主动控制加工误差慢刀伺服车削轨迹生成方法

考虑到光学自由曲面慢速刀具伺服车削缺乏切削轨迹点选取位置和数量的依据,提出了主动控制加工误差的刀具路径生成方法。进行了刀触点、刀位点轨迹分析和慢刀伺服车削正弦波面试验,结果表明,本文方法可以预测加工表面精度并可以显著降低切削点数量。     

鞋楦数控加工中基于曲面离散生成刀轨的方法

从基于曲面离散点的角度，研究了在鞋楦的数控加工中无干涉刀具轨迹生成的方法。主要处理过程如下：1）鞋楦曲面离散点的获取，将曲面按精度要求离散成点，由这些点阵信息代替曲面信息；2）刀位点的计算，对每一初始刀位点，检查刀具是否与曲面的离散点产生干涉，若产生干涉，就沿刀轴方向退刀来消除干涉；3）对刀位路线进行规划，生成刀具轨迹，由试验结果可知，该算法精度较高，已用于鞋楦的数控加工。     

数控加工中刀触点轨迹的连续性及其应用

在分析国内外关于自由曲面数控加工中刀位点轨迹生成算法的基础上,提出了一个关于刀触点轨迹连续性的命题并加以证明,对各种形式的刀具与工件的几何特性进行了分析,阐述了该性质在改进刀位点轨迹算法中的应用方法,通过在“最小有向距离算法”中应用表明,该性质对于提高计算速度和精度方面都具有重要意义。     

汽轮机叶片圆环形盘铣刀包络铣削方法

为提高汽轮机叶片的加工效率,缩短汽轮机生产周期,在分析汽轮机叶片曲面构成及其加工方法的基础上,提出了采用圆环形盘铣刀包络铣削汽轮机叶片曲面的新方法.利用定向最小距离原理,对圆环形盘铣刀包络加工刀触点和刀具轨迹进行计算,研究了刀触点的计算模型和计算方法.采用该加工方法后,刀具轨迹行程相对于采用球头铣刀包络加工时有明显缩短,在提高叶片加工效率方面作用明显.研究内容为汽轮机叶片专用数控机床和叶片抛光机的设计提供了理论参考.     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一.本文基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系,提出几何误差的控制方法.基于刀具与工件的五维包络运动分析,对五轴联动加工中影响较大的的非线性误差进行较为严格的计算,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差.对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析,并提出有效控制几何误差的方法和措施.文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中,在满足精度要求下,加工叶片的效率有明显的提高,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差.     

STL数据模型粗加工刀具轨迹生成

提出了以顶点偏置算法和分阶段偏置几何体的方式生成适合于三轴数控铣削加工中基于环形刀(filled-end mill)的粗加工刀具轨迹的方法.首先生成一个偏置环形刀圆角半径距离的STL偏置模型,并用水平切平面切割偏置模型;然后在切平面内偏置截交线来确定加工区域,并规划刀具轨迹;最后把每一层面上的刀位轨迹按zig-zag方式连接构成整体加工轨迹.算法应用实例表明:该算法不仅计算简单,而且生成的刀具轨迹可完全避免干涉.     

基于三角Bézier曲面刀轨快速生成算法

提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后三角网格求交获取交线,进而迭代计算交线各端点在三角Bézier曲面上的近曲面点,并将近曲面点作为刀触点,沿其所在曲面法矢偏置获取刀位点并进行干涉点处理,顺次连接各刀位点生成三角Bézier曲面数控加工刀轨.实例证明该算法可快速、准确获取复杂三角Bézier曲面数控加工刀轨。     

基于模板轨迹映射的叶轮流道拟三角型高效路径规划方法

整体叶轮的制造技术是衡量一个国家制造能力的重要标志,其制造过程涉及复杂自由曲面加工,而刀具路径规划是自由曲面加工的关键问题之一。针对整体叶轮流道加工的刀具路径规划,提出一种基于参数域模板轨迹映射的拟三角型高效路径规划方法。核心思想是通过在参数域定义模板形式的加工轨迹,借助参数域到物理域的映射模型,将模板轨迹映射到物理域来计算实际加工的走刀路径。首先,利用变形映射技术,建立参数域到物理域的映射模型,并给出参数域模板形式走刀轨迹的映射方法;然后,在参数域中确定叶轮流道的清根边界,并定义叶轮流道的拟三角型模板轨迹;最后,以某叶轮为例,计算了叶轮流道加工的拟三角型刀具路径,并将该方法的刀具路径计算时间与传统的等距偏置方法进行对比,结果表明提升了45%的计算效率,为叶轮零件数控加工刀具路径的快速获取提供了一种新方法。此外,进行了仿真与实际加工验证,结果表明叶轮流道表面的实际切痕形状呈拟三角型形状,说明所提出的走刀轨迹规划方法是有效可行的。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。本文作者基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系 ,提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析 ,对五轴联动加工中影响较大的的非线性误差进行较为严格的计算 ,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析 ,并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算 ,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中 ,在满足精度要求下 ,加工叶片的效率有明显的提高 ,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。作者基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系,提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析,对五轴联动加工中影响较大的非线性误差进行较为严格的计算,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析,并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中,在满足精度要求下,加工叶片的效率有明显的提高,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。