在2(1/2)坐标数控铣床上加工三维型腔曲面的方法

本文提出了一种运用坐标变换方法,借助自动编程系统生成数控程序,在2(1/2)坐标数控铣床上实现复杂三维型腔曲面的加工方法,扩大了这类数控机床的工艺范围。模具中三维型腔曲面的加工大都可以在2(1/2)坐标数控铣床上进行。但是,对于较复杂的曲面,例如,电话听筒模具的型腔曲面等的加工,则因该机床不具备三坐标联动的功能而将遇到困难。为此,我们利用坐标变换原理,借助一定的工艺装备,对型腔曲面进行分部加工,就在J320—1型2(1/2)坐标数控铣床上实现了,从而扩大了这类数控机床的工艺范围。数控程序是利用日本FANUC公司生产的P—E型自动编程系统编制的。     

模具数控磨削、研磨技术开发研究通过鉴定

黑龙江省科技攻关项目“模具数控磨削、研磨技术开发研究”,于１９９９年９月１０日通过了黑龙江省科委组织的专家鉴定。该项成果达到了国内领先水平。这一成果是由我校机械动力工程学院金东燮教授负责完成的。所开发的ＮＣ加工自动编程系统及磁力磨料研磨装置,能够实现三维曲面的自动跟踪加工;开发研制的Ｔ／Ｄ牵引驱动增速装置,可提高原有机床主轴转速的５倍,达到了国际先进水平。模具数控磨削、研磨技术开发研究通过鉴定     

弹性研磨法的基础研究──测试与分析

本研究是为解决自由曲面（如型腔膜,凸模等）的研磨加工自动化而研制的一种新型摩轮－弹性磨轮。采用聚氨酯合成橡胶及氟化乙烯发泡材料作成基材,再外加一层研磨材料作成的弹性砂轮,在加工中心及自动机床上对自由面进行光整加工。     

弹性研磨法的基础研究－弹性砂轮的开发

本研究是为解决自由曲面（如型腔模、凸模等）的研磨加工自动化而研制的一种新囚后轮─弹性磨轮。采用聚氨酯合成橡胶及氟化乙烯发泡材料作成基材，再外加一层研磨材料作成的弹性砂轮，可以在加工中心及自动化机床上对自由白面进行光整加工。从初步研究结果得知：本研究所制作的弹性砂轮具有良好的弹性，易于曲面仿型并具有良好的形状恢复功能。     

精密小模数蜗轮模具型腔的数控加工

针对常规数控加工方法加工精密小模数蜗轮模具型腔,加工精确度低,齿形变形大,传动准确度低的问题,探讨了用Mastercam、UG软件进行蜗轮三维造型、四轴数控编程、数控线切割加工蜗轮模具型腔的工艺方法,给出了解决精密小模数齿轮模具加工新工艺,在工程上具有推广价值．     

轮胎花纹块模具型腔曲面构造及数控加工

为了实现轮胎模生产中花纹块模具型腔曲面的构造和高效精加工，提出了一种型腔侧壁曲面拟合算法.分析了花纹平面轮廓展开长度不变的原理，并计算了弯曲后的花纹轮廓.结合精度要求，把胎顶、胎底轮廓和型腔侧壁斜截线离散为若干点，并应用混合有理Bézier曲面拟合算法，构造了型腔侧面参数方程.通过计算型腔曲面最小曲率半径，确定精加工时球头刀的最大允许半径；应用等距偏移曲面法计算出型腔曲面数控精加工刀位数据.试验结果表明，该曲面拟合算法可以控制加工精度，改善表面质量，适用于构造和加工花纹型曲面.     

自由曲面模具磁力研磨的试验研究

基于三杆五自由度并联机床进行了对自由曲面模具磁力研磨的试验研究.实验分析了利用球型磨头对工件磁力研磨时,磁场强度、研磨间隙、磨粒粒度等因素对自由曲面模具表面研磨质量的影响.利用五自由度并联机床不仅可以去除自由曲面模具表面的切削残留痕迹,降低模具的表面粗糙度,还解决了传统手工研磨方式所引起的工件研磨质量不一致的缺陷.拓宽了三杆五自由度并联机床的应用范围.     

