复杂曲面五轴加工局部干涉处理技术研究

针对复杂曲面环形刀五轴数控加工中的局部干涉问题,提出了一种基于曲率匹配及网格点的干涉处理技术。首先,利用曲率匹配原则选出合理的刀具半径,以保证在切触点处沿任何方向上刀具与被加工曲面之间不会发生干涉,然后在各个切触点处通过比较刀具曲面最小主曲率与加工曲面最大主曲率确定出刀具的初始倾角。为了判断切触点邻近区域是否存在干涉问题,采用了网格点来快速自动生成检测区域及初始检测点。文中对有效检测点的筛选以及干涉的判断和处理技术分别进行了详细论述。最后,以非均匀有理B样条曲面为加工实例,对上述算法进行了测试和验证。     

三角Bézier曲面数控加工刀轨生成算法研究

针对目前三角Bézier曲面数控加工刀轨生成效率与精度较低且难以有效解决刀轨干涉等问题,提出了一种基于三角Bézier曲面的数控加工刀轨快速生成算法,该算法依据三角Bézier曲面模型的型面特征规划刀位驱动点,基于三角Bézier曲面的动态索引获取瞬时加工区域,迭代求解瞬时加工区域中各三角Bézier曲面片对应刀位点,...     

基于CAD/CAM的复杂曲面数控三坐标投影加工误差分析

两刀位点间连线与原有刀具轨迹所在平面的夹角α(或曲面上刀位数据的Z坐标增量Δz)对基于CAD/CAM的复杂曲面数控三坐标投影加工误差十分敏感.当用弦长代替弧长时,投影加工两刀位点间直线插补轨迹的法向加工误差Δt是以原有刀具轨迹走刀步长或行距加工曲面时两刀位点间直线插补轨迹的法向加工误差Δy的cos2α(0°<α<90°)倍.若α(或Δz)达到一定值,就会因原有走刀步长或行距的过渡拉伸而产生严重的过切(步长拉伸时)或欠切(行距拉伸时)现象,使被加工曲面出现明显的折面或残留面.应引入控制参数α(或Δz),根据曲面加工精度要求设定限值αmax(或Δzmax),当α>αmax(或Δz>Δzmax)时,进行刀位密化处理,以保证曲面加工精度.     

基于Zmap网格三轴加工无干涉刀具轨迹的加速算法

介绍和扩大了数控加工中的刀位面和保护面的概念,研究和实现了一种基于曲面离散生成三轴加工无干涉刀具轨迹的算法。通过Zmap网格节点的竖直线与三角片的刀位面和保护面求交并取z值最大的交点即为无干涉刀位点,采用双节点插值方法解决了生成刀具轨迹时因参考走刀步长不合适而产生的运动过切问题。该算法完全采用几何求交运算,过程简洁且精确度高,但需处理的数据点较多、运算量大,为此提出了几种生成轨迹的加速方法。     

基于变间距螺旋线的计算机控制抛光轨迹规划

目的 改善抛光轨迹以获得更好的加工精度。方法 分析计算机控制抛光中常使用的阿基米德螺旋线轨迹,发现使用该方法加工回转曲面时,由于投影行距变化,导致轨迹间去除区域的接触情况变化较大,将影响抛光后的表面质量。为此引入面积重叠率这一概念,以量化分析去除区域的接触面积变化情况,同时提出一种变间距的螺旋线轨迹规划方法,该方法可确保加工轨迹产生的去除区域均匀一致。结果 分别采用2种螺旋线轨迹规划方法对同一初始表面（面形误差为峰谷值Epv=9.04 µm,均方根值Erms=0.6228 µm）进行仿真加工,采用变间距螺旋线所得抛光后面形误差为Epv=2.15 µm,Erms=0.018 µm,而采用阿基米德螺旋线所得抛光后面形误差为Epv=3.47 µm,Erms=0.036 µm。结论 仿真结果表明,采用变间距螺旋线轨迹抛光后的表面质量相比阿基米德螺旋线轨迹有较大的提高。     

采用分区法提高数控三坐标曲面投影加工的精度

零件加工后表面残留高度不均匀的现象一直是数控曲面加工中亟待解决的问题之一.本文分析了数控三坐标曲面加工行距计算公式,得出了曲面数控投影加工行距与曲率半径的关系.结果表明,曲面曲率半径和曲面截面线加工点处斜率参数对基于CAD/CAM的复杂曲面数控三坐标投影加工误差十分敏感.斜率大的区域因原有走刀行距的过度拉伸而产生严重的欠切现象,使被加工曲面出现明显的残留面.针对这一情况,提出了一种刀具轨迹密化的方--分区域投影加工.该方法的特点是对曲面截面线加工点处斜率参数和曲面曲率半径小的区域,减小行距,并进行刀具轨迹编辑,从而使刀具轨迹的刀位达到密化,改善了残留高度的不均匀状况,提高了曲面加工精度.     

