整体叶轮插铣粗加工刀具轨迹规划研究

本文针对半开式离心整体叶轮,提出了一种基于回转特征的流道插铣粗加工刀具轨迹规划方法。首先通过分析叶轮几何结构,构造粗加工可行域和沿流向均匀分割流道的圆锥截面族;然后由该圆锥截面族与叶片型面偏置面的交线确定边界刀位点数据;最后基于等分思想推导了刀心点及相应的刀轴矢量插值算法。通过UG/CAM模块的二次开发,实现了该算法的计算机集成,利用VERICUT软件对后置处理得到的NC代码进行了仿真,验证了该方法的可行性。     

叶片等残留高度数控螺旋铣加工刀具轨迹的规划算法

根据叶片的曲面特征,提出了基于等残留高度的叶片五坐标数控螺旋铣加工方法,设计了刀具轨迹生成算法,在UG二次开发环境下编程实现.该方法满足相邻刀轨之间的等残留高度要求,无冗余刀轨.避免了刀轨间的抬刀,可实现连续的切削加工,在满足误差要求的前提下可显著提高加工的效率.     

整体叶轮五轴数控插铣加工刀位轨迹生成算法研究

为了提高整体叶轮粗加工效率和质量,提出了一种整体叶轮五轴插铣加工刀位轨迹的计算方法。根据整体叶轮的几何特征和插铣特点,定义与叶轮轴线垂直的截平面族,构造截平面与叶片型面交线的单侧包络直线族,作为边界面加工刀位,在边界面刀位之间插值,得到整个流道的插铣加工刀位轨迹。运用UG/Open API开发了整体叶轮插铣加工软件模块,最后通过实例验证了所提出的方法是有效的。     

叶片螺旋铣加工中的刀具轨迹动力学分析与优化方法研究

从分析刀具轨迹动力学特性入手,通过对CLS文件分析,结合工厂加工叶片的实际情况,发现了影响叶片缘头表面质量的关键性因素,并提出解决的办法.     

直纹面叶轮插铣加工关键技术

为提高整体叶轮的粗加工效率,弥补目前商用计算机辅助制造软件在五坐标插铣加工能力方面的不足,研究了直纹面叶轮五坐标插铣加工的关键技术。根据直纹面叶片的偏移边界矢量,利用四元数插值方法计算插铣加工的刀轴矢量,提出并推导了五坐标插铣加工的行距和步距计算公式,保证了插铣加工的材料去除率和加工效率。依据上述算法自主开发了整体叶轮五坐标插铣加工专用计算机辅助制造软件,并对该软件生成的刀具轨迹进行了仿真和实际加工验证。结果证明,该方法在一定程度上提高了叶轮零件的粗加工效率。     

型腔转角插铣粗加工方法

插铣是一种高效的粗加工方法。根据型腔转角面的几何特性,提出了无干涉插铣刀轴方向的算法;根据转角面几何信息和前一把加工刀具参数信息,实现插铣加工区域计算。在两者基础上,提出型腔转角插铣加工的刀位轨迹计算方法。此类方法适合各类型腔的转角粗加工。     

插铣工艺刀具失效机理分析

为研究插铣过程中刀具的失效机理,建立了插铣刀具三维有限元仿真模型。以铝合金和钛合金为对象,对插铣过程中刀具的受力、温度和应力情况进行仿真和对比,分析刀具的失效机理,预测刀具的失效形式和失效区域,开展插铣试验验证刀具底刃是失效的高发区域,发现插铣铝合金刀具产生轻微涂层剥落、插铣钛合金底刃崩刃较多和局部区域被磨平等现象。针对不同工件材料的插铣加工,在刀具材料、几何参数、涂层选择以及冷却润滑等方面提出相应的建议措施,以降低刀具磨损和提高刀具耐用度。     

一种基于数控机床的插铣加工方法

对航空铸件类机箱产品采用插床加工进行了研究,研究发现该类型产品均存在需要进行加工的垂直面且尺寸精度要求较高。通过对航空铸件类机箱产品常规加工方法的总结及探索,提出一种可在数控机床上进行插铣的加工方法。自制发明一种可用于数控机床的专用刀具,利用机床主轴的垂直运动,达到加工垂直面的工艺要求。该方法相对于普通插床具有效率高、加工表面质量高、可程序控制等优点。目前已推广应用于各类航空惯导、飞控铸件机箱印制板插槽的插铣加工。     

叶轮流道多轴高效插铣加工刀具轨迹规划方法

为提高叶轮流道的粗加工效率,弥补商用计算机辅助制造软件在多轴插铣加工路径规划方面的不足,研究了叶轮流道多轴高效插铣加工的关键技术。首先,在五轴机床一个转动轴固定一定角度的情况下,确定最大插铣刀具直径,并结合机床运动特性,建立最大刀具直径与步距、行距之间的几何约束模型。然后,通过求解该模型获得了满足加工效率和精度要求的高效插铣路径。最后,将所求插铣刀具轨迹在叶轮流道上进行了仿真与实际加工,实验表明利用该方法获得的插铣路径可以显著提高叶轮粗加工的效率。     

