UG二次开发在三阶切触加工刀位规划中的应用

非球头刀五轴数控加工可以通过调整刀具姿态,使得在刀触点处刀具包络曲面充分逼近理论设计曲面,从而显著提高给定精度下的切削带宽.研究了非球头刀宽行五轴加工自由曲面的三阶切触法,通过UG API几何造型的方法,精确计算切削带宽,并利用UG二次开发实现了平底刀加工自由曲面的刀位规划.算例结果表明该软件系统生成的刀具路径能显著提高加工效率.     

复杂曲面的五轴加工无干涉刀具路径生成技术研究

基于微分几何理论,对复杂曲面环形刀无干涉刀具路径生成算法进行研究,对复杂曲面进行曲面划分,在此基础上建立环形刀五轴加工模型,进行走刀步长、加工行距和相邻刀触点等的计算,并提出通过选择最佳刀具尺寸和改变刀具姿态进行干涉避免的方法.与其它环形刀刀具路径生成算法相比,本文提出的算法具有更高的准确性和可靠性.     

自由曲面参数线加工算法

从工程实际应用出发,提出了一种适合裁剪NURBS曲面加工基于参数线的刀轨生成算法。在曲面的参数线上规划刀位规划,将曲面用三角片离散逼近,利用刀具曲面与三角的几何相关性进行了干涉检查及刀位修正。实践表明,算法速度快、稳定性好。     

鼓形刀密切法加工复杂曲面刀位轨迹生成

复杂曲面加工的刀具路径规划以往多是针对圆柱刀,圆锥刀等外形相对简单的刀具。与此相比,鼓形刀曲率可以很大,位姿变换较为灵活。为扩展其在凹形曲面等直纹面侧铣加工中的应用,基于密切法加工模型构架,引入鼓形刀侧圆弧半径和纬线半径,推导鼓形刀侧铣加工刀轴矢量、刀心位置的公式表达。根据密切法加工适应判别条件,由刀具几何性质论证了鼓形刀密切法加工条件不仅与曲面曲率有关,还受刀具姿态本身影响。通过算例验证了鼓形刀密切法加工刀位轨迹生成的可行性。     

基于遗传算法的曲面加工优化双刀具选择算法

针对球头刀加工自由曲面时的局部干涉影响曲面加工效率问题,提出了优化双刀具选择算法。基于曲率模型求取无曲率干涉加工自由曲面的最小刀具尺寸,给出对应不同尺寸刀具划分自由曲面干涉区域和非干涉区域,等面积平面近似曲面计算刀具路径总长度计算方法,基于遗传算法求解由刀具尺寸与刀具路径长度建立的双刀具选择模型。验证实例表明该算法能够显著提高自由曲面加工效率。     

一种圆环面刀具五坐标端铣加工局部干涉检测算法

对圆环面刀具五坐标端铣加工复杂曲面的特性进行了深入分析.在此基础上,提出了一种快速的局部干涉检测算法,首先计算圆环面刀具圆环面的环心圆到工件曲面之间的最小距离,然后将该最小距离与圆环面刀具的圆角小半径进行比较,以实现对局部干涉的判断,并通过调整刀轴矢量对发生局部干涉的刀位进行处理.算例表明,所提出的干涉检测不仅正确稳定,而且具有很高的效率.     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法.由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉.最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性.     

自由曲面五坐标数控加工中几个关键问题的研究

自由曲面用平头立铣刀五坐标数控加工可以明显地提高切削效率和零件表面质量,但无干涉刀位产生一直是个难以解决的问题,本文对其中的几个关键问题进行了研究,导出了平头立铣刀的有效切削半径的一种计算方法,给出了自适应走刀步长度算法和切削行距的计算公式,最后给出了无干涉刀位生成方法,并用实例验证了方法的可行性,为提高加工效率和精度提供了有效途径。     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法（英文）

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法。由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉。最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性。     

自由曲面的三坐标NC加工编程

本文按一种新的自由曲面造型方法——四次EB样条,作了基本微分几何计算,介绍了三坐标NC加工刀位点的计算并分析了其加工误差,介绍了刀心偏置误差补偿方法及走刀步长、走刀步距的确定、刀具半径的选择,最后介绍了刀位文件的编辑及NC加工程序的自动生成。     

基于6-SPS并联机床加工自由曲面的仿真

随着对复杂零件应用的不断深化，对该类零件的精密加工要求也在不断提高。本文主要介绍了采并联机床加工自由曲面的数学建模，并简单介绍了对自由曲面进行轨迹规划。     

CNC machine tool surface interpolator for ball-end milling of free-form surfaces

This paper presents a new type of CNC machine tool interpolator that is capable of generating the cutter path for ball-end milling of a free-form surface. The surface interpolator comprises on-line algorithms for cutter-contact (CC) path scheduling, CC path interpolation, and tool offsetting. The interpolator algorithms for iso-parametric, iso-scallop and iso-planar machining methods are developed, respectively. The proposed surface interpolator method gains the advantages for minimizing the data loaded to the CNC machine tool and maintaining the desired feedrate and position accuracy along the CC path.     

