通用立铣刀真实切削轨迹下五轴铣削力计算

针对五轴铣削中刀具位姿变化和刀具类型差异所导致的铣削力预测难的问题，提出通用立铣刀五轴铣削力计算方法。基于通用立铣刀结构形式，建立通用立铣刀几何模型；综合考虑刀齿真实运动轨迹和刀具姿态变化，构建刀具瞬时切屑厚度模型；将刀具沿轴线方向等分成若干切削刃微元，并根据线性切削力假设建立刀具微元铣削力；将微元铣削力从刀具坐标系转换至工件坐标系下，并沿刀具轴向铣削深度进行积分，获得通用立铣刀的五轴铣削力模型；最后，在混联五轴数控加工实验平台上开展了铣削力测试。实测结果表明:所提铣削力计算方法正确有效，可作为后续五轴铣削工艺参数优选的理论依据。     

加工误差建模与切削用量选用的研究

为解决数控加工中切削用量选用对加工精度影响的问题,以立铣刀为研究对象建立了铣削力模型,通过建立立铣刀铣削力模型和刀具受力引起的变形模型,推导出刀具z方向误差表达式,并建立了误差模型实验系统。最后通过正交切削实验验证了模型的可靠性,并将切削用量对加工误差的影响权重进行了排序,为切削用量选用提供了参考。     

采用锥形立铣刀的齿轮切削方法设计与应用

针对现有常用齿轮切削方法在加工不同规格齿轮时存在限制较多的问题,提出一种新的齿轮切削方法。使用锥形立铣刀作为刀具,在齿宽方向上往复运动,并沿着节圆切线方向交替进给来实现切削;通过调整齿轮槽深、刀轨方向和分度角来改变齿轮加工的模数、压力角和齿数,并给出了斜齿轮加工和圆弧齿线齿轮加工的方法。使用五轴加工中心和通用铣床分别进行了实际切削试验。结果表明:五轴加工中心加工出的直齿轮的公法线长度偏差均在10μm以内,具有较高的精度。与常规滚齿机加工相比,通用铣床(连接专用的进给同步装置)加工出的齿轮的齿廓最大误差为0.05 mm。该齿轮切削方法仅需使用一个锥形立铣刀就能够加工各种规格的齿轮,可有效满足定制化的小批量生产需求。     

可变径向切深下螺旋齿球头铣刀微细铣削

微细铣削加工是使用微型立铣刀在高主轴转速下制造微型元件的加工方式,分析切削力和加工稳定性对表征微细铣削加工过程起着重要的作用。提出一种数值分析的方法来研究螺旋齿球头立铣刀在可变径向切削深度下的微细铣削加工过程。首先建立了球头铣刀微细铣削的模型,并推导了切削力的计算公式;采用时域仿真的方法详细计算了螺旋齿球头立铣刀和平头立铣刀铣削加工的切削力,并对比了二者切削力仿真的结果;通过时域和频域研究相结合的方式详细分析了小径向切深下球头铣刀微细铣削的稳定性。最后,分析得到了Hopf-flip分岔,并深入对比和分析了不同加工条件下铣削加工的稳定性状况。     

基于MASTERCAM的渐开线圆柱齿轮数控加工仿真

在齿轮加工中渐开线轮廓加工精度将直接影响到齿轮的性能,论文提出了用AutoLISP语言绘制渐开线齿廓的方法,实现了渐开线轮廓的参数化设计,可以依据齿轮的精度要求来绘制相应的渐开线齿廓。然后在MasterCAM环境下进行了渐开线圆柱齿轮的数控加工仿真并生成了数控加工代码。实验结果证明,该方法提高了齿轮轮廓绘制以及数控加工的精度。使用该方法进应用于生产加工,可以改善齿轮的性能,同时也提高了生产效率。     

基于VERICUT的数控成形磨齿加工仿真

在数控机床研发阶段引入加工仿真可以检验机床的结构设计,验证数控加工程序,缩短开发周期.通过分析一种数控成形磨齿机床的结构和运动,基于齿轮啮合原理推导了砂轮与螺旋面之间的接触线方程,建立了计算砂轮廓形和机床运动参数的数学模型.基于VERICUT软件平台,建立了精确的砂轮修整和磨齿加工仿真模型,并设计了完整的加工仿真流程.在此基础上,针对一个渐开线斜齿轮,实现了砂轮修整和磨齿的加工仿真.结果表明这种数控成形磨齿机床能够满足功能要求,结构设计是合理的.比较了仿真结果与理论模型之间的误差,证明数控加工程序和加工仿真模型是正确的,并且精度都很高.     

