双摆头型五轴数控机床的坐标变换关系研究

以双摆头五轴数控加工中心结构为例,包括两个旋转轴A/C和X、Y、Z三个直线轴。分别研究刀具在平动与转动中刀位点的变换关系,建立刀位点换算关系式;根据该机床结构搭建相应的运动学方程,从机床的动态角度出发,分析五轴联动过程中刀位点及刀轴矢量的运动变化规律,运用工程数学计算方法建立A/C轴旋转角度与X/Y/Z轴向坐标数据补偿关系式,实现C-A(X)型双摆头型五轴联动机床的运动求解,为后续的后置处理器的构造作理论基础。     

无限旋转C轴工作台结构的五轴机床后置转角求解

当前五轴机床C轴工作台的转动行程已由某个限定范围扩展为无限范围（n×360°）, 但通常后置处理中的转角求解方法不能使求解范围扩展到无限,因而制约了机床性能的发挥。针对该问题,建立基于多体系统理论的五轴机床转动轴运动学方程,通过定义“最小运动圆周”来改进五轴机床转角的计算方法,对后置转角求解区域进行了扩展,并给出了具体的求解流程。该求解算法可以有效提高C轴工作台的转动连续性。最后在某结构类型的机床上进行了后置求解仿真试验,验证了算法的可行性和有效性。     

五轴机床分类运动学建模及后置处理验证

针对常见的三大类型正交结构的五轴机床,根据齐次坐标变换和运动链关系,推导建立了双转台型、摆头转台型、双摆头型五轴机床的运动学模型。根据矩阵方程的逆解,确定了A、C轴的旋转角度取值范围,基于UG-post开发了后置处理器,在UG环境中以凹球面为例,生成5轴铣削刀路,AC型五轴机床的实际加工验证了后置处理算法的正确性和有效性。     

双转台五轴立式机床专用后置处理算法

通过分析WABECOH双转台五轴立式数控机床各轴的运动关系,建立各轴运动关系的数学模型,并开展机床运动学求解,给出了该五轴机床后置处理的转动角度和坐标变换计算公式。根据转动角度和坐标变换的计算公式,利用C++语言开发了WABECOH五轴数控机床专用后置处理程序,基于所提后置处理方法进行了叶轮类复杂零件的加工仿真与实验验证。结果表明,所开发的专用后置处理软件生成的数控代码可以满足该机床五轴联动的要求,较好地解决了该类机床的后置处理问题。     

非模态回转轴旋转角的优化方法

针对使用非模态回转轴的双摆头五轴联动机床的转角在使用过程中受到局限的问题,提出一种基于后置处理的旋转角度优化算法。根据旋转角的转动范围确定初始修正条件,在保证刀具接触点坐标不变的情况下,采用分区域限制对修正区的旋转坐标值进行优化。通过运动学模型的建立,基于该类机床的基本后置处理算法,结合JAVA语言,开发出具有角度优化的专用后置处理器。某叶轮零件的仿真和实际加工结果表明,本算法能够对加工中旋转角进行修正,避免了由于结构原因造成的加工局限,从而提高了机床的使用范围,同时此法也为其他同类机床解决旋转角受限问题提供了一定的参考。     

五坐标数控加工中坐标超程及解决办法

近年来,我国进口了不少五坐标联动的数控机床和加工中心,用于解决如整体叶轮等复杂零件的加工。一般来说,正坐标联动是指机床的X、Y、Z三个移动坐标和绕其轴旋转的三个转动坐标A、B、C中的任意五个坐标的线性辅补运动,如图1所示。转动坐标A、B、C的运动可由刀具的摆动来实现,也可由回转工作台的转动来实现。前者适用于大型复杂零件加工,后者则适用于中小型零件的加工,两者的数控加工程序的产生(一般称为后置处理)方法是不同的。本文只讨论带有回转工作台的五坐标联动数控加工中的坐标超程问题。 我们定义Z坐标方向与机床主轴方向一致,且…     

五轴机床的运动学与奇异位置研究

根据所用的A-C型五轴机床,分析其五坐标的运动学矩阵变换关系,得到了刀轴矢量和工作台转角的数学映射,进而建立运动学逆解方程,实现机床坐标和编程坐标的转换运算。开发了相应的后置处理程序,针对C转轴的角度在奇异点大幅度转动,可能超出系统性能限制,并在工件表面产生过切等质量问题,对奇异位置(刀心点和刀轴矢量)提出了刀位点插值微调的解决方案,并对S曲面的刀路轨迹进行了VERICUT刀路运动仿真,确实能在奇异点附近减小C轴转角,验证了本文逆运动学方程的正确及方法的可行性。     

