弧齿锥齿轮加工宏程序实现技术

论文在527铣齿机三轴数控系统研制实例基础上,重点阐述了数控弧齿锥齿加工程序的原理和工艺卡宏程序编程方法;并讨论了相关问题,给出了相应的解决方案。同时,也对普通机械式铣齿机进行数控改造提供了一种可行模式。     

展成电解加工曲面的机床运动分析

对用于展成电解加工的多轴数控机床进行了运动分析，推导了计算了加工中机床各轴的位移、速度、加速度及跃动公式，这对合理选用加工参数，保证加工的平稳运行，甚至机床运动形式的选择和机床的结构设计都具有重要意义。     

基于PMAC的数控铣齿机双电机消隙技术研究

螺旋锥齿轮铣齿机在数控加工过程中经常出现冲击和振荡等现象,严重影响齿轮加工精度。研究发现伺服传动系统中存在的齿隙非线性问题对铣齿机的加工精度、可靠性和稳定性有较大影响。通过比较消除齿隙方法,提出一种基于PMAC运动控制器的铣齿机传动系统双电机消隙方法。对双电机消隙的基本原理以及消除间隙的过程进行分析,并且根据双电机消隙原理设计试验流程;搭建基于“IPC+PMAC运动控制器”的双电机驱动应用系统,并在PMAC IDE中进行相关配置;最后基于上、下位机结构配置的数控系统试验装置,进行试验验证。试验结果表明：所提方法能够有效抑制齿隙非线性的干扰、提高系统的稳定性,证明所提双电机伺服消隙方案的可靠性。     

整体叶轮展成电解加工多轴联动分析计算

介绍整体叶轮数控展成电解加工的数据处理方法,分析了展成电解加工中多轴联动的控制,对整体叶轮加工运动进行规划和轨迹计算。     

磨齿五轴运动多项式系数敏感性分析

成形磨齿时，优化五轴(X,Y,Z,C,A)附加运动的高次多项式系数可以修正齿面误差，但迭代计算量大，优化结果不稳定，很难应用于实际加工。为简化附加运动模型，并为后续设计高效高精度的齿面误差修正策略提供理论依据，对磨齿五轴运动多项式系数进行了敏感性分析。首先，建立了五轴磨齿系统的数学模型；将各轴运动表示为6次多项式曲线，并推导出五轴磨削运动时砂轮与工件的动态接触条件；其次，根据砂轮基本信息与动态接触条件，得出实际加工包络面，进而获得齿面偏差信息，并给出齿面精度评价方法；最后，采用SOBOL全局敏感性分析法进行了五轴运动多项式各项系数对齿面误差影响的敏感性分析。实例中绘制了一阶敏感性系数S_i和总体敏感性系数S_Ti的柱状图，并根据各系数对各精度指标的影响大小进行了排序。结果表明，对齿面误差影响的主要系数为二次及以下项系数；对于齿形倾斜误差fhα和齿向倾斜误差fhβ,各系数的影响相互独立，利于修正；修正fhα和fhβ的关键运动轴分别为Y、C、X轴和Y、C、Z轴。     

非正交四轴加工的坐标后处理算法

针对在三轴数控机床上配备回转工作台以构成非正交四轴联动的加工方法,研究了其坐标后处理计算方法,推导了相应的坐标变换公式,最后以一特定工件为例,根据坐标变换公式对刀位数据进行计算,并将机床运动坐标值计算结果编制成NC代码用于实际加工,结果表明该算法正确、可靠.     

五轴联动数控加工的装夹误差动态补偿方法

五轴联动数控加工中,由于工件装夹误差引起的实际加工基准与CAM编程基准不一致,其旋转中心偏差造成旋转附加运动无法由传统三轴加工中的坐标偏置方法补偿。文章提出五轴数控的装夹误差寻位补偿方法,在旋转轴转动过程中通过坐标变换和机床逆运动变换动态修正加工路径,使加工结果与设计一致。试验表明,采用该方法降低了五轴机床工件装夹要求,消除了装夹误差带来的精度问题,满足精密五轴数控加工要求。     