GH4169插铣参数对刀具寿命影响规律及磨损形貌研究

为了研究GH4169插铣加工中切削参数对刀具寿命的影响规律,采用正交试验法,使用整体硬质合金刀具进行GH4169的插铣试验。运用多元线性回归分析的方法建立刀具寿命的经验公式,分析了切削参数对刀具寿命的影响规律;并采用电子扫描显微镜(SEM)对刀具在不同阶段的磨损形貌进行观测。结果表明:在插铣加工高温合金GH4169过程中,铣削速度对刀具寿命的影响最大,其次是每齿进给量和径向切深。     

开式整体叶盘通道插铣粗加工技术的研究

针对整体叶盘等复杂结构件，从锻造毛坯到最终零件加工成形，需要切除大量的多余材料的问题，提出了一种开式整体叶盘通道的五坐标插铣粗加工方法。利用直纹面逼近叶型曲面，进而确定通道粗加工区域的边界轮廓；通过连接刀心轨迹线和刀轴驱动线上的对应点，规划插铣粗加工叶盘通道时的刀具轨迹。加工实践表明，利用插铣方式，可以有效避免粗加工过程中的振动现象，开式整体叶盘的粗加工效率提高50%以上。     

基于STEP-NC切入方式下高速铣削刀轨研究

根据STEP—NC高速铣削的不同切入方式,通过具体铣削过程中的切入角的变化对铣刀所受载荷的影响,进行了高速铣刀的有限元分析,主要解决了型腔和外轮廓周铣刀轨进刀方式的选取,对切入角的寻优自动编程技术的发展有一定的实用性。     

GH4169插铣参数对切削力的影响规律研究

为了优化高温合金GH4169插铣加工过程中的切削参数,采用正交试验法进行高温合金GH4169的铣削试验。基于试验法建立了切削力与切削参数之间的经验公式,分析了各切削参数对切削力的影响规律。运用方差分析法检验了经验公式的显著性。结果表明:F_x、F_y、F_z都随着切削速度V_c、每齿进给量f_z、径向切深a_e的增大而增大;三个方向的切削力受径向切深a_e的影响最大,其次是切削速度V_c,每齿进给量f_z的影响最小,且Z方向切削力F_z大于X、Y方向切削力F_x、F_y。     

基于UG的可转位槽铣刀的设计与加工

应用UG(Unigraphics)软件实现了可转位槽铣刀的CAD/CAM一体化研发。铣削试验的结果表明,用该铣刀铣削大余量箱体零件时,加工效率提高了两倍。     

基于机器学习和多目标算法的钛合金插铣优化

针对钛合金的插铣加工过程开展试验和优化研究.以材料去除率和切削力为目标,采用机器学习和多目标优化算法相结合的方法来优化插铣切削参数;以主轴转速、径向切削宽度、切削步距和每齿进给量为试验变量,采用田口方法对试验变量组进行缩减.将机器学习方法与传统一阶和二阶回归方法比较,发现机器学习有很好的预测精度且解集分布更合理.分别采...     

基于模糊分析方法的钛合金插铣加工切削参数优化

合理的切削参数有利于提高刀具的使用寿命和切削效率,因此,进行切削加工过程中的切削参数优化尤为重要。本文以提高钛合金插铣加工效率,减小加工过程中的切削力为目的,对钛合金TC4进行插铣试验。基于切削试验数据,选择切削速度、切削宽度和每齿进给量作为评价因子,以材料去除率与切削力作为评价指标,运用模糊分析方法对切削参数进行综合评价,得出切削参数对综合指标的影响程度从大到小依次为:切削速度、切削宽度和每齿进给量,并实现切削参数的优化,为实际生产加工提供参考依据。     

椭圆形深腔插铣粗加工的优化

对于难加工材料,插铣法不失为一种高效实用的切削加工方法。该方法尤其适合于粗加工和半精加工。在化工行业换热器制造过程中经常遇到椭圆形腔的加工,为此在研究了利用宏程序编程插铣加工矩形和圆形深腔的基础上,针对椭圆深腔插铣加工时插铣孔中心的几种定位方法的比较研究,提出了一种优化高效的插铣孔定位计算方法。同时给出了插铣加工椭圆深腔的加工实例和宏程序的编制工艺。     

高温合金GH4169高效插铣工艺试验研究

针对高温合金GH4169插铣粗加工工艺,通过单因素试验,从切削力及刀具磨损两方面评价顺、逆插铣加工方式,并根据优选出的顺插加工方式,分别研究插铣行距及每齿进给量对切削力、刀具寿命及刀具寿命内材料去除总量的影响规律,从而优选出合适的行距及进给。结果表明,在试验研究工艺条件下,当ae=5.0mm,fz=0.017mm/z时,切削力较小,刀具寿命较长,刀具寿命内的材料去除总量较大,且效率较高。     

基于VERICUT的整体叶轮高速五轴刀轨优化

采用VERICUT软件对开式整体叶轮的切削轨迹进行优化,使其更适合五轴高速切削加工,有效避免了高速加工下负载不均导致的断刀。