基于ArtCAM的异型石材浮雕建模及加工研究

以ArtCAM软件为平台,归纳了ArtCAM软件建模的三种实现方法。并以大展宏图浮雕为例,配合异型石材车铣加工中心HTM50200,研究了异型石材浮雕数控加工的一般过程。提出了ArtCAM在建模及加工过程中的关键点,给出了软件应用的流程图,并加工出该浮雕模型。结果表明,该方法弥补了传统浮雕加工传统手工加工效率低下,劳动强度高等缺陷,促进了异型石材浮雕行业的数字化发展。     

模块化石材异型制品加工设备研究开发

在分析石材异型制品的市场现状的基础上，针对当前国内石材装饰行业对经济实用型多功能石材异型制品加工设备的需求，应用模块化设计技术，通过功能运动分析，将设备划分为包括双立柱框架、水平动力头、水平托板、回转式工作台等在内的10个功能模块，结合可重构思想研制开发了石材异型制品加工系列设备。该系列设备以双立柱和单立柱各一种设备为基型，通过动力头模块和工作台模块的互换、重构，即可得到不同功能的石材异型制品加工设备，可加工平面、曲面、浮雕、立体雕刻制品等大部分石材异型制品。     

花岗石异型面高效加工刀具磨损破损研究

基于实验和观察,从宏观和微观两方面研究了高效加工花岗石异型面时刀具磨损破损的形态和机理,基于研究结果,提出异型石材加工刀具的改进设计方案。     

五轴联动数控加工在异型石材制品中的应用研究——CAD／CAM在立体人像中的应用

石材是现代建筑装饰的主要材料。简单石材制品设计和加工比较容易,但对于复杂异型石材制品还是很困难。五轴联动数控加工技术为复杂异型石材制品的加工提供了一种行之有效的手段,通过对立体人像进行逆向建模、数控编程、仿真以及对刀具路径进行优化,利用自行研制开发的异型石材车铣复合加工中心（HTM50200）机床进行加工,提高了立体人像加工质量和效率;首次提出了立体人像的参数化建模技术,缩短了立体人像的建模时间,同时对于其他复杂异型制品的快速建模也有借鉴和推广应用价值。     

异型石材制品成形加工的分析研究

成形加工是异型石材制品的关键加工工序。在分析异型石材制品的成形面、常用加工工具和成形原理的基础上,对成形加工技术进行了深入探讨,归纳出了异型石材制品加工的运动组合形式,并分析了每种运动组合所能加工的制品种类。成形运动分析为异型石材加工设备功能和结构的开发提供了理论基础。以外圆柱面加工分析为例,得出了刀具形状与加工运动成互补关系的重要结论,这一结论对于异型石材制品的大批量加工具有重要意义,可研制相应的成型刀具,以实现加工的规模经济效益。     

花岗石异型面高效加工磨削温度场理论分析

明确高效加工花岗石异型面时磨削热的产生和传递机理、切削温度随工艺参数的变化规律,可以促进加工效率、减少刀具损伤、优化操作参数。本文通过理论和实验分析,重点推演了异型加工弧区内石材及刀具磨削区温度计算方法和分布情况,阐述了切削温度与刀具操作间的耦合关系,初步提出了优化措施。     

石材异型制品数控加工图形自动编程子系统的开发

简要介绍了数控加工自动编程技术的发展,提出了面向石材异型制品加工的图形自动编程系统的总体设计思路和方案,实现了图形自动编程系统的3个基本功能：图形输入和编辑、前置处理、后置处理。     

异型石材多功能数控加工中心开发与分析

随着建筑装饰业和石材加工业的发展,各种石材异型及工艺制品的需求日益增大。石材异型制品加工装备向着高速高效化、智能化、单机功能复合化的方向发展。完成了异型石材多功能复合加工中心方案设计,首次实现了石材车削加工功能部件和石材雕铣加工功能部件在同一个垂直滑鞍下的复合。进行了异型石材加工中心运动功能分析。通过横梁、床身等主要支撑部件特性分析,优化了结构设计。应用COSMOSMotion对加工中心进行了运动仿真研究,使用运动轨迹跟踪方法,对主轴刀具头的输出位移、速度和加速度进行了数据跟踪,验证了其数学模型的正确性。研究表明,所设计加工中心能够满足设计及功能要求。     

复合加工技术在石材制品加工中的应用研究

对石材制品复合加工技术与机具进行了初步研究,论述了石材制品复合加工理论和关键技术,对石材制品复合加工技术进行了归纳分类,针对石材制品加工工艺、运动以及加工工具的复合提供了几种可行的方案,探讨了石材异型制品复合加工技术的发展趋势和研究热点,为今后石材制品复合加工技术进一步系统化、理论化的研究奠定了基础.     

基于运动学图谱的数控机床设计方法

针对数控机床传统的设计方法制约创新性的问题,提出了基于产品成形加工运动学图谱的数控机床设计方法.在对待加工产品的成形表面、常用的加工刀具和成形方法进行分析的基础上,采用理论计算与实际约束条件相结合的方法,分析得到产品加工所有可能的成形运动形式,在数控机床坐标系中建立其运动学图谱.图谱的多样化决定了设备结构形式的多样化,基于图谱的设计方法可实现数控机床结构的创新设计.以石材异型制品加工设备为例验证了所提出的设计方法.     

