基于误差补偿的高速等残留高度刀具轨迹的研究

根据微分几何中短程线的原理,在传统的基于等残留高度刀具轨迹生成方法的基础上,通过判断曲面特性,提出基于曲面特性的误差补偿步长计算法.引入NURBS曲线实现相邻刀具轨迹的平稳过渡,实现高速加工下刀具轨迹行间的平滑优化.以上算法利用Visual C+ +实现,通过仿真得到平稳光顺、载荷均匀的曲面高速加工刀具轨迹.     

复杂型腔模具高速铣削拐角加工的研究现状与分析

阐述了复杂型腔高速铣削拐角加工问题.搜集了国内外对型腔高速铣削拐角加工问题的研究资料,描述了型腔拐角加工的研究现状.分别对高速铣削过程中拐角工艺参数优化、数控系统优化和刀具轨迹优化的优缺点进行了分析.     

高速铣削时生成刀具轨迹的优化设置

根据高速铣削的加工特点和编程原则 ,介绍了编制高速铣削加工程序时生成刀具轨迹的特别设置以及工艺参数优化     

不规则曲面半精加工刀具轨迹优化算法

在采用高速铣削机床对材料进行粗加工和半精加工时,针对三坐标数控加工,提出了一种用于自由曲面恒定进给的刀具轨迹优化算法,该算法可用于不同曲率条件下的自由曲面加工。通过对轨迹进行优化,将刀具的中心位置偏置一个角度,从而得到符合实际要求的设计曲面。最后设计了不同的加工路线进行切削试验对比,结果表明,优化算法在实际加工中稳定可靠,完全满足加工精度要求。     

复杂曲面数控加工刀具轨迹规划技术研究进展

刀具轨迹规划一直是复杂曲面数控加工中的重点研究内容。针对复杂曲面轨迹规划的关键技术,对现有轨迹规划算法的发展与现状进行了综述,同时对刀具干涉类型、干涉消除算法以及行距和步长的确定进行了总结。分析了当前研究中的不足,指出一些新的研究成果尚不能完全满足工程实际需求,认为复杂曲面加工刀具轨迹规划技术应兼顾理论研究与实际应用,并考虑机床的运动学与动力学特性以实现高效、高速加工。     

面齿轮高速铣削数控加工方法研究

以数控铣床高速铣削面齿轮为研究对象,根据微分几何原理和齿轮啮合原理,建立了直齿面齿轮的数学模型。基于插铣刀对虚拟仿形概念的面齿轮加工方法,进行了高速铣削加工过程中啮合点刀位的计算;通过刀具主轴进给范围和摆角范围的计算,使用UG后置处理得到刀具轨迹和程序;借助VERICUT软件进行面齿轮高速铣削加工仿真,并进行面齿轮高速铣削试验与检测,得到理想齿面与实测齿面的最大误差为0. 712μm,表明提出的面齿轮高速铣削加工方法的可行性。     

基于切削载荷的余量规划策略

针对高速铣削加工的切削载荷控制问题,提出一种适用于平头立铣刀2.5维铣削加工,考虑切削载荷的余量规划策略——恒力余量。通过加工试验证实了该策略的有效性,并讨论了走刀方向、刀触点轨迹线的连续性、刀具浸入包角和刀具半径对恒力余量规划结果的影响。与传统的几何等距余量规划方法相比,恒力余量策略能够显著改善切削载荷的波动情况,避免切削载荷的突变,为控制铣削载荷提供有效途径。     

汽车外覆盖件模具高速切削工艺规划研究

高速切削技术是汽车模具数字化制造的主要支撑技术,而汽车模具高速铣削加工中的工艺规划是保证和提高模具型面加工精度与质量的重要环节,也是实现模具数字化制造的关键技术。在UG CAM软件平台上,结合汽车外覆盖件拉延模的高速加工,对数控编程策略、切削参数优化和刀具轨迹规划等问题进行研究,利用五轴高速加工中心对研究结果进行验证。     

高速铣削摆线加工的刀具磨损研究

高速铣削加工过程中走刀方式对刀具寿命和零件加工质量有较大影响,对于精密模具用淬硬钢的高速切削方式进行刀具磨损研究具有现实意义。研究摆线走刀方式在不同循环圆半径和轨迹间距下对高速硬铣削淬硬钢时的刀具磨损影响并与行切方式进行对比。设计双因素试验并进行实际加工,建立后刀面磨损量与切削长度及材料去除量的关系曲线;并通过方差及贡献率分析,获得走刀方式和轨迹间距对切削长度、材料去除量和材料去除率的影响程度。结果表明,相同条件下摆线加工的刀具磨损程度低于行切加工,适当增大循环圆半径、减小轨迹间距可控制摆线加工的刀具磨损、增大切削长度和材料去除量。     

五轴线性刀路的转接光顺及轨迹生成算法

线性刀路是五轴加工中广泛采用的刀具路径形式。由于线性刀路的切向和曲率均不连续,容易引起机床振动,降低加工质量和加工效率。已有的方法仍然存在一些问题,同步参数化、误差控制以及实时性无法同时满足,在规划进给速度时没有考虑五轴机床的非线性运动学特性。为此,提出了一种新的路径光顺方法。该方法采用2条3次Bézier曲线对线性刀路进行转接光顺,提高几何连续性:一条Bézier曲线对刀尖点位置进行光顺;为了保证刀轴矢量单位化,用2个欧拉角表示刀轴矢量,从球面坐标系映射到平面笛卡尔坐标系,用另一条Bézier曲线对其光顺。接着,给出了基于转接光顺的轨迹生成算法。该算法考虑非线性运动学特性,结合前瞻技术和7段式S型速度规划方法,实时规划出满足伺服约束的平滑进给速度。仿真与试验结果表明:所提出的刀路光顺与轨迹生成算法能够规划出加速度连续的进给速度曲线,提高进给速度,生成的轨迹满足驱动约束,适用于实时环境。