基于k-均值聚类算法的模具型腔曲面分片加工研究

为了提高复杂曲面的加工效率,解决编程人员凭经验分片导致加工特征遗漏和区域参数不合理的问题,提出了一种基于k-均值聚类的模具型腔曲面分片方法.首先,将型腔曲面根据曲面加工特点进行分类;然后,根据k-均值聚类分析原理,将型腔曲面上加工特性相似且相邻的点归集到一个加工区域内;进而,型腔曲面被分割成若干具有不同加工特性的曲面片;最后,针对每个曲面片的特性规划刀具路径实施分片加工,将接刀痕迹控制在曲面片的交接处,以达到提高效率及加工表面质量的目的.结果表明,此方法能明显减少加工轨迹的长度,提高加工的效率及质量.     

磁力研磨加工技术研究进展

阐述了磁力研磨加工技术研究中,新型磨料研发、磁力研磨装置优化、电化学复合磁力研磨加工技术及超声复合磁力研磨加工技术等方面的研究进展,讨论了超声振动复合磁力研磨加工技术和电化学复合磁力研磨加工技术的材料去除机理与研磨性能,指出无黏结磨粒的研发及复合磁力研磨是目前提高磁力研磨的磨削性能的主要方法。同时,结合磁力研磨的发展历史及研究现状介绍了该技术急需解决的问题。     

采用混联机床研抛模具自由曲面

采用混联研抛机床对自由曲面进行了研磨加工,在不同的加工条件下,通过对相同的曲面片进行研磨实验,探讨了研磨参数变化对自由曲面的研磨效率和表面质量的影响规律,通过对研磨加工工艺过程的分析,建立了研磨条件的数学表达式,推导出影响表面质量和加工效率的4个研磨工艺参数,并分析了研磨参数对表面粗糙度的影响。初步建立了自由曲面研磨的专家系统,为研磨过程的自适应控制提供依据。     

非球面件数控研抛力、研抛工具位置和姿态解耦技术

为解决非球面自动研抛系统中普遍存在的研抛力-研抛工具的位置-研抛工具的姿态(以下简称力-位-姿)相互耦合问题,提出一种基于磁流变力矩伺服装置(MRT)的非球面数控研抛力-位-姿解耦技术。基于Hertz接触理论和摩擦学原理,分析研抛过程中的力-位-姿耦合机理,建立了耦合模型。阐述基于MRT的数控研抛力-位-姿解耦原理,开发相应的实验研究系统,建立系统研抛力模型。规划了研抛工具的路径。试验得到0.025μm粗糙度的镜面表面。试验表明该技术能独立、主动、实时地控制研抛过程中的研抛力、研抛工具的位置和姿态。     

光学玻璃表面液流悬浮研抛加工

在研究表面光整加工方法的基础上,提出了一种液流悬浮研抛加工的新工艺方法。研制了基于三坐标数控铣床的液流悬浮研抛试验系统,并对光学玻璃(K9)进行了液流悬浮研抛试验。对研抛过程进行了分析,探讨了脆性材料的去除机理,即在磨粒冲击和剪切作用下,工件表面是以冲击和剪切的塑性去除方式加工的。试验结果表明:利用液流悬浮SiC纳米磨料研抛的方法可以实现光学玻璃的纳米去除和超光滑表面加工。     

非球面镜超光滑加工控制软件的研究

根据非球面光学元件超光滑加工工艺的要求,研究并实现了非球面镜超光滑数控加工的磨头控制算法。首先,从加工的角度分析了软件的功能要求,提出了软件的整体结构以及路径规划及后置处理模块的处理流程;然后,研究了回转对称非球面的母线离散算法,并在此基础上研究了非球面母线的双圆弧拟合算法。针对超光滑机床的机械结构,给出了其后置处理算法;最后,利用所述的控制算法在VC＋＋环境下开发了超光滑加工控制软件,并成功应用于超光滑数控加工。     

硼硅玻璃薄膜的抛光工艺

对硼硅玻璃产品的用途及加工表面质量要求进行了分析,以自制抛光机为抛光工具,抛光薄膜为抛光膜,水作为抛光冷却液,通过对大量抛光实验数据的研究,拟定了最优的硼硅玻璃薄膜抛光过程工艺.该工艺不仅可以满足加工要求,而且其冷却液还具有绿色环保作用.     

