考虑刀具磨损的数控加工误差的预测研究

将刀具磨损引起的误差通过建立的误差模型进行预测,是虚拟制造中的一项关键技术.通过分析影响刀具磨损的切削参数,针对硬表面的加工材料建立了基于相对切削时间的球头铣刀磨损模型,提出了虚拟制造环境下考虑球头铣刀磨损的复杂曲面加工误差预报方法.实验结果表明:该误差模型预报是有效的,并且为曲面加工误差预测、提高曲面加工精度和效率提供了理论依据.     

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。     

考虑刀具变形的球头铣刀铣削力建模与仿真

提出了准确识别参与切削的切削刃段的实体造型方法；基于铣削力与切削负载之间的经验关系，建立了三分量的球头铣刀铣削力模型；通过将刀具简化为一个悬臂梁结构，给出了刀具变形计算公式；从刀具变形对刀齿切削路径影响的几何关系出发，推导了三维进给运动下的瞬时切厚表达式。在此基础上，开发了完整的球头铣刀三轴铣削过程铣削力仿真系统。仿真计算和试验结果表明了模型及算法的正确性。     

虚拟制造中基于刀具磨损的复杂曲面加工误差补偿

铣削加工过程中刀具的磨损是产生曲面加工误差的重要原始误差,将刀具磨损引起的误差通过建立的误差模型进行定量补偿,是虚拟制造中的一项关键技术。研究了虚拟制造环境下基于球头铣刀磨损的曲面加工误差补偿,建立了与加工参数相关的球头铣刀磨损模型,用以衡量球头铣刀切削刃磨损量,提出球头铣刀铣削加工误差补偿方法,并经实验验证有效。     

虚拟制造系统中球头铣刀的磨损预测

基于球头铣刀铣削方式及铣削参数的特点,应用微分理论基本方法提出了一种虚拟制造系统中球头铣刀磨损预测的数学模型,为提高虚拟制造系统的真实感和实时性奠定了基础;该模型预测的结果与铣削试验的测量结果基本吻合。     

球头铣刀高速切削Inconel 718的刀具磨损研究

为了实现航空高温合金的高速高效加工,通过对Inconel718的铣削试验,分析了涂层球头铣刀切削高温合金时的加工性能。试验结果表明,乳化液在90m/min的切削速度下仍然具有较好的冷却润滑作用。通过对TiAlN涂层和TiAlN+Al2O3涂层刀具的对比试验,证明TiAlN涂层具有优异的耐磨性,可显著提高加工高温合金时的刀具寿命。     

基于复映测量的球头刀具磨损数据处理及其软件开发

在铣削加工中,刀具磨损对产品加工质量有重要的影响,以球头刀具磨损为研究对象,为了建立刀具磨损模型,采用复映测量手段获取刀具磨损,在复映测量获得刀具磨损的过程,针对复印测量的球头铣削刀具磨损数据提出了数据处理的方法,并以Visual C++为开发平台实现了基于复映测量的刀具磨损数据处理模块,为基于复映测量的刀具磨损建模提供了基础,所提出的刀具磨损数据处理方法可有效对刀具磨损数据进行分析建立刀具磨损模型。     

砂轮磨损对球头立铣刀磨削加工误差的影响研究

球头立铣刀是加工复杂高精度曲面的重要刀具。在磨削加工球头立铣刀的制造过程中,随着磨削时间地增加,砂轮会出现磨损,球头立铣刀的刃形曲线会随之发生变化。以SolidWorks为开发平台,基于球头立铣刀前刀面的磨削加工运动关系,利用Visual Basic语言进行二次开发,开发出球头立铣刀前刀面的磨削仿真加工系统和刀具参数分析系统,分析了砂轮磨损对球头立铣刀刃形曲线的影响。分析结果可为实际加工过程提供理论指导,有助于制定正确的磨削加工工艺,并为后续制定正确误差补偿策略提供重要指导。     

球头铣刀精铣铝合金叶片的磨损试验研究

对精铣加工叶轮叶片的刀具磨(破)损形态进行了观测,统计分析了球头铣刀后刀面磨损量VB及对应的加工表面粗糙度Ra随加工时间的变化情况,根据加工过程中的刀具磨损曲线,设定了在该加工条件下刀具的相对磨钝标准。试验结论对用超细晶粒硬质合金球头铣刀高速薄切削铝合金叶片时确保加工质量具有指导意义。     

球头铣刀曲面加工的刀具切触区域解析建模

针对球头铣刀三维曲面加工,提出一种刀具切触区域仿真的通用解析模型。采用微分方法,将曲面加工过程离散为一系列连续的微小斜平面稳态加工。以每一小斜面切削过程为研究对象,建立描述刀具进给方向变化的数学模型,针对不同的进给方向并基于空间坐标系旋转变换,提出一组确定刀具切触边界曲线及各边界交点的解析公式,以精确界定刀具切触区域的封闭几何。通过与Z-Map模型的切触区域仿真对比,验证了本文模型的有效性及其精确高效的特点。     

基于BP神经网络的球头铣刀铣削力建模与仿真

将BP神经网络的理论和算法应用于球头刀具铣削力建模的研究中.采用LM算法建立了铣削力预测的神经网络模型,模型中考虑了影响铣削力的加工参数,选取铣削力试验数据对神经网络模型进行训练,用训练好的神经网络模型对铣削力进行仿真.仿真结果表明,用BP神经网络方法建立的铣削力模型能够对铣削力进行准确的预测.     