基于曲率的曲面加工刀位轨迹生成算法

提出了一种自由曲面五轴数控加工无干涉刀位轨迹的生成算法。该方法利用曲面的曲率来确定环形刀的刀具姿态,使得刀具随被加工曲面的形状变化而倾斜,从而生成无干涉的刀位轨迹。     

采用分区法提高数控三坐标曲线投影加工的精度

零件加工后表面残留高度不均匀的现象一直是数控曲面加工中亟待解决的问题之一．本文分析了数控三坐标曲面加工行距计算公式，得出了曲面数控投影加工行距与曲率半径的关系．结果表明，曲面曲率半径和曲面截面线加工点处斜率参数对基于CAD／CAM的复杂曲面数控三坐标投影加工误差十分敏感，斜率大的区域因原有走刀行距的过度拉伸而产生严重的欠切现象，使被加工曲面出现明显的残留面．针对这一情况，提出了一种刀具轨迹密化的方——分区域投影加工，该方法的特点是对曲面截面线加工点处斜率参数和曲面曲率半径小的区域．减小行距，并进行刀具轨迹编辑，从而使刀具轨迹的刀位达到密化，改善了残留高度的不均匀状况，提高了曲面加工精度．     

曲面加工刀具轨迹的仿真技术研究

本文针对数控铣削加工中刀具的走刀轨迹进行研究,对毛坯体建模时,采用的是三角面片离散法,实现了3轴数控铣床实体切削加工时离散矢量与刀具扫描体的几何求交算法,建立了铣削运动模型,通过不断更新毛坯数据信息来模拟刀具的切削过程,从而生成加工轨迹和走刀路径。以Visual C++ 6.0为编程环境,用OpenGL作为图形开发工具,动态仿真刀具加工曲面的加工轨迹和走刀路径。     

高速铣削曲面工件表面粗糙度的仿真

当前采用高速铣削方式铣削具有曲面结构的零件应用非常广泛,为达到所加工的零件要求的表面粗糙度选择合适的行距和步长对生产成本、劳动生产率都有很大的影响。本文针对球头铣刀在高速铣削、低切削量的条件下,分析Bezier双三次曲面构建原理,总结出走刀轨迹的公式。以实际生产中表面粗糙度的主要影响因素主轴的回转偏心和轴向窜动,结合刀轨迹的公式提出具体仿真算法,并且在实际应用中加以验证。     

动平衡技术在设备诊断中的应用

常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件，各种回转体，由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差，使得回转体在旋转时，加速轴承磨损，严重时能造成破坏性事故。为此，必须对转子进行动平衡。     

非圆回转曲面CNC 磨削加工轨迹直接插补技术研究

针对非圆回转曲面数控磨削加工轨迹插补特点,动用曲面直接插补（ＳＤＩ）思想,提出一种适合于非圆回转曲面类零件轨迹处理的集成式ＣＮＣ轨迹插补模式,并系统研究了实时插补中加工工艺余量智能决策方法和轨迹自生成原理等,成功地解决了非圆回转曲面磨削加工的轨迹实时插补控制问题。     

双足驱动双压电晶片直线超声波电机运行机理研究

研究新型直线超声波电机运行机理,采用双压电晶片及双足驱动结构,具有结构简单、无需频率简并、易于小型化等优点。详述其结构、振形特点及工作机理。建立电机定子振动响应有限元模型,给出输入阻抗计算方法。用已建模型计算获得定子驱动足接触点在谐振频率点附近振幅,推导驱动足接触点运动轨迹。通过实测定子阻抗特性将所得结果与理论分析进行比较。     

TC45卧式高精度数控车床外观设计

TC45卧式高精度数控车床可车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面,对回转体类零件进行高效、大批量、高精度的加工。本文所研究的机床外观设计从机床难防水、难防屑角度着手,运用人机工程学原理,简化结构,避免了因颜色不同,导致结构拆分所带来的不必要复杂工艺性,又大大降低了生产制造成本。     

