曲面铣削加工安定界限的理论解析与预测

讨论了用球头铣刀进行曲面加工时共振安定界限的预测方法,重点分析了法向方向角对共振安定界限的影响,以Tobias稳定切削理论为基础,将Altintas的有关分析方法扩展到曲面切削,通过建立当量比切削指数,可绘出曲面铣削加工理论安定界限图,为曲面加工的振动控制提供了一个理论基础。     

新型人字齿同步带带轮齿廓曲面加工特性研究

为研究所设计空间曲面的可加工性,以新型人字齿同步带带轮齿廓加工为研究背景,利用空间微分几何对刀具进行建模,并根据空间啮合关系推导出带轮齿廓曲面根切界限曲线、刀具齿廓曲面啮合界限曲线计算公式和带轮齿廓曲面的瞬时啮合线方程。通过对带轮曲面根切界限曲线形成特点研究,得出根切界限曲线对带轮曲面形成无影响、带轮齿廓齿侧瞬时接触线为法平面圆弧曲线,其他齿廓瞬时接触线为远离法平面的空间曲线。研究表明,人字齿同步带轮空间瞬时啮合线轨迹曲折延伸是造成切削阻力增大和滚切振动的重要因素,为寻找减小切削振动加工方法提供依据。     

三维复杂槽型车刀片切屑折断界限的研究

在金属切削过程中,采用三维复杂断屑槽断屑是实现切屑控制的有效手段之一.在切削试验的基础上提出了三维复杂断屑槽型的切屑折断界限曲线;分析了非直槽型、凸曲面槽型对切屑的约束作用,建立了切屑折断界限的数学模型;为验证切屑折断界限数学模型进行了钢外圆车削的断屑试验.试验结果证明切屑折断界限数学模型是合理的.     

复杂曲面加工过程准适应控制

建立了复杂曲面加工准适应控制系统．该系统以切削功率和工件表面粗糙度为约束，通过改变刀具切削进给速度，改善了机床切削特性，提高了加工效率．且该系统适用于任意数控机床．     

PCD刀具切削铝合金断屑的研究

从上向弯曲切屑折断界限理论出发，通过槽型参数的变化，推导出了PCD刀具采用断屑器切削铝合金时切屑折断极限进给量的理论预报公式，经过对理论公式的简化变换，给出了实用预报公式．通过试验征明，试验研究结果与理论预报结果变化趋势一致，从而为实现切屑折断预力系统的建立提供了依据。     

球头铣刀高速铣削铝合金表面粗糙度研究

球头立铣刀铣削曲面时，刀具轴线与工件曲面法线之间的夹角对工件表面质量及刀具寿命有着重要影响，通过对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的倾角研究，提出了调整刀具和工件之间的加工倾角，有效改善切削条件的策略；通过高速铣削铝合金表面粗糙度的实验研究，获得了进给量、切削速度以及进给方向对高速铣削铝合金表面粗糙度的影响规律，对高速铣削参数以及刀具切削路径的优选具有一定的指导意义．     

自由曲面数控加工刀位轨迹与加工精度的研究

自由曲面数控加工刀位轨迹规划与加工精度的控制，是计算机辅助制造(CAM)必须要解决的问题。由于自由曲面加工的数控程序是由序列线性插值的刀位构成的，在确定走刀步长和切削行距时必须考虑线性逼近误差和残留高度(或过切量)。论述了立铣刀用于较小曲率曲面加工时刀位轨迹的生成方法，切削步长和立铣刀铣削时后跟角的计算方法，给出了立铣刀过切干涉检查方法，直接给出了加工微分几何结构不同的曲面时，影响加工精度的接刀刀痕高度的数学表达式，用图表达了4个给定的切削行距时，接刀刀痕高度与刀具半径的比值与铣刀倾斜角(后跟角)的关系。     