更加灵巧的铣头

很多镗铣类数控机床上所用的2坐标铣头，通常的结构形式是具有一个绕Z轴回转的C轴和一个绕与C轴成直角的水平轴回转的4轴。这种叉式结构意味着，C轴转动时，铣削主轴不发生偏摆，只围绕自己的轴线旋转。在这种情况下，如果主轴本身发生那怕只有几角分的微小偏摆运动，可能C轴就必需转动很大的角度。在实际的5轴联动加工中，当刀具处于A=0°状态而发生急速转动时，这种现象显得尤为重要，因为生产率、表面质量和刀具寿命等将会因此而受到损害。另一个问题上，在新开发的五坐标机床的轴向补偿领域不再用这种典型的叉式结构的铣头了。为此，德国Zimmermann公司开发了一种的M3 ABC型高档铣头。     

Hypermill软件五轴等高精加工常用命令解析

Hypermill五轴等高精加工是Hypermill五轴加工工单重要组成部分,五轴等高精加工主要适用于工件腔体内部陡峭区域和外部陡峭区域加工。通过设置Hypermill五轴等高精加工工单“5轴”选项卡中的倾斜策略,选择倾斜策略中固定、自动、手动曲线、偏置曲线、刀尖朝向Z轴等5种加工倾斜策略。结合加工工件外形特征,对5种加工倾斜策略中设置B/C轴、A/B轴、干涉避让A/B轴的参数库设置,控制五轴机床A轴、B轴、C轴旋转角度生成四轴或五轴刀路切削轨迹,并生成四轴或五轴机床加工程序,应用于实际产品生产加工。     

机械双摆头中的蜗轮蜗杆消隙结构

正双摆头又称叉型铣头、五轴头,可完成主轴旋转运动及A、C轴的连续摆动。A、C轴摆动运动及机床的X、Y、Z轴的直线运动,构成机床的五坐标运动。以双坐标摆动主轴头为例,其主轴传动是以齿轮传动的结构形式实现,A、C轴的传动以蜗轮蜗杆的方式实现,这种风格的主轴头体可以实现大转矩切削,但各个坐标的摆动速度及主轴的旋转速度往往由于结构的限制,不能做到非常理想,在黑金属加工方面就具有明显的优势,这种结构也是传统的结构方式。国外专业头体生产厂家及各个有能力设计生产的主机厂家已经非常成熟,并且已经大量     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

盘丝极心偏对三爪自定心卡盘找标精度影响的分析

三爪自定心卡盘作为机床的主要附件,已有一百多年的发展历史,尽管目前随着数控技术的不断发展,越来越多地需求高速动力卡盘,但三爪自定心卡盘目前仍有一定的市场。 要保证卡盘可靠地夹紧工件,必须使其有可靠的夹持精度;要保持卡盘的精度,必须要严格控制各零部件公差及误差,如盘丝的极心偏。 　　极心偏是形成圆的渐开线的基圆圆心 (极心 )与盘丝内孔中心不同心所造成的偏差值。它对卡盘精度的影响分两种情况,一是卡爪夹持弧采用配磨,二是卡爪夹持弧采用单磨。本文主要探讨配磨时的影响。 　　卡爪夹持弧采用配磨,即每台卡盘整体…     

圆柱面素线的直线度公差带解析

详细分析了圆柱面素线的直线度公差带在新旧标准中定义和解释的区别，并从对圆柱面素线实际要素检测的角度，提出了推行新标准的实际意义。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

广州地铁APM列车制动机理分析

根据广州市珠江新城旅客自动运输系统(APM)列车的运行特点,介绍APM列车制动系统的制动方式及其特点,分析APM列车动态制动和摩擦制动的工作机理及其区别和联系,阐明APM列车制动系统的电控制过程和气控制过程,从而为APM列车制动系统的维护和管理提供一定的依据.     

活塞销孔加工工艺的改进

我公司于８０年代末引进Aspera公司年产８０万台冰箱（冷柜）压缩机生产线及软件技术，在压缩机加工中，活塞销孔（如图１所示）的加工是难点之一。用镗床加工，质量一直难以达到要求，废品率很高。后来我们将Aspera公司的加工工艺即精镗后滚光改为精镗后用金刚石铰刀粗、精铰孔，由此解决了这个技术难题。（１）原意大利Aspera公司工艺简述其工艺流程为：钻６．５通孔→扩孔至７＋０．１→粗镗７．４７３＋０．０３６、圆柱度０．０１→精镗至７．９３５＋０．００６、圆柱度０．００２→滚光７．９３８＋０．００６、圆柱度０…     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

Development of sclerometric method of studying activation of parameters of damage and fracture of friction deformable surfaces

The article presents a brief review of the wear models based on the kinetic thermofluctuation approach. The materials were developed using SamGTU sclerometric programming software and a set of instruments developed at Samara Engineering University for assessing the parameters of kinetic thermoactivation for surface fracture deformed by friction. The first obtained results of assessments and the estimated prediction of wear resistance exemplified by tribocouple of the aircraft chassis are presented.