复杂曲面通道多轴加工的刀具选择方法

针对复杂曲面通道零件多轴加工的刀具优化选择问题,提出一种基于点可行空间分析的刀具选择方法。分析了复杂曲面通道多轴加工刀具运动的几何约束,利用临界约束条件对通道加工的临界刀轴进行求解。通过分析单点可达区域与球头刀可行摆刀域之间的关系,提出一种无碰撞干涉条件下的最大刀具直径选择方法;在此基础上,通过对可行摆刀域内刀轴矢量的优化,获得了刀具直径最大条件下的最短刀具长度。以整体叶轮的五轴加工为例,对该方法进行了分析与验证,给出了叶片曲面上最大刀具直径与最短刀具长度的变化情况,并对不同刀具直径的加工效果进行了对比分析。结果表明,本文方法能获得复杂曲面通道类零件多轴加工的最大刀具直径、最小刀具长度,可显著提高该类零件的加工效率及加工稳定性。     

西门子840D五轴联动刀具补偿及应用

五轴联动对叶轮、蜗轮、桁架的加工可以做到一次成形，加工效率高。它改变了以往三轴机床的由点成面、由线成面的加工方法，而且被加工零件的表面质量好、精度高。对复杂曲面只要指定刀具轴与零件曲面表面的位置关系，就可使复杂曲面的加工过渡光滑、不干涉、不过切，满足曲面的要求。     

叶轮的曲面建模及四轴联动编程加工

整体叶轮加工所含曲面较为复杂,建模及编程加工都具有较大的难度。针对此类零件,应用UG的曲面建模功能进行设计,并应用Power MILL的四轴联动加工策略及相应的编程技巧进行叶轮的编程加工。     

基于少量测量数据的复杂曲面重构

研究了少量测量数据情况下的复杂曲面反求技术,给出亍曲面重构的具体实案.以叶轮为例,介绍了复杂曲面重构中的数据采集、三维造型和误差检测、修正的方法,解决了反求工程中少量点曲面重构的技术难点.     

曲面造型研究与程序开发

为了满足叶轮叶片类具有复杂曲面形状的零件的数控加工需求,文中以非均匀B样条为数学模型,应用Delphi 5.0程序开发工具进行程序开发,分析了曲面造型的误差,并画出了直观的误差图,最后,将这一理论应用到叶轮叶片曲面造型之中.     

整体式叶轮曲面造型的分型及分向光顺方法

整体式叶轮是发动机的关键部件,叶片的三维造型又是叶轮设计的难点,同时也是影响发动机叶轮性能的重要因素。针对五轴数控加工中心加工整体式叶轮时叶片表面质量较差的问题,总结出了一套基于UG软件的曲线、曲面分型及分向光顺方法,使曲面造型的光顺效果得到显著地改善,从而提高了实际加工时整体式叶轮叶片的表面质量。实例表明,此方法便捷、有效,可明显改善叶片表面质量,满足工程实际的使用要求。为整体式叶轮叶片复杂曲面的模型建立提供了思路和方法。     

短电弧铣削加工实验平台

与传统金属材料加工技术相比,短电弧加工技术具有加工时间短、刀具磨损率低和节能环保等优势,在金属材料加工领域得到快速普及。但是该技术较为复杂且加工过程中随机性较强,因此无法进一步提升使用效率。为了解决这个问题,需要基于电参数与非电参数对于短电弧铣削加工能力的影响,对短电弧加工技术的各项参数进行优化,研发更为高效的短电弧铣削加工实验平台。     

面向高效节能的复杂曲面分区数控铣削加工优化方法

复杂曲面加工常采用统一的切削参数和刀具路径完成整个曲面加工,未考虑复杂曲面几何特性变化对能耗和加工时间的影响关系。以复杂曲面为研究对象,根据曲面曲率特性并运用模糊聚类算法对复杂曲面进行分区。在此基础上,针对每一个分区曲面,采用正交试验方法确定能耗和加工时间综合最优的切削参数和刀具路径,即实现复杂曲面加工总能耗最低和加工时间最短。最后,将所提出的曲面分区铣削优化方法与传统曲面整体铣削方法作对比,验证了所提方法的有效性。     

基于SurfMill与一种双转台五轴数控机床的整体叶轮的编程与加工

整体叶轮叶片多为非可展扭曲直纹面,加工精度要求高、加工难度大,五轴联动数控机床是加工整体叶轮的一种理想方法。基于SurfMill 9.0软件平台对整体叶轮进行数控加工工艺设计与自动编程,并应用JDGR 400双转台五轴联动数控机床对其进行数控加工,充分体现出五轴联动加工技术对叶轮类零件加工的技术优势,为今后加工相关复杂曲面类零件提供参考。     

六足并联数控机床由哈尔滨工业大学、哈尔滨量具刃具集团有限责任公司联合生产制造

21世纪机床发展方向。特别适合加工复杂曲面,如:叶片、叶轮、螺旋桨、复杂模具的型腔及航空薄壁铝合金制件等。     

基于侧铣刀位生成复杂曲面在机测量路径研究

在机测量是实现叶轮等复杂曲面零件高精度加工的重要保证。五轴数控加工复杂曲面零件运动过程中,由于热变形、振动、摩擦以及惯性等多种误差因素,会对加工制造精度有一定影响。因此,在加工完成后,复杂曲面的测量也是其制造过程中的一个重要环节。以复杂曲面五轴铣削加工与在机测量应用为背景,研究基于侧铣刀位进行在机测量路径规划的新方法。基于球族包络理论,建立起侧铣刀具路径与测量路径的关联性。算例仿真结果表明,该方法适用于任意直纹与非直纹曲面,具有较强的适用性和有效性。     

