平面任意区域加工的刀具路径生成技术

对平面任意区域填充加工技术进行了研究，给出了基于射的岛屿关系自动判断，提出了一种区域加工单元自动分割算法，研究了平面任意区域行切削填充加工刀具路径生成原理和软件关键模块的实现技术，该算法已成功地应用在自主开发的雕刻CAD／CAM系统中，通过加工实践，能够取得较好加工效果。     

基于图象数据的平面图形加工数控编程方法

提出了根据图象数据生成行切加工刀路的区域填充算法和用于环切加工方式的适应性包容盒 (AIB)方法 ,用这两种算法可将平面图形的图象数据转化为分段直线 ,生成行切和环切加工刀路。基于这两种算法开发的CAD/CAM实用系统ImageCAM可实现图象输入、图象处理、自动编程和加工仿真的一体化。     

Hilbert填充曲线用于刀具路径生成的算法及改进研究

对Hibert填充曲线的生成方法进行了研究,建立了平面Hilbert填充曲线与Bezier参数平面之间的映射关系,得到了平面Hilbert填充曲线到空间曲面的映射规则和相应算法。针对该方法用于刀具路径生成时存在转向过于频繁等缺点,为了减小加工过程中对刀具和工件的冲击,提出了用倒角或圆弧进行过渡来代替原来的直角过渡的方法生成加工刀具路径。针对改进后的生成刀具路径的方法编制了仿真程序,对改进前后的刀具路径的长度和生成时间进行对比分析。通过一具体曲面加工路径生成仿真,验证了该方法的有效性。     

一种复杂平面型腔加工区域自动识别的算法

根据平面型腔的造型数据 ,自动识别并提取出需要进行数控加工的区域 ,按照环与环的位置关系 ,采用两次判别的方法。第一次为粗判别 ,得到加工区域的初步信息 ;在此基础上进行精确判别 ,生成加工区域的树状数据结构 ,获得待加工区域。算法适用于多个不连通区域的识别 ,为一次生成多个不连通区域的加工刀具轨迹奠定了基础。     

一种复杂平面型腔加工区域自动识别的算法

根据平面型腔的造型数据,自动识别并提取出需要进行数控加工的区域,按照环与环的位置关系,采用两次判别的方法,第一次为粗判别,得到加工区域的初步信息;在此基础上进行精确判别,生成加工区域的树状数据结构,获得特加工区域,算法适用于多个不连通区域的识别,为一次生成多不不连通区域的加工刀具轨迹奠定了基础。     

模具型面定位五轴加工刀轴方向的优化方法

提出了定位五轴加工刀轴方向的优化流程及关键技术,包括刀轴倾角优化技术、加工区域划分技术以及基于拟合平面法的刀轴方向优化算法,并对这些关键技术进行了详细阐述。在此基础上,开发了刀轴方向优化软件工具原型,通过实例应用表明该方法合理可行。     

复杂形状区域行切加工刀具轨迹生成

讨论了由任意多段直线、圆弧、自由曲线及其组合构成边界轮廓，且边界内包含多个岛屿的复杂区域加工刀具轨迹计算问题。详细介绍了岛屿分解、边界轮廓刀具干涉处理、加工路线规划及刀具轨迹生成原理与算法。     

补加工技术在曲面加工中的研究

在自由曲面数控加工中，补加工是解决曲面交线、曲面内凹区域及浅平面和陡斜面等加工的有效途径。对曲面交线和曲面过渡区域的刀具轨迹进行了理论分析，探讨了曲面内凹区域补加工中边界的识别方法，并提出了浅平面和陡斜面加工应用实例。     

基于Hilbert填充曲线的自由曲面刀具路径规划研究

利用平面Hilbert填充曲线生成方法简单、易于控制填充疏密的优点,将其用于了自由曲面数控加工刀具路径的生成.对平面Hilbert填充曲线的生成原理进行了研究,用矩阵运算的方法生成该曲线.结合自由曲面的形成过程,提出将平面Hilbert曲线通过与曲面参数域相对应的方法映射到曲面上,进而生成加工刀具路径的思想.最后用一个具体应用实例验证了生成平面Hilbert曲线方法的正确性,和用此曲线作为数控加工刀具路径的可行性.通过与经典刀具路径生成方法比较可见该方法具有算法简单,加工余量均匀,加工效率与表面质量高的优点.     