基于模糊综合评判高速钢立铣刀切削用量优化选择

针对高速钢立铣刀铣削过程中切削用量选择的模糊性,在分析高速钢立铣刀加工特点的基础上,结合现有铣刀切削用量选择方法,提出一种基于加权平均模型的模糊综合评判方法。通过综合考虑影响铣刀切削用量选择的因素,建立以单个工序加工时间、加工成本以及刀具耐用度为目标优化模型。结合具体加工对象分析表明:基于加权平均模型的模糊综合评判方法,能够实现高速钢立铣刀在铣削过程中切削用量的优化,评判结果准确、适用。     

基于改进MLS的铣齿刀具刃形曲线优化

为提高成形铣齿加工齿轮的齿廓形状精度，从刀具刃形曲线的设计角度入手，提出一种新的改进移动最小二乘法(MLS),以此来设计刀具的刃形曲线，并通过数值仿真和具体实验验证所提方法的正确性。首先，基于成形铣削加工机理，获取刀具理论廓形的数据点；其次，分别采用所提新方法和传统刀具刃形曲线设计方法对数据进行处理，利用MATLAB实现刀具刃形的拟合结果，并得到铣削齿廓余量偏差的整体水平；最后，以圆柱内齿轮加工为例进行实验验证，得到不同刀具加工齿轮之后的齿廓形状，并与理论模型进行对比。结果表明所提方法有效、可行，能够提高成形铣齿刀具刃形曲线的拟合精度，减少齿轮铣削加工之后的齿廓形状偏差。     

人字齿轮在线测量系统齿向测点算法研究

针对零退刀槽人字齿轮在加工时会在齿轮中间部分产生一个无法进行测量的盲区的问题,提出一种在在线测量系统中规避这一盲区的齿向取点算法。利用在线测量原理得到齿向测点算法,在齿向测点算法中加入控制参数避开人字齿轮中间部分的盲区,并且将此在线测量算法应用于人字齿轮、渐开线斜齿圆柱齿轮等多种齿轮中,使其具有通用性。通过调整某些控制参数进行人字齿轮和普通斜齿轮的切换,消除了传统在线测量方法只能测量某一种齿轮的局限。进行多次齿轮在线测量实验验证新算法的正确性。实验结果表明:新算法避开了人字齿轮中间部分的测量盲区,能够实现人字齿轮和渐开线斜齿圆柱齿轮齿向误差的参数控制测量,提高了测量效率,减少了错误几率。     

面齿轮磨削碟形砂轮修整精度控制方法研究

面齿轮传动技术在航空工业领域有着广阔的应用前景。采用渐开线碟形砂轮对面齿轮进行展成磨削加工,面齿轮产品的齿形精度受渐开线碟形砂轮的修整精度影响较大。根据某型面齿轮专用磨齿机的机械结构,研究了金刚滚轮数控修整渐开线碟形砂轮时的机床轨迹特点。进一步研究修整刀位点的选择对修整过程正负偏差的影响规律,提出一种在刀位点数不变的情况下,按给定偏差范围调整刀位点的方法,实现了修整精度的提高及可控。通过Matlab编写砂轮修整图形化界面程序,使用vericut进行砂轮修整仿真与分析,由仿真结果验证了理论的正确性和可行性,为面齿轮精密加工技术的研究奠定了基础。     

基于BP神经网络的数控加工铣削参数优化

以DMC60H数控机床为试验平台,以壳体类铝合金零件加工为研究对象,提取数控铣削加工试验数据,采用BP神经网络建立数控加工铣削参数优化模型,通过对数控加工铣削参数试验数据的分析与研究,提出了试验数据与样本数据的处理原则,实现了样本数据的优化,提高了BP神经网络模型的收敛精度、收敛速度与预测精度,并分析了验证数据的构成比例。经生产验证:提出的数控加工铣削参数优化方法具有较强的实用性和一定的先进性,能有效提高加工效率,对实现数控机床综合应用效率最优化,实现高效低成本加工具有重要意义。     

基于遗传算法优化铣削用量的数控加工仿真系统的研究

遗传算法是一种模拟生物界自然选择和自然遗传机制的自适应搜索和优化方法,在搜索优化问题的全局或全局附近的最优解上具有良好的优势条件.文章建立了基于遗传算法思想的铣削用量多目标智能优化的数学模型及其数控加工动态仿真系统,运用遗传优化方法对铣削加工实例进行优化,并在数控加工动态仿真系统上验证了铣削用量多目标智能优化的数学模型的正确性和实用性.     

新型双刃可转位球头立铣刀设计及其加工仿真研究

球头立铣刀是数控机床上加工复杂曲面的高性能结构化刀具,为了提高球头立铣刀的性能,设计了一款新型双刃可转位球头立铣刀,并在CAD/CAM软件Pro/E中建立其三维实体模型;导入金属切削工艺有限元软件AdvantEdge中进行铣削加工模拟仿真,得到加工过程中切削性能参数随时间的变化关系,并与某标准整体式球头立铣刀的铣削加工进行对比分析。结果表明:该铣刀的性能均较优,验证了文中设计的可行性,分析结果为球头立铣刀的设计优化与加工应用提供了参考。     

基于Web的数控加工仿真技术研究

用Internet的资源，开展了基于Web的数控加工仿真技术研究．本文详细地阐述了采用VRML和Java相结合实现基于Web的数控加工仿真的方法和手段，并以铣削加工为例，给出了其实现的初步结果。     

车铣加工UG-CAM制造技术研究与应用

应用TCL（Tool Command Language）开发了车铣加工中心