数控加工仿真中自由曲面的碰撞干涉检验

碰撞干涉检验是数控加工仿真的主要目的之一.文章解决了数控加工仿真中的自由曲面碰撞干涉的问题:把碰撞干涉分为四种情况,对其分别提出不同的检验方法,并阐述了具体的解决方案.这些方法对3-5轴数控机床均适用.其中提出的刀具与曲面全局干涉的检查算法解决了求曲面到刀具最小距离的问题,即根据曲面到刀轴最小距离判断刀具是否与曲面发生干涉.     

Fabrication of free-form surfaces using a long-stroke fast tool servo and corrective figuring with on-machine measurement

Fabrication of free-form surfaces that are frequently demanded for the construction of optical imaging systems is described. To obtain a tool motion with large amplitude and high bandwidth, a novel long-stroke fast tool servo is proposed and installed on the Z-axis of a diamond turning machine as an additional synchronized axis. In addition, a special on-machine measurement device is used to measure the optical parameters of the machined surface and to compensate for the residual form of errors that are commonly produced in the diamond turning process. Actual machining test results show that the proposed procedures are capable of generating the copper free-form mirrors of 50 mm diameter to a form accuracy of 0.15 μm in peak-to-valley value error.     

基于反求工程的自由曲面数控加工

介绍了以反求工程为技术支撑的自由曲面数控加工的基本原理和全过程，并对其中的数字化扫描、CAD建模及刀具轨迹生成等关键技术作了进一步的分析。最后描述了采用逆向工程技术进行国际象棋的棋子——马从模型到成品零件数控加工的实例。     

模具自由曲面抛光过程的分析与研究

针对模具自由曲面抛光中受几何、物理及力学等因素的影响,从抛光工具与自由曲面之间的接触及摩擦角度分析,深入研究自由曲面的抛光机理,并对影响抛光工艺过程的主要因素进行分析,探讨自由曲面抛光过程中获取高质量表面的方法。     

5自由度混联式自由曲面研抛机床的运动学分析(二)--运动学逆解

以5自由度混联式自由曲面研抛机床的运动学正解分析为基础，对其运动学逆解问题展开了相关探讨。提出了用以限定工具研抛姿态的工艺条件和运动条件，分别给出了机床四类灵活程度工作空间中工具研抛姿态的确定方法。为后继的插补运动控制奠定了基础。     

PCD刀具加工有色金属的研究

本文主要研究PCD刀具加工有色金属时刃口及后刀面的刃磨质量对切削表面质量的影响。首先对PCD刀具切削有色金属模型进行了分析研究,然后分别采用金属结合剂金刚石砂轮、树脂结合剂金刚石砂轮和陶瓷结合剂金刚石砂轮刃磨出三把不同质量的PCD刀具进行了切削对比试验,并用扫描电镜对切削表面微观形貌进行了观察分析,发现加工有色金属时,PCD刀具后刀面与刃口刃磨质量对切削表面质量有着同等重要的影响作用。     

Local toolpath smoothing for five-axis machine tools

When five axis CNC machine tools follow series linear toolpath segments, the drives experience velocity, acceleration and jerk discontinuities at the block transition points. The discontinuities result in fluctuations on machine tool motions which lead to poor surface quality. This paper proposes to insert quintic and septic micro-splines for the tool tip and tool-orientation, respectively, at the adjacent linear toolpath segments. Optimal control points are calculated for position and orientation splines to achieve C³ continuity at the junctions while respecting user-defined tolerance limits. The geometrically smoothed corners are traveled at a smoothly varying feed with cubic acceleration trajectory profile. The proposed method is experimentally demonstrated to show improvements in motion smoothness and tracking accuracy in five-axis machining of free-form surfaces found in dies, molds and aerospace parts.     

模具自由曲面球头刀高速铣削点速度研究

球头铣刀高速铣削是加工模具自由曲面的重要工艺方法。在分析自由曲面铣削中球头刀铣削点和零件加工曲线几何位置关系的基础上,探讨球头刀铣削点的运动规律,得到加工模具自由曲面过程中球头刀铣削点的线速度和角速度方程。铣削点的速度方程将为研究球头刀的均匀磨损提供必要的理论依据,为曲面零件的超精密加工打下提供参考。