比值自校正插补算法的研究

文章提出的比值自校正插补算法是一种基于时间分割的插补算法，此插补算法的基本原理是，对于一段光滑（连续可微）的加工曲线Y=F（X），在插补点附近加工曲线近似于一条直线，由于在一个插补周期内的加工运动是微量，因此，在插补加工进给量不变的情况下，本插补周期内加工运动沿X轴的运动分量△x，可用上一个插补周期的△x作为近似值。为了校正这种近似带来的误差，先用该近似值通过Y=F（x）算出Y轴加工运动量△y以及合成进给量，然后再计算给定进给量与计算得到的合成进给量的比值P，在此基础上，再通过p调整△x以及重新计算△y，从而获得最终的X轴、Y轴方向加工运动量。在通常情况下，一个插补周期一次比值自校正即可获得满意的结果，为了获得更高的插补精度，可在一个插补周期内进行多次比值校正。文章对比值校正算法的有效性和正确性进行了仿真验证，并讨论了其加工误差和升降速控制。从仿真结果及实际应用结果看，该算法简单、精确、实用。     

基于PowerMill的弧齿锥齿轮在五轴数控机床上的加工研究

目前对于单件、小批量弧齿锥齿轮的加工,需要齿轮专用机床或数控弧齿锥齿轮铣齿机,该类机床存在加工对象窄、加工范围有限、单件生产成本高等局限性;对于一些特殊参数的不完全齿或应用在某些特殊场合的弧齿锥齿轮,无法在专用机床上加工。针对上述问题,提出在五轴数控机床上完成弧齿锥齿轮加工,指出了问题,并给出解决方案;实现了UG环境下弧齿锥齿轮的数字化建模,在Power Mill软件下生成弧齿锥齿轮的刀具路径且后置处理生成NC代码,并在VERICUT环境下进行仿真与效验,最后在五轴数控机床DMG_DMU50V上完成零件加工。经锥齿轮检查机检测,用五轴数控机床加工弧齿锥齿轮能满足设计要求,适合于单件或小批量生产。     

数控玻璃刻花加工中心的同步控制方法与应用

分析了数控机床常用的同步控制方法。在结合多轴运动控制器(PMAC)协调复合运动原理的基础上，采用主从式同步控制方法，成功实现了玻璃刻花加工中心的五轴四联动。生产实践说明，这种多轴伺服同步控制既满足了加工精度，又节约了成本。     

基于NX12五轴定位的分流器基座铣削加工工艺设计

为了满足某专业船舶轮机分流器基座的定位精度要求,提出了表面光洁度、垂直度以及尺寸精度等指标。通过对三轴常规加工和五轴定向加工进行变换与分析,运用多工序的加工方法、3+2五轴定向加工方式以及模拟仿真的手段,保证了加工效果。结果表明：五轴定位加工可大大缩短加工时间,提高加工效率,保证各个表面相互位置的精度,该功能已在模具市场得到了广泛应用。     

Identification and compensation of systematic deviations particular to 5-axis machining centers

This paper presents an algorithm for identifying particular deviations such as angular deviations around linear axes relating to rotary axes in 5-axis machining centers. In this study, three kinds of simultaneous three-axis control motions are designed for each rotary axis to identify the deviations. In the measurement, two translational axes and one rotary axis are simultaneously controlled keeping the distance between a tool and a worktable constant. Telescoping ball bar is an effective instrument for measuring the relative displacement to the reference length in the work volume because its attitude is freely changed. In these three-axis control motions, the sensitive direction of the ball bar is kept constant. In order to determine the deviations, we derive eight equations from the relationship between the eccentricities obtained from the measured circular trajectories and the approximations derived from the mathematical model based on the simulation. In the simulation, a mathematical model considering the particular deviations is developed and then the characteristic diagrams are prepared for every deviation and every three-axis control motion. Based on the results, we propose a procedure for identifying the particular deviations in 5-axis machining centers and its procedure has been applied to identify the deviations actually. From both the simulation and the experiment, it has been confirmed that the proposed method gives precision results and is able to apply to the measurement of 5-axis machining center which is a tilting rotary table type.     

