不仅具有机器人一样灵活的柔性,而且具有金属切削机床一样的刚性,特别适合于空间自由曲面的加工与测量等。在坐标变换理论的基础上,提出了切削加工机器人关联矩阵加工理论。并且根据这一理论,给出端铣刀立铣加工平面的计算方法。通过ADAMS进行仿真,验证了所开发的切削加工机器人的可靠性以及关联矩阵加工理论的正确性,为控制和数控编程提供依据。     

基于模糊死区补偿的曲面加工机器人PD控制研究

针对曲面加工机器人中的死区,提出了一种基于模糊补偿的PD控制算法,该算法用模糊死区补偿器实现机器人中的死区补偿,PD控制算法用于机器人关节的轨迹控制,从而消除死区对机器人轨迹控制的影响;为了验证该算法的有效性,在MATLAB仿真平台进行了数字化仿真,仿真结果表明:与传统的PD控制算法相比,本文所提出的基于模糊死区补偿的PD控制算法能够有效的对机器人中的死区进行补偿,提高了曲面加工机器人的位置精度,减少了位置误差,从而提高了加工精度。     

非回转体大圆弧面的数控加工

非回转体零件是机械加工中常见零件之一,文章主要介绍该类零件大圆弧面的数控加工方法。内容包括零件加工的工艺分析、工艺方案及工艺措施的制订、数控加工程序的编制等。     

曲线孔电火花加工SMA机器人的研究

采有表状记忆合金（SMA）功能材料,仿照蚯蚓等软件动物的蠕动与挠曲原理研制出了曲线孔仿电火花加工机器人,采用该机器人可方便地加工出形状复杂的空间曲线孔,分析了该机器人的加工原理,以及变曲导向部分的构成与导向机理。     

柱面曲线轮廓零件加工技术的研究

以两种典型零件为例,研究了利用车削中心的车铣复合加工功能高效加工中小规格柱面曲线轮廓零件的新技术,包括数控加工工艺规划、夹具设计与加工、加工编程、数值计算和程序校验等。研究结果表明:该技术可由柱面曲线轮廓的平面展开图直接进行编程,而不必进行复杂的三维建模编程;对于柱面均布曲线轮廓的辅助编程,EXCEL软件是一种有效的工具;通过合理的夹具设计和工艺规划,能够实现在车削中心上一次装夹完成夹具和零件的车铣加工。     

适应数控加工的三维曲面建模

论述了适应数控加工B样条曲面建立的方法,指出了B样条曲面具有一、二阶连续的特性,可以用多个曲面片的拼接而组成任意形状的自由曲面,从而解决了数控加工中空间曲面建模的难题,为建立空间自由曲面提供了理论依据.     

三坐标曲面加工的行距与走刀路线

介绍了影响三坐标曲面加工走刀行距的四个因素、优化三坐标曲面加工方案的方法以及三坐标曲面加工走刀路线的选择方法。     

补加工技术在CAXA中的研究与应用

曲面交线、曲面凹陷处及等高线加工中平坦面的补加工是曲面加工的难点.对CAXA制造工程师的4种补加工方法进行了理论分析,探讨了其刀具轨迹生成算法,并给出了区域式补加工和等高线精加工中平坦部补加工的应用实例.     

线切割五轴联动加工技术开发与仿真

为解决复杂曲面零件的加工难题,开发了以"转、摆、摆数控工作台"为核心的复杂曲面电火花线切割加工系统.分析了复杂曲面线切割加工的运动规律,提出电火花线切割五轴加工计算机仿真技术研究方法.通过运行相应的仿真程序,可以在计算机上直接观察到电火花线切割加工的全部过程,获得了比较理想的仿真结果.开发出一套加工性能稳定的五轴联动电...     

虚拟制造中基于刀具磨损的复杂曲面加工误差补偿

基于数控铣削加工仿真系统,研究了在虚拟制造环境下对球头铣刀磨损引起的曲面加工误差的预测与补偿。建立了与加工参数相关的球头铣刀磨损模型,用于预测球头铣刀切削刃的磨损量,提出了球头铣刀铣削加工误差的补偿方法,并通过实验验证了该方法的有效性。     

五轴微段平滑插补算法

在五轴加工编程中,计算机辅助制造系统对曲面加工通常采用以折代曲,采用大量的微小G01直线段来加工曲面,在曲率半径较大的工件表面会出现明显折痕,严重影响工件表面的加工质量。为提高五轴数控加工工件的表面质量,提出一种五轴微段平滑插补算法。该算法考虑五轴加工中刀位数据的量纲差异,根据相邻数据点间的线性轴长度、线性轴的夹角和旋转轴角度变化量识别五轴数控加工程序中非连续微段和连续微段加工区域。对非连续微段加工区域按照原始直线段和旋转轴直接插补,从而保证加工精度。对连续微段加工区域,先通过五维变量获取节点参数,采用最小二乘法对指令点在允许的精度范围内进行修正;对修正后的指令点采用4点构造法计算二阶切矢,根据连续微段的指令点修正值,节点参数值和对应的二阶切矢值获取二阶连续的三次样条曲线;在二阶连续平滑的曲线上进行实时插补计算,控制机床进行五轴加工。试验结果表明:通过提出的五轴微段平滑压缩算法拟合后的路径要更加接近原始的曲面模型,平滑处理过的实际工件加工表面也要优于未进行处理的工件加工表面,提高了五轴自由曲面的表面质量。     

异形截面孔磨粒流精密加工质量分析

采用磨粒流精密加工技术对异形截面深孔进行数值模拟及实验研究,通过大涡模拟方法对钛合金异形截面孔零件进行数值分析,并进行相关实验研究以揭示磨粒流抛光异形曲面的表面创成机理。磨粒流精密加工数值分析揭示了磨粒流动态压力、速度、磨粒对壁面压力和壁面剪切力对壁面作用规律,获得了异形截面孔内流向截面的漩涡位置分布与漩涡产生原因以及漩涡与磨粒相互作用关系。经过磨粒流精密加工后,异形曲面的表面粗糙度由Ra=7.136 μm、Rz=40.103 μm减小到Ra=1.822 μm、Rz=8.964 μm,异形截面孔内表面凸起、球化现象去除,表面质量明显改善,漩涡使异形曲面的表面质量得到大幅改善。