新型电流变抛光工具开发及其抛光实验

针对当前电流变抛光研究中所用尖锥状工具要求抛光间隙为μm级、对设备定位精度要求高及抛光非导体需加辅助电极等不足,研制了一种新型的电流变抛光工具——集成电极工具。介绍了集成电极工具的结构,并对其电场分布进行了计算。新工具不仅可以抛光导体工件,而且也可以抛光非导体工件。工具与工件之间的抛光间隙可以大到mm数量级。以碳化钨(WC)和光学玻璃为对象,分别进行了抛光实验,并通过单因素实验给出了电压、转速、磨料浓度、抛光时间等因素与表面粗糙度的关系曲线。实验结果表明:抛光10min后,WC的表面粗糙度由Ra66.48nm下降到Ra33.18nm;光学玻璃的表面粗糙度由Ra11.02nm下降到Ra3.67nm。     

基于网络的虚拟数控铣削系统

描述了一个基于网络的虚拟数控铣削系统.运用3DSMAX和虚拟现实建模语言(VirtualRealityModelingLanguage-VRML)分别建立了虚拟数控铣床模型和三维铣削场景模型.提出并实现了一种适用于VRML语言的工件毛坯的深度元素(dexel)建模方法.运用VRML的外部编程接口(ExternalAuthoringInterface-EAI)实现了JavaApplet和VRML场景之间的交互.在Tomcat服务器平台上开发了一套基于网络的虚拟数控铣削系统,该系统允许用户通过Web浏览器直观地对虚拟数控铣床进行操作.在某一特定的切削条件下,可以获得铣削力以及加工表面形貌等用户感兴趣的数据.据此可对加工工艺参数的合理性进行评估.     

铣削加工中心对刀方式分析及案例探讨

对刀与刀具长度补偿值的设定是数控加工前很重要的一个环节。对刀方式不同,刀长补的设置也不同。本文结合具体零件加工实例,以FANUC-0iM数控系统为媒介,详尽阐述了铣削加工中心中各种对刀方式及相应刀长补的设定不同。     

NC 铣削加工过程的仿真及其实现

目的研究NC (Numerical Control) 铣削加工过程的动态仿真及其实现方法. 方法基于光线投射的原理,采用将刀具与工件离散的方法,实现了 NC 铣削加工过程的动态仿真. 结果该方法不仅能检测出加工中可能出现的干涉与碰撞,同时也能验证刀位轨迹对理想曲面的逼近误差. 结论该方法成功地实现了 NC 铣削加工过程的几何仿真,对于工艺的仿真有待于进一步研究.     

基于OpenGL的STEP—NC数控铣削系统加工仿真

介绍了在VisualC骄境下,利用OpenGL图形函数库开发基于STEP—NC的数控铣削系统的加工仿真。给出OpenGL与VC＋＋的接口机制,说明了加工仿真中工件和刀具的建模方法以及工件和刀具的动态求交来实现材料的去除效果,模拟了真实情况下的加工过程。     

基于AutoCAD平台的数控铣削仿真模块的开发

针对XK714铣削系统，以及AutoCAD二次开发工具ObjectARX，介绍了一种数控铣削过程计算机模拟的实现方法，采用面向对象的程序设计方法，对刀具轨迹动态模拟技术进行了分析，在数控自动编程的基础上，详细介绍了数控铣削仿真模块的实现方法，实现了可视化图形交互式数控铣削的模拟。