金刚石车削刀高误差下表面特征及力学表现

为探究工件中心刀具干涉的形成机理,实现刀高误差的在线辨识,围绕刀高误差存在情况下,刀具干涉的产生及加工过程参数的影响等方面展开研究.通过分别建立车削行程中工件中心圆台及刀具后刀面的三维形貌方程,基于两者间的位置关系推导刀具干涉区域半径的数学模型,探讨加工过程参数对刀具干涉区域三维形貌的影响.根据所推导的数学模型,利用刀具与工件挤压面积的投影来表征切削力的变化,建立刀高误差的预测模型.理论与试验研究结果表明,刀高误差、切削深度、刀尖半径及刀具后角直接影响刀具干涉区域的范围与形貌,工件刀高误差可通过监测切削行程中的切削力进行在线辨识.     

航空薄壁件与铣刀的加工变形误差补偿研究

基于三维铣削力数学模型,应用实验对铣削力系数进行辨识.以刀具和工件的加工变形为研究对象,仿真出刀具与工件的变形量,并绘制不同约束下的工件变形曲线.通过对曲线的分析,求出加工过程中刀具与工件变形对精度变化影响的因素和规律.提出一种基于有限元加工变形的计算误差补偿方案,实现铣削参数的优化,提高铣削加工精度.     

基于MATLAB/SIMULINK的超声波振动加工过程仿真研究

在建立超声波振动加工过程中“刀具—工件”系统的动力学模型的基础上,应用MATLAB软件中的Simulink建立了该系统的控制系统模型,并对振动加工过程中工件的运动规律进行了仿真分析.仿真结果表明,超声波振动加工方法能够极大地降低普通切削过程中工件的振动,对提高工件的加工表面质量和加工精度具有重要意义,是实现精密切削加工的一种有效方法.     

基于OpenGL的STEP—NC数控铣削系统加工仿真

介绍了在VisualC骄境下,利用OpenGL图形函数库开发基于STEP—NC的数控铣削系统的加工仿真。给出OpenGL与VC＋＋的接口机制,说明了加工仿真中工件和刀具的建模方法以及工件和刀具的动态求交来实现材料的去除效果,模拟了真实情况下的加工过程。     

NC 铣削加工过程的仿真及其实现

目的研究NC (Numerical Control) 铣削加工过程的动态仿真及其实现方法. 方法基于光线投射的原理,采用将刀具与工件离散的方法,实现了 NC 铣削加工过程的动态仿真. 结果该方法不仅能检测出加工中可能出现的干涉与碰撞,同时也能验证刀位轨迹对理想曲面的逼近误差. 结论该方法成功地实现了 NC 铣削加工过程的几何仿真,对于工艺的仿真有待于进一步研究.     

车削仿真干涉校验中两种曲面求交法

为实现在车削仿真中高效地进行干涉校验,提出了隐式方程求交法和参数方程求交法两种车削仿真干涉的校验计算方法,并从精度和效率两方面进行了比较.在隐式方程求交法中,应用Climb法则讨论线性方程组解的存在性以判定刀具后刀面和工件表面是否存在干涉;在参数方程求交法中采用在参数定义域内讨论方程组的解以判定是否存在干涉.仿真结果表明:隐式方程求交法的计算效率较高,但精度受工件廓形复杂程度的影响;参数方程求交法对后刀面为规则曲面的组合曲面时较有效,实时性较好,一般情况下可作为系统仿真的首选算法.     

Open Inventor在数控加工仿真系统中的应用

介绍Open Inventor软件包的特点及其在数控加工仿真系统中的应用.分析和论述刀具、工件等复杂模型的建立和仿真加工过程的实现,并举例验证.     

车削加工表面形貌仿真算法

利用图形矩阵变换和矢量运算法则，开发了车削加工中刀具切削刃上任意切削点相对于工件运动的轨迹方程，并创建出一种基于工件和刀具网格划分的三维表面形貌仿真算法．     

基于物理学的铣削过程仿真关键技术

为了预测零件加工变形，基于铣削加工有限元理论，构建了基于物理学的铣削加工过程仿真环境，研究了刀位轨迹离散、材料去除、网格自适应生成及动态网格数据维护等关键技术的处理.针对刀具的每次进给运动，系统自动检测刀具和工件毛坯网格相交的区域，通过网格自适应求精、粗化和删除以及有限元分析计算，模拟真实的铣削加工过程.该仿真环境可综合考虑加工参数、刀具路径等因素对零件加工变形的影响，优化加工工艺，保证加工精度.     

盘铣刀铣削螺杆数控编程中干涉检验方法的研究

在使用盘铣刀铣削螺杆时(采用无瞬心包络方法)，由于盘铣刀空间结构的特殊性以及螺杆空间曲面的复杂性，加工时容易发生盘铣刀的侧刃，将已经加工好的螺杆曲面再切削而发生干涉现象.为了避免实际加工中干涉带来的不必要经济损失，在使用盘铣刀的数控加工自动编程系统开发研究中，干涉的判定是非常重要的工作，它可以在工件加工前利用计算机先检验工件加工过程中是否会发生干涉现象而取消试切.在大量实践的基础上，提出了使用盘铣刀铣削螺杆数控加工的几种有效的干涉判定方法，这些方法既可以定性地判定是否发生了干涉，也可以判定具体在哪个位置发生了干涉，定量地计算出干涉量的大小，经实际验证这些方法是非常有效的.     

