对于切削进给的前向刀具路径修正研究

针对由Stori和Wright所提出的2D轮廓加工恒定切削率刀具路径生成方法的缺点,在分析传统刀具路径修正算法的基础上,提出了一种可以应用到任意几何形状的刀具路径中的优化算法,该修正算法修正最后一条刀具路径,使得刀具按恒定进给率进行切削加工,大大降低了刀具切削力的变化和刀具偏斜,减少了加工时间,提高了加工几何精度.并且将此算法应用于实际加工中,取得了良好的效果.     

考虑切削力的整体叶轮加工工艺规划及实践

通过分析叶轮流道区域的形状特点,使用HyperMill软件编制分层分区域的叶轮粗加工刀具路径;计算出叶轮流道精加工的步距,编制叶轮精加工程序。通过切削仿真实验,分析叶轮精加工切削力,进而优选叶轮精加工切削参数。采用该方法有效提高了叶轮加工效率和加工质量。     

外壳型芯的工艺优化及数控加工

为提高外壳凸模的加工质量和生产效率,在分析零件特点的基础上,通过精细划分切削区域,采用不同的加工方式高效的切削工件,减少加工时间;在精加工先加工底面后加工侧面的基础上,提出了底-侧面结合处增加0.01~0.02mm让刀设置,使刀具底刃和侧刃不同时参与切削,在提高零件表面质量的同时还能保护刀具。最后以UG NX9.0为软件平台,合理设置各项加工参数,生成了外壳凸模刀具路径,利用仿真加工,检验刀轨的可靠性,实践结果表明:通过此种工艺加工的零件,其表面质量和加工效率得到有效提高。为工程中同类零件的数控加工提供借鉴。     

面向加工效率的曲面刀具路径优化方法

针对曲面数控加工中加工效率低的问题,提出了一种提高曲面类零件加工效率的刀具路径优化方法。首先对刀具路径优化问题进行描述,提出了刀具路径与加工效率的关系模型;再建立了以机床加工效率为优化目标,以主轴转速、进给量、切削功率、主轴力矩、加工行距为约束的优化模型;并根据曲面加工行距和加工质量的影响,对曲面离散化而生成合理的刀触点;利用蚁群算法对刀触点的连接顺序及无重复走刀方式进行优化求解。最后通过案例验证了该方法的有效性。     

基于数值模拟的复合涂层枞树型刀具磨损研究

采用数值模拟法分析了复合涂层枞树型刀具切削过程中切削力、切削温度变化以及刀具磨损情况。基于Deform-3D和Johnson-Cook本构模型,建立切削加工仿真模型,对未涂层的刀具和不同膜厚的Ti N-Ti CN复合涂层枞树型刀具半精加工汽轮机转子轮槽进行切削仿真。结果表明:仿真切削与实际切削结果相比具有一致性。未涂层刀具后期切削力波动剧烈,涂层刀具全程切削力波动稳定,5μm涂层刀具切削力最小;未涂层刀具切削温度显著高于涂层刀具,前中期10μm涂层刀具切削温度略高于5μm刀具,中后期5μm涂层刀具切削温度略高于10μm刀具;刀具磨损最严重出现在前刀面距离刀尖1.89 mm的区域,5μm涂层刀具磨损较轻,未涂层刀具磨损较严重。5μm Ti N-Ti CN多层涂层枞树型刀具切削力小,切削温度较低,刀具磨损量小。     

机器人铣削加工让刀误差建模与分析

在机器人切削加工工艺过程中,让刀误差是影响切削加工精度的重要因素之一。以球头铣刀铣削加工为研究对象,视其为准静态运动过程,根据机器人静弹性力学模型和球头铣刀切削力模型,建立了机器人切削过程的让刀误差数学模型。同时,提出了一种基于基因遗传算法的刀具姿态优化方法,以减小切削过程的让刀误差。最后,通过仿真分析了切削参数、刀具姿态和机器人刚度等因素对让刀误差的影响,验证了刀具姿态优化方法的可行性。     

前后刀面微织构铣削镍基合金的切削力研究

为了提高刀具对难加工材料的切削加工性能,降低切削力,延长刀具寿命,采用激光加工技术在TiAlN涂层刀具前、后刀面上制备出平行于主切削刃的沟槽型织构,对比研究变切削参数条件下铣削镍基合金的切削力变化情况。结果表明:在低转速、小吃刀量、低进给速度情况下,后刀面织构刀具的切削力小于前刀面织构刀具;背吃刀量对前刀面织构刀具的切削力增幅影响最大;主轴转速对后刀面织构刀具的切削力增幅影响最大。     

航空薄壁件切削加工变形控制与实时监测研究

由于航空薄壁件刚度较低,工艺性差,容易发生切削变形,是机械加工中的难题。以减小航空薄壁件的变形为目标,采用有限元分析方法,分析工件在切削力作用下的变形;通过预先考虑薄壁件在切削力作用下的加工变形及其对应的变形回弹量,采用变形主动补偿的方法,在局部刀位点修正补偿刀具的切削深度。经有限元计算比较,补偿后刀位点的最大切削加工误差相对于补偿前降低95%以上,同时航空薄壁件的切削加工误差的分布更加均匀,误差值的变化波动范围更小;最后设计了一个切削力实时监测系统,对切削加工过程进行监测,形成了一种提高航空薄壁件切削加工精度的系统性方法。     

表面织构改性型硬质合金切槽车刀性能分析

为研究表面织构改性对刀具性能及切削加工性能的影响,应用摩擦学理论设计三种典型微织结构形式的切槽车刀前刀面。以硬质合金切槽车刀车削加工钛合金TC4航天材料为例,运用数值分析方法建立了加工模型,分析织构形式对切槽车刀环槽车削加工过程中刀具性能和切削加工性能的影响。分析结果表明,表面织构改性能有效降低刀具切削温度,减小刀具前刀面磨损速率,降低切削力及功率,从而改善刀具性能及切削加工性能。以groove形式织构效果最为优良,该研究为切槽车刀的设计提供了新的思路。     

基于PowerMILL曲面加工刀具路径优化方案研究

在曲面加工中,刀具路径是影响切削效率和加工质量的关键因素之一,刀具路径是否合理至关重要。结合上气盖的加工工艺,对Power MILL软件生成的刀具路径进行研究,发现在加工过程中有抬刀过多、陡峭的部分有尖角存在及刀路分布不均匀的情况,这严重影响了零件加工效率和表面质量。针对这一问题,提出刀具路径的优化方案,提高产品加工效率和表面质量,对实际生产有一定的借鉴意义。