多面斜螺纹孔网架球的数控加工

以网架球为研究对象,分析了多个斜面螺纹孔的数控加工难题,解决了使刀轴垂直于斜面的问题,在三轴和四轴数控床上实现了斜螺孔的加工,但效率较低;最终利用五轴数控机床,高效地完成了批量多面斜螺纹孔的数控加工。提出的3种斜螺纹孔的加工方法适用于其他斜孔类零件的加工。     

MasterCAM五轴后置处理关键技术研究

分析MasterCAM X5软件的五轴后置处理格式,研究五轴后置处理的机床类型设置以及旋转轴的方向、旋转轴偏距的设置等关键内容.制定针对HASS五轴机床的后置处理程序,并对实体进行加工仿真,将仿真结果与原模型比较,能达到规定的精度要求,从而验证五轴后置处理的正确性,为五轴高效优质加工提供可靠的依据.     

龙门式铣镗加工中心垂直度超差的工艺补偿研究

龙门式铣镗加工中心床身X轴与横梁Y轴垂直度超差是其垂直度超差的主要方面。对其成因进行分析后发现横梁重力是导致超差产生的重要原因之一。采用有限元分析技术对横梁上11个位置在重力作用下变形进行仿真分析,得到上下导轨基面与定位面的相应变形数值。由此得到基面与定位面应该加工成的形状后对横梁现有加工工艺进行改进。进行工艺补偿后通过试验发现,现有工艺产生的直线度误差基本得以消除,垂直度误差降低了85%,进而说明了工艺改进方法对于垂直度超差问题解决的有效性和可行性。     

五轴五联动高速铣在轮胎活络模中的应用

介绍了使用五轴五联动高速铣加工轮胎活络模的过程 ,内容涉及CAD建模、CAM加工、五轴五联动介绍和加工方法。     

基于UG8.5五轴联动机床构建后置处理模块的研究

后置处理是CAM技术中自动数控编程不可或缺的。重点研究了基于UG/Post Builder 8.5后置处理构造器构造适合的通用后置处理模块,阐述了构造后置处理模块的方法和基本过程,构造用于双转台五轴加工中心的后置处理模块。以女神维纳斯三维模型为例,运用该后置处理模块进行后置处理自动生成加工程序。实践证明:女神维纳斯实例加工结果完全符合实际加工的要求,该种构建匹配的后置处理模块的方法可以推广运用,具有很强的实用价值。     

SINUMERIK 840D系统五坐标孔加工循环后置处理方法研究

基于SINUMERIK 840D系统固定循环特点，以及五坐标厅式下的参数变化规律，采用UGⅡ及CATIA软件编制了五轴孔加工固定循环及后置处理的程序。     

基于BTA原理的轴套深孔加工方法

介绍了基于BTA原理设计的轴套深孔加工方法,即钻杆外冷却、内排屑钻孔法,用于加工直径16~40 mm、深径比在100以内的的深孔。在使用普通车床的卡盘、中间支架和刀架滑板的基础上,设计了一套包括动力头、给液器等装置,解决了轴类零件中心找正、装夹固定、钻头定位和导向等难题,其结构简单,可以方便地在普通车床上使用。并且通过不同的方法组合,也可以用于板类零件加工深孔。给出了详细的加工方法和参数选用,经过实际生产使用表明,该装置运行可靠,操纵维护方便。     

The application of an inclined end mill machining strategy on 3-axis machining centres

An inclined end mill machining strategy offers an effective machining method for manufacturing low curvature free-form surfaces. The machined surface profile is a close match to the required surface geometry, and standard end mills are available at competitive prices. The amount of surface finishing work is therefore reduced, and the inclined cutting action prolongs the tool life. Although this machining strategy has these advantages, it is not commonly used in manufacturing industry, because it needs the facilities of costly 5-axis machining centres and appropriate post processors are required to generate the NC codes for these advanced machine tools. This paper proposes a simple method which extends the machining capability of the conventional 3-axis machining centre to give the same specifications as a 5-axis machine, and therefore allow the inclined end mill machining strategy to be used on 3-axis machines. The method involves tilting the workpiece instead of tilting the end mill during the machining process. The tool paths are determined by the workpiece rotation and cutter contact point offset equations. The amount of excess material on the machined surface is minimized by choosing optimum pitching and rolling angles at the work set-up stage. The experimental results indicate that the quality of the machined surfaces is improved in comparison with the surfaces machined by ball-nosed cutters, e.g. the resulting cusp volume is reduced by 64%. The research suggests that the need for advanced and expensive 5-axis machining could be satisfied in a more economical machining environment. As a result, the machining cost of the products may be significantly reduced.