基于无瞬心包络法的采油螺杆泵螺杆成型铣刀设计

研究加工采油螺杆泵螺杆成型铣刀的设计方法.通过对采油螺杆泵螺杆形状和工作原理的分析,建立螺杆螺旋面方程.利用无瞬心包络法和成型铣刀廓形设计原理,从成型铣刀与螺杆工件的相对运动关系出发,推导出具有恒定后角的铣刀刀刃廓形方程.在此基础上设计出加工螺杆的专用成型铣刀.铣刀采用刀头与刀架分离结构,降低了铣刀的生产成本,延长了铣刀的使用寿命.该方法设计的铣刀适用于在普通螺杆铣床上加工采油螺杆泵的螺杆,不仅降低了螺杆的加工成本,而且提高了螺杆的加工精度和效率.     

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.     

螺旋面方程建立及铣削时刀具刃型设计

针对螺旋面加工易干涉及刀具设计困难等问题,提出一种基于标架与直角坐标系相结合的方法来确定螺旋面方程,并应用微分几何、啮合原理确定了螺旋面铣削时的刀具设计方法,建立了复杂螺旋面方程,并设计出该螺旋面外、内(旋风)铣时刀具的刃型.结果表明,利用提出的方法确定复杂螺旋面方程方便易行,设计的刀具刃型在满足安装条件下不会发生干涉,从而有效验证了螺旋面方程数学模型及铣刀刃型设计数学模型的可行性.     

轴向车铣等距曲边三角形廓形运动建模及仿真

建立轴向车铣加工等距曲边三角廓形运动过程的矢量表达式。用内嵌Au-toLisp的AutoCAD2000对轴向车铣加工等距曲边三角形运动曲线进行计算机仿真。得出已加工表面质量与铣刀齿数、铣刀与工件转数比成正比，且与铣削方式有关；等距曲边三角形廓形形状与廓形平均半径廓形曲面偏心之比有关。     

数控加工仿真中干涉检验仿真模型的简化

在数控加工过程中,受干涉检验的仿真模型经过适当简化后,可以抽象为数学模型,进而较大的减少了计算量.本文以Windows98为应用平台,以Visual C 6.0和OpenGL为开发工具,给出了一个铣刀与压板夹具之间的干涉判别实例.     

关于球头铣刀的等螺距连续刃口曲线

球头铣刀是加工复杂曲面的重要工具，等螺距螺旋刃口的球头铣刀则具有易干制造的优势。在给出回转铣刀求等螺距铣刀刃口的通用几何模型基础上，根据初始条件和连接处连续条件，给出了球面后接柱面这种常的球头铣刀的连续刃口设计模型，并就沟型设计、磨用砂轮设计等NC加工有关的问题研究提供了处理方案，为球头铣刀设计与制造提供了参考。     

五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度计算模型

在五轴侧铣加工铣削力建模中,瞬时未变形切屑厚度的计算是铣削力预测的关键环节,直接影响着铣削力预测的精度与效率。为了提高铣削力的预测精度与效率,本文基于五轴机床空间运动分析,并考虑刀具径向跳动因素,提出了一种五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度模型。首先,分析了五轴侧铣加工中铣削刃随刀具旋转、摆动与平移的复合运动规律,得到在不同刀位点处各切削刃的坐标位置;其次,考虑刀具径向跳动因素,提出了一种瞬时未变形切屑厚度的快速计算方法;最后,结合参数化厚度补偿的思想,对求解出的瞬时未变形切屑厚度进行修正,建立了一种等效厚度模型。将本文提出的等效厚度模型与现有的圆弧模型和线性迭代精确模型应用于算例中进行仿真,结果表明：等效厚度模型相更加接近迭代精确值,平均误差率仅为1.37%,相比圆弧模型的平均误差率降低了8.35%,一定程度上提高了瞬时未变形切屑厚度的预测精度;在保证了预测精度的前提下,该模型相比线性迭代模型将瞬时未变形切屑厚度的预测效率提高了10倍以上,在五轴侧铣加工铣削力预测中具有良好的应用前景。     

轴向车铣椭圆型面的运动建模及仿真

为了深入研究轴向车铣椭圆型面的切削过程,通过矢量分析,建立了描述轴向车铣加工椭圆型面运动的数学模型,并对轴向车铣椭圆型面的运动轨迹进行了计算机仿真,分析了不同切削参数对运动轨迹的影响,得到已加工表面的粗糙度随着铣刀齿数和铣刀与工件转速比的增加而减小.     

关于球头铣刀的等螺距连续刃口曲线

球头铣刀是加工复杂曲面的重要工具,等螺距螺旋刃口的球头铣刀则具有易于制造的优势.在给出回转铣刀求等螺距铣刀刃口的通用几何模型基础上,根据初始条件和连接处连续条件,给出了球面后接柱面这种常见的球头铣刀的连续刃口设计模型,并就沟型设计、磨用砂轮设计等 NC 加工有关的问题研究提供了处理方案,为球头铣刀设计与制造提供了参考.