基于NN与GA的曲面加工适应学习控制研究

提出了适用于曲面加工条件的适应学习控制方法,在回避加工振动的前提下以实现高效效率加工为目的,将遗传算法（GA）的优化机能与神经网络（NN）的学习机能相融合,建立了由开放式CNC加工机床,多维传感器,实时控制器,学习模型及优化模型组成的曲面加工适应学习控制系统、切削实验结果表明所提出的加工条件适应控制系统可有效地抑制曲面切削振动,提高了切削加工效率。     

基于极坐标投影法的五轴加工刀具路径生成法

针对五轴加工中刀具矢量变化较大且易产生干涉的问题,提出了基于极坐标投影法的五轴加工刀具路径生成法。利用微分几何理论计算得自由曲面的法矢、主曲率及其极值,利用极坐标投影法获得刀轴矢量,并求得可能的干涉区域;应用等距偏移曲面法计算出曲面数控精加工刀位数据,并通过控制切削残留高度的方法求得切削行距。结果表明,极坐标投影法可以得到无干涉的五轴加工刀位数据,并可以获得均匀变化的刀轴矢量。     

自由曲面数控加工刀位轨迹与加工精度的研究

自由曲面数控加工刀位轨迹规划与加工精度的控制,是计算机辅助制造(CAM)必须要解决的问题。由于自由曲面加工的数控程序是由序列线性插值的刀位构成的,在确定走刀步长和切削行距时必须考虑线性逼近误差和残留高度(或过切量)。论述了立铣刀用于较小曲率曲面加工时刀位轨迹的生成方法,切削步长和立铣刀铣削时后跟角的计算方法,给出了立铣刀过切干涉检查方法,直接给出了加工微分几何结构不同的曲面时,影响加工精度的接刀刀痕高度的数学表达式,用图表达了4个给定的切削行距时,接刀刀痕高度与刀具半径的比值与铣刀倾斜角(后跟角)的关系。     

基于谐波的雕刻曲面参数化描述方法

在雕刻曲面的计算机辅助设计与制造过程中,传统的曲面描述方法难以较好地处理曲面几何 信息与艺术特征之间的关系,为此提出了谐波分析方法对雕刻曲面进行参数化描述,通过提取雕刻曲线、曲面的特征参数来实现雕刻曲面或曲线的几何信息与艺术特征信息的记录,并探讨了如何应用谐波特征参数拟合出雕刻曲线与曲面的几何形状及其艺术风格。     

Adaptive compensation of sculptured surface machining errors by open architecture manufacturing system

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降雨循环条件下高切坡稳定性演化过程及预测方法

为进一步揭示降雨循环条件下基岩型台阶状高切坡的降雨入渗及稳定性演化过程,以乐西高速马边至昭觉段某粉质黏土覆盖层基岩型台阶状高切坡为研究对象,通过室内干湿循环试验建立土体抗剪强度参数劣化数学模型;利用Geo-studio数值模拟软件研究多工况降雨循环下高切坡降雨入渗过程,揭示不同降雨循环工况下及雨后高切坡内部渗流场及稳定性变化规律,建立降雨型高切坡稳定系数逐年劣化方程;结合室内试验及数值模拟结果,建立该类高切坡稳定系数预测方法。研究结果表明：降雨入渗过程中高切坡潜在滑移面形状及位置并不发生明显变化,且表现为高切坡深处圆弧面及基岩积水面的组合型滑面;相同降雨时间内,高切坡降雨入渗深度及稳定性劣化幅度与降雨强度成正相关;单次降雨循环周期内,高切坡稳定性劣化幅度与降雨循环次数成负相关;高切坡降雨入渗深度或入渗总量越大,雨后高切坡稳定系数回升越小;高切坡稳定系数劣化系数采用土体抗剪强度参数劣化系数平均值较为安全合理,所建降雨型高切坡稳定系数预测方法具有较高的精度。     