基于刀轴矢量规划算法的异型曲线锯切工艺算法研究

异型石材曲线锯切加工能够获得较高的切削线速度和切削效率,但其锯切参数的选定以及锯片尺寸导致过切的问题,需要新的运动控制算法来实现复杂曲线、曲面的锯切加工。本文从曲线锯切加工的坐标转换开始分析,以刀轴矢量规划算法为基础,在理论上研究不同刀具位姿下的运动控制算法,对加工图元为曲线下的各种情况进行详尽研究,提出了一种基于刀轴矢量规划算法的异型曲线锯切工艺算法。在满足刀具最优姿态的条件下,建立刀轴矢量加工效率同锯切方式、石材种类和刀轴光顺等影响因素之间的联系。经由曲线锯切加工工艺体系仿真功效对该算法的正确性进行了验证,现实加工评释该算法可以在异型石材曲线加工精度方面满足需求,提高了曲线加工效率,下降了曲线加工成本。     

基于VERICUT的刀具切削参数的仿真优化

对新开发的八轴双五联动数控异型石材多功能复合加工中心进行虚拟建模,建立了基于VERICUT切削参数的优化模型,分析多种不同的优化方法.进行了异型石材典型制品--罗马柱仿真加工研究.最终改进和优化不合理的加工轨迹,避免了实际加工过程中可能出现的异常现象,提高了数控机床加工功能和设计效率,降低了新产品研发的成本.     

异型石材样件的数控加工与仿真

对一种新型异型石材加工中心的程序编制、后置处理及加工工艺进行了研究,并成功应用于典型浮雕样件——万里长城的制作之中.首先通过UG/CAD模块,建立万里长城浮雕实体模型.分析毛坯石材的铣削特性,结合实体造型与材质特性,选择合适的刀具,通过计算得出切削深度,切削速度,进给速度,主轴转速等工艺参数.利用UG/CAM模块对模型...     

新型硬质石材锯切加工冷却润滑液

介绍了国内外石材锯切冷却润滑液研究概况，分析了锯切加工对冷却润滑液的冷却、润滑、清洗、抗硬水和岩粉沉淀性能的要求，提出了石材锯切加工冷却润滑液的组成原则。     

异型石材加工中心磨抛砂轮创新改造设计研究

对石材数控机床磨抛砂轮现状进行了分析,研究了现有的加工方法和磨头结构,针对异型石材加工中心在工作过程中,对于复杂曲面磨抛时存在的问题,应用技术创新方法中ARIZ85算法流程寻求解决方案,进行了自动加工磨抛砂轮的创新改造设计。在对实际问题分析的基础上,完成了系统功能分析及原因分析,通过对创新原理应用,使用了技术矛盾分析,维数变换和分离方法的等算法,确定了异型石材加工中心磨抛砂轮设计方案,解决了在加工中心上无法实现复杂曲面磨抛的问题。     

五轴石材切板机圆孔切割误差补偿与分析

针对五轴石材切板机加工圆孔时的误差影响问题,对五轴石材切板机轴头的各偏置参数进行了研究,对圆孔加工的理论误差进行了分析,并与实际加工误差限制相结合,提出其在工业加工的可行性,在一定范围内控制理论误差以满足工业需求。     

异型柱面数控车铣加工轨迹插补技术

针对异型柱面CNC车铣组合加工轨迹插补特点，引入并成功运用了曲面直接插补（SDI）思想，提出了异型柱面CNC车铣组合加工集成式CNC轨迹插补模式，成功地解决了异型柱面CNC车铣组合加工轨迹实时插补控制问题，研究了轨迹插补算法。算法简单、实用。     

石材加工污水综合处理设备的设计与应用

针对石材加工排放污水造成的严重环境污染问题,文章从石材加工污水的特性;污水处理原理及工艺流程;混、助凝剂及投放量、混合设备及形式等关键问题的解决等方面进行分析,设计了一种石材加工污水综合处理设备,解决了石材加工中污水的净化和循环利用问题.     

先进制造技术在石材边角料加工中的应用

我国石材资源非常丰富，但由于石材加工利用率低，产生了大量的边角料，造成了石材资源的严重浪费。为了提高石材利用率，通过对边角料加工进行可行性分析，将机械加工的三种先进制造技术：数控加工、CAD/CAM和逆向工程技术引入到对石材边角料的二次加工中，将石材边角料加工成石制品饰物和工艺品。     

基于模块化的机械产品快速设计

市场的激烈竞争，使产品的开发设计周期在企业发展中的作用越来越重要，为缩短产品设计周期，快速设计技术受到广泛的重视。简述了快速设计和模块化的基本概念，介绍了快速设计的技术构成和模块化的优点，研究了设计过程中的几个关键问题，并提出了基于功能模块的快速设计策略。结合石材异型制品加工设备的结构功能特点和设计过程，建立了基于功能模块的机械产品快速设计系统。