复杂曲面CNC加工技术的曲面包络逼近原理

针对当前数控加工技术以“点”去除方式加工复杂曲面效率很低的缺陷,提出了以“线”去除方式加工复杂曲面的CNC制造技术的曲面包络逼近原理。论述了以曲面活动标架思想描述和控制刀具相对工件运动的微分几何方法,建立了刀具包络面以最小误差逼近目标加工曲面的刀具运动优化模型。最后,以一个点啮合齿面的数控加工实例论证了该方法的精确性和可行性。     

高精度质量检测在航空器叶轮五轴加工中的应用

以航空器叶轮五轴高速加工为基础,针对叶轮复杂三维扭曲流道空间曲面检测困难的问题,研究了在机检测和智能修正技术、三维扫描检测技术,并利用工业级蓝光三维检测系统,对航空器叶轮进行五轴加工和准确、高效、可靠的三维数字化高精度检测。结果表明,该方法可快速实现高精度三维全尺寸检测,提高了测量效率。     

圆锥刀侧铣整体叶轮叶片曲面的刀轴轨迹规划

针对圆锥刀侧铣加工整体叶轮叶片曲面中复杂的刀轴轨迹规划问题,提出一种可行的刀轴轨迹生成方法。该方法首先根据两点偏置法给出初始的刀轴面,然后利用圆锥面的几何性质调整优化刀轴位置,"强制"刀具面与叶片曲面每瞬时线接触,建立以刀轴位置为变量的刀具面上多点与叶片曲面相切的超定方程组,并用最小二乘法求解。利用共轭曲面的数字仿真原理,以叶片曲面为基准面,以其上发出的标杆射线为纽带,建立刀具包络面与叶片曲面之间的误差计算模型,并给出加工干涉的判定依据。实例计算表明,刀轴优化后的包络误差显著降低,验证了所提方法的有效性。     

整体叶轮车铣复合加工工艺多目标优化

整体叶轮作为复杂曲面零件中典型的一类,如何实现其高效率、高质量加工一直是许多学者和工程技术人员研究的重点。以整体叶轮车铣复合加工工艺为研究对象,提出一套工艺参数多目标优化方案。针对整体叶轮车铣加工工艺特点,以主轴转速n、进给速度vf、切削深度ap、切削宽度ae等工艺参数为优化变量,以加工工时、叶片变形量为目标函数,从机床性能、刀具性能、加工质量三方面界定约束条件,构建工艺参数多目标优化模型,用SQP优化算法进行求解。应用表明:采用优化后的工艺参数车铣加工整体叶轮,能大幅减小整体叶轮加工时间和叶片变形量。     

HMC80u卧式加工中心（沈阳机床集团）

与德国R＋P联合开发。融合立式车床与卧式车铣中心的优点。机床显著特点是铣削加工叶片螺旋面、加工偏心零件、铣削斜面,适用于加工水泵的泵轮、叶轮、壳体,航空发动机叶轮、叶片,飞机复杂结构件等,其技术性能达到当代国际水平,在复杂形状曲线和曲面的加工中具有不可替代的优越性。     

基于UG、VERICUT和PRODUCTION MODULE复杂曲面数控加工仿真与优化

在复杂曲面数控加工中,整体叶轮的加工具有很强的代表性,本文根据整体叶轮的结构特点分析了数控加工工艺路线;通过UG设置刀具走刀轨迹,UG/Post Builder后置处理器生成NC代码;运用VERICUT软件进行了数控加工仿真;运用Production Module软件对叶轮加工进行了优化分析。避免了碰撞和干涉、降低生产成本、提高了生产率。     

基于UG的半开式叶轮的数控加工

半开式叶轮属于复杂曲面零件,在离心泵中被广泛应用。对某一半开式叶轮进行了结构参数计算和叶轮绘型,然后采用UG软件对其进行了三维精确建模,并分析了该叶轮的数控加工工艺,进而在UG软件里对该叶轮进行了数控加工刀具路径的编制和切削仿真,最后将生成的数控程序传入加工中心进行了实际加工。该方法加工出的半开式叶轮尺寸精确、表面质量好。     

曲面UV方向优化在UG多轴数控编程中的应用

本文对曲面参数方程中空间坐标与曲纹坐标进行研究,分析了曲线网与曲面的结构关系,在UG NX软件中完成了叶轮轴轮毂面UV交叉曲线再提取,重新构建UV方向优化的参数化曲面。以该曲面为驱动体,实现了叶轮轴四轴加工工艺的设计和铣削刀路优化,完成了叶轮轴的实际加工,提升了轮毂面铣削质量,能够提高叶轮轴的使用性能。     

CCMT2012五轴联动加工中心展品评述

五轴联动数控机床是一种技术含量高、精度高,专门用于加工复杂曲面的机床,是解决叶片、叶轮、船用螺旋桨、重型发电机转子、大型飞机结构件、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的重要手段。现在五轴数控机床不仅用于曲面加工,也充分展示其一次装卡,五面加工的特点。