数控加工刀位轨迹生成的算法分析

自由曲面数控加工刀位轨迹的自动生成,是CAM技术的关键问题。针对自由曲面零件刀具口路径生成的几种算法,进行了较为详细的分析,并指出了这几种算法各自的加工特点。     

快速原型技术中的驱动指令生成

分析了该技术的特点与实施方法，提出了利用ＡｕｔｏＣＡＤ的ＡＭＡ功能产体模型设计，并通过对实体模型的等距截面剖分来提取数据，进而生成驱动指令的方法。并还对一些特殊情况与技术难点的处理进行了探讨。     

ANALYSIS OF THREE-DIMENSIONAL MACHINING USING AN EXTENDED OBLIQUE MACHINING THEORY

This paper presents an extended oblique machining theory applicable to the analysis of 3-D machining. Existing theories are evaluated to identify suitable formulations which are used with necessary modifications for predicting various quantities pertaining to cutting conditions of three dimensional machining. Actual chip flow angles extracted from measured forces, to account for the nose radius effect, are used, instead of available models, to predict important quantities such as shear plane angle, effective rake angle and shear flow angle. Experiments are conducted in the realms of conventional and high speed machining using AISI 4140 steel and aluminum 7075-T6 respectively with uncoated carbide inserts, and various process conditions pertaining to the cutting mechanics are calculated. The extended oblique machining theory is experimentally validated in predicting temperatures at the tool-chip interface and shear plane for conventional machining. Simulation results from the finite element modeling are used for verifying the shear stress and shear plane temperature predicted by the extended oblique machining theory.     

ANALYSIS OF THREE-DIMENSIONAL MACHINING USING AN EXTENDED OBLIQUE MACHINING THEORY

This paper presents an extended oblique machining theory applicable to the analysis of 3-D machining. Existing theories are evaluated to identify suitable formulations which are used with necessary modifications for predicting various quantities pertaining to cutting conditions of three dimensional machining. Actual chip flow angles extracted from measured forces, to account for the nose radius effect, are used, instead of available models, to predict important quantities such as shear plane angle, effective rake angle and shear flow angle. Experiments are conducted in the realms of conventional and high speed machining using AISI 4140 steel and aluminum 7075-T6 respectively with uncoated carbide inserts, and various process conditions pertaining to the cutting mechanics are calculated. The extended oblique machining theory is experimentally validated in predicting temperatures at the tool-chip interface and shear plane for conventional machining. Simulation results from the finite element modeling are used for verifying the shear stress and shear plane temperature predicted by the extended oblique machining theory.     

基于CQEM的海量测量点集刀位轨迹生成算法研究

提出基于约束二次误差度量(CQEM)的海量测量点集刀位轨迹生成算法。算法以大规模测量点集为待加工曲面,依据刀具大小动态生成刀具邻域的插值网格,以平面截交网格交点作为初始刀触点,对其进行CQEM优化并细分该截交网格,在此基础上生成无干涉刀位轨迹。算法不仅利用网格的动态局部构造节约了大量的空间消耗而且通过刀触点集的COEM优化减小了加工曲面逼近测量点所在曲面的误差。     

Geometric equation and machining method for the sidewall of a piston

Engine pistons are generally cut with a copy machine or a CNC machine. In recent years, CNC machining has become more popular due to the necessity for increased productivity and accuracy in piston machining. CL data are essential for CNC machining, and such data are usually generated from a 3D CAD model. When using a 3D CAD model, the intersection curves between the surfaces and the cross-sectional plane must be calculated, which is both time-consuming and imprecise. In this paper, a geometric equation for the sidewall of a piston is proposed as a solution to this problem. The geometry consists of an ellipse, recesses, eccentricities, and an offset. The equation for the sidewall of a piston is expressed in terms of the distance from the center. This equation makes it possible to calculate CL data very quickly, and facilitates the compensation of tracking error. A specialized four-axis CNC lathe, suitable for machining the sidewall of a piston, is also introduced. The proposed method has been tested by actual turning using this four-axis lathe. The results demonstrate the practicality of the method in the manufacturing of pistons.     

复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法

提出了复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法。该算法在保证刀具不与被加工曲面发生干涉的基础上 ,使得刀具扫描面与被加工曲面在刀触点处切平面上每个方向的曲率相匹配 ,由此规划的等残留高度刀具轨迹能改善曲面加工精度和加工效率     

快速成型技术工艺特点及影响精度的因素

快速成型是一种基于离散堆积成型思想的数字化成形技术,可以在无需任何模具、刀具和工装的情况下,直接从CAD数据,快速制造出具有任意复杂形状的实体部件。介绍了快速成型领域四种典型的成型技术及其加工原理,阐述了其加工过程中所具备的快速性和高度柔性等现代化制造特点。比较了典型快速成型工艺的适用领域、加工成本和技术参数,找出影响成品精度的工艺及设备方面因素。分析各种成型技术在成形精度、表面质量、材料成本等方面的优点和缺点。     

基于车铣复合中心的针阀接头数控加工

介绍了车铣复合中心加工针阀接头零件新工艺,重点分析了加工难点工艺过程,解决了普通数控加工方法对于精密零件加工精度、效率低和工序分散问题,为符合现代制造技术发展方向的车铣复合加工推广和应用提供参考和借鉴.     

超高速切削加工的刀具技术

超高速切削加工技术是一项综合性的高新切削加工技术,具有传统的切削加工技术不可替代的诸多优点,拥有光明的市场前景。文中根据国内外最新的研究资料,对超高速切削刀具的要求及应用范围,进行了较为详实的介绍和论述。