基于Z-MAP方法的球头铣刀铣削力的建模

瞬时刚性切削力的建模是铣削加工物理仿真的基础,然而,球头铣刀的刀齿形状复杂,加工过程中姿态多变,瞬时刚性铣削力的建模难度较大。在考虑刀具姿态调整的情况下,通过齐次坐标变换建立了刀齿的运动轨迹,提出了一种识别刀具和工件瞬时接触区的改进Z-MAP算法,通过计算当前刀齿的参考线与工件的边界面或刀齿扫掠面的交点求出瞬时未变形切屑厚度,并采用非线性回归的方法辨识了切削力系数,在此基础上使用微元积分法建立了瞬时切削力的计算模型。为了验证仿真模型的可靠性,分别进行了垂直加工和倾斜加工试验,试验和仿真结果具有较高的一致性,表明该建模仿真方法是有效的,可以为实际加工中参数的选择和优化提供理论依据。     

整体硬质合金球头铣刀螺旋槽建模技术研究

球头铣刀外形复杂,工序繁多,在曲面加工中应用广泛。对整体硬质合金球头铣刀刃线和螺旋槽进行数学建模,采用等导程刃线模型生成S型球头刃线,解决球面刃线与柱面刃线过渡不光滑问题。采用蝶形砂轮刃磨螺旋槽,求解砂轮刃磨位姿。利用MATLAB对球头铣刀刃线模型进行仿真验证,计算砂轮位姿变换过程,并基于MATLAB软件中GUI模块设计砂轮磨削工艺系统。     

刀具半径补偿和子程序在数控铣削中的应用探讨

结合教学实际,对刀具半径补偿和子程序的联合使用进行了积极的研究探索。阐述了刀具半径补偿及子程序的概念与意义;并通过实例说明刀具半径补偿和子程序在数控铣削中的重要应用。     

铣削时刀具半径补偿的CAM操作

针对零件铣削加工时的刀具半径补偿问题,阐述了刀具半径补偿功能与工件精度之间的关系,以及自动编程时刀具半径补偿处理方法,并通过实例介绍了运用UG软件,在零件精铣时生成刀具半径补偿指令的CAM操作。     

路面铣刨机刀具的磨损与预防

铣创转手是铣创机的主要工作装置,其刀具为易损件,具有多种损坏形式,原因也较为复杂.分析了刀具的非正常磨损形式,提出了顶防刀具非正常磨损的有效办法.     

球头铣刀切削力模型的研究进展

综合评述了国内外对球头铣刀切削力模型的研究成果及发展动态,重点介绍了球头铣刀铣削力的经验系数建模、理论建模和自动化加工铣削力建模方法。     

整体硬质合金球头立铣刀的重磨试验研究

以高速加工的整体硬质合金球头立铣刀的重磨试验为例,介绍了为适应不锈钢的高速加工,铣刀结构参数、涂层而进行的调整,并介绍了铣刀的重磨流程。试切表明:重磨刀具的平均寿命接近新刀。     

铣刀磨损对铣削稳定性及表面位置误差的影响

为了分析刀具正常磨损后铣削颤振稳定域和表面位置误差,对刀具不同磨损状态下的切削力系数进行辨识,基于全离散法研究刀具正常磨损后铣削颤振稳定域和表面位置误差特性。发现当刀具正常磨损后,铣削系统的稳态临界切深呈现上升的趋势;随着工件表面洛氏硬度的提高,铣削系统稳态临界切深逐步下降,刀具正常磨损后临界切深与后刀面无磨损临界切深的差别逐步变小;在稳定域的局部会出现表面位置误差增加的情况。试验表明,该理论模型可以有效优化刀具正常磨损后的加工参数。     

球头铣刀骨铣削力有限元建模与试验验证

在骨科手术中,铣削力对骨裂纹和加工表面质量影响较大。由于临床球形骨铣刀结构复杂,目前尚无有效的理论模型预测切削力。通过引入三维有限元模型模拟球形铣刀加工骨材料过程,评估不同加工参数下的铣削力值。搭建骨铣削试验平台模拟临床操作中的铣削过程,并利用采集到的加工信号分析铣削力。通过试验结果与仿真结果的对比,验证了有限元仿真模型的合理性。该骨铣削有限元模型能够满足不同加工参数下铣削力预测精度的要求,方便指导医生根据不同要求选择合适的加工参数。