砂带磨削机器人磨削曲面工件的工作空间及加工轨迹分析

研究了机器人砂带磨削加工技术,以克服传统磨削加工工作环境恶劣、劳动强度大的缺点。针对曲面工件的磨削加工任务,研究设计了3P3R构型的砂带磨削机器人;通过对该机器人运动学和工作空间的分析,应用数值分析方法得到机器人的大致可达工作空间;对待加工工件表面点进行数学建模,应用蒙特卡洛法对曲面工件的磨削加工轨迹进行了仿真分析,得到所有待加工表面点最接近于加工时的机器人姿态。分析结果不仅判断了工件是否具有可加工性,而且仿真分析的加工轨迹为工件加工的示教编程提供引导,同时提供了一种离线编程的途径。     

五轴数控加工中刀具干涉处理的特征投影法

提出了一种适用于五轴数控加工刀具干涉处理的特征投影法。该方法以刀具系为检测基准，以曲面特征点为检测对象，判断特征点是否落入刀具系表面内部来进行干涉检查；以干涉量最大的方向确定干涉消除平面，以此来计算旋转刀轴所需的消除角度。并将刀具系和曲面特征点投影到一个特定平面上，只对可能发生干涉的曲面特征点进行干涉检测，从而大大提高干涉处理效率。     

曲面匹配方法在刀具加工轨迹优化中的应用

为减小非可展直纹面侧铣过程中产生的原理误差，提出一种新的刀具加工轨迹优化方法，将曲面匹配方法应用于初始刀具加工轨迹的优化过程，并使用序列二次规划算法求解曲面匹配问题。首先，采用现有的刀具加工轨迹生成方法得到刀轴轨迹曲面；其次，对刀轴轨迹曲面进行法向偏移得到对应的刀具加工包络面并进行原理误差计算，使用基于序列二次规划算法的曲面匹配方法对加工包络面与设计曲面进行曲面逼近，得到空间变换矩阵；再次，通过空间变换和法向偏移，得到优化后的刀轴轨迹曲面及其对应的刀具加工包络面，以及对应的优化刀具加工轨迹及加工误差分布数据；最后，使用MATLAB进行仿真，并与基于最小二乘法的曲面匹配方法进行对比验证。仿真结果表明该优化方法有效地减小了初始刀具加工轨迹产生的原理误差，这说明提出的方法能够用于减小非可展直纹面侧铣加工时产生的原理误差。研究成果为提高非可展直纹面侧铣的精度提供了新的技术支持。     

均匀三次B-Spline反求的一种新方法

本文分析了在自由曲面构型中,目前流行的几种B-Spline反求算法的特点及不足之处,提出了在均匀三次B-Spline反求中,使补充边界条件作为特征多边形局部变化趋势的一个良好反映,将补充端点作为邻近点的一个线性组合的方法。用这个反求方法构造自由曲线,只要取合适的线性组合系数,可使端点曲率不为零,这就克服了重顶点时,曲线端点恒为零的缺点,从而保证端点由率的连续性。同时可根据需要,在曲线的第一段(或最末一段)产生或消除拐点。算法的另一个优点是可将曲线的反求方便地推广到曲面的反求。该算法在自由曲面构型中非常方便,尤其对于生成各种回转体和“伪回转体”(例如军用水壶等等)的自由曲面,特别奏效。     

基于形状拆分的机械零件三维模型检索

提出一种基于形状拆分的机械零件三维模型检索方法.首先根据零件名称和功能,将机械零件模型库按传统方式划分为四大类,即轴套类、盘盖类、叉架类和箱体类,三维模型之间的匹配在同一类模型中进行;随后进行三维模型外轮廓扫描,将整个三维模型拆分成若干平面体、回转体和曲面体,根据同一型体之间特征数量和参数的不同,进行单一型体之间的匹配;最后根据单一型体的数量和匹配对的相似度,综合计算整个模型的相似度.单一型体的定义和整个匹配算法均是围绕着形状和工艺相似进行的.通过实例验证了该方法的有效性.     

基于感官体验的餐饮行业可设计服务触点的开发

目的通过对服务流程中可设计服务触点进行分析和开发,为消费者提供感官、触觉和心理等多角度的体验。方法运用案例分析、实地调研和文献回顾等方法,对流程中的服务触点进行设计,有效地提高顾客的用餐体验。结论通过对服务蓝图的绘制寻找能够被设计的触点,以提升消费者的感官体验。对服务接触点进行分析,使设计师了解服务流程,使可设计的服务触点能够更加深入。在绘制服务流程图和分析服务触点时,寻找潜在的可以被开发的创新服务方向,为消费者提供差异化的体验打下了基础。