基于模态联合仿真寻优法的机床刀具结合部参数辨识方法

为保证机床加工时的切削稳定性,获得准确的稳定性叶瓣图（切削速度-切削深度关系图）,需要得到机床刀具刀尖点的频率响应函数（FRF）。刀尖在加工时处于旋转状态,无法通过粘贴式传感器直接获取其频率响应函数。针对这一问题,提出了通过准确辨识刀柄结合部间动力学参数来预测刀尖频响。为实现刀柄结合部的动态参数识别,提出了基于模态分析理论的联合仿真寻优法的辨识方法。该方法通过均布弹簧-阻尼单元模拟结合部接触特性,以模态实验测得前2阶模态固有频率及其对应的振幅为目标约束,以结合部间的刚度和阻尼为变量进行有限元分析,采用最小二乘法构建二者的多目标优化函数,并在MATLAB-ANSYS集成环境下建立非线性规划函数寻优任务实现结合部动力学参数的辨识。为了提高辨识效率减少调用有限元分析的次数,采用了样本点构造的方法;为了避免因采样点选取不合理而造成计算量增加,采用了采样区间归一化的处理方式。最后,将优化识别结果通过弹簧单元指令代入有限元模型进行谐响应分析来预测刀尖FRF,对比有限元仿真与模态试验对应测点的频响数据。结果表明,二者的频率响应函数曲线拟合度较高,且前2阶的固有频率误差分别仅为0和0.04%。验证了该方法的可行性,为进一步获得稳定叶瓣图提供支持。     

自由曲面五轴数控加工刀具定位研究

本文为五轴数控机床曲面数控加工刀具位置和方向的确定提出了一种新方法。此方法利用局部曲面曲率和刀具几何形状进行分析。基于这些局部属性的匹配来选择最佳刀具轴向以清除加工过切误差或控制误差在指定公差范围内。     

镁合金低温切削性能及工艺参数优化

为改善镁合金的切削加工性能及加工表面完整性,优化切削加工工艺参数,基于拟水平法设计了四因素四水平正交车削试验,研究切削三要素以及切削介质（常温干切、液态二氧化碳和液氮）对ZK61M镁合金车削加工表面完整性的影响规律。实验结果表明：切削深度对切削力的影响最显著,进给量次之,切削速度的影响较小,低温切削能降低切削力,但对切削力的影响不显著;进给量对表面粗糙度和残余应力具有显著影响,随着进给量增大,表面粗糙度增大,并引入表面残余拉应力;冷却介质对表面粗糙度和表面残余应力具有次显著影响,相比于常温切削,采用低温切削能有效降低加工表面粗糙度,细化表层晶粒,增大表面残余压应力,同时,采用液态二氧化碳作为冷却介质的效果优于液氮。基于灰色关联分析得到ZK61M镁合金低温切削的最优工艺参数：v_c=100 m/min,f=0.05 mm/r,a_p=0.4 mm,采用液态二氧化碳作为冷却介质。用关联分析结果建立了工艺参数与加工质量间的响应预测模型,平均误差为7.93%。     

Tool-path planning for free-form surface high-speed high-resolution machining using torus cutter

Nowadays,customersrequiremorespecialandcomplicatedproductsthatmayincludenumerousfree formsurfacesforfinefeaturesandfunctionalrequire ments.Suchfreeformsurfacesareusedinshipbuild ing,automotive,andaerospaceindustries.Sincetheseproductdesignsareincreasingly…     

数控线切割钼丝抖动的工艺影响分析

对数控线切割机实施多次切割的工艺过程进行了分析,认为影响产品质量的主要原因是运行中钼丝的动态稳定性较差。影响钼丝动态稳定性能的主要因素,包括导轮的径向跳动及轴向窜动,储丝筒的径向跳动,上、下导轮间钼丝的抖动,绕丝时预紧力不均匀等,可采用隔断导轮跳动的传播路径、合理控制钼丝的运行速度、增设钼丝张紧装置等措施降低钼丝抖动。理论分析与试验结果表明,通过对数控线切割机床进行适当改进并且采用适当的工艺方法,在数控线切割机上可以实施多次切割工艺,且加工后的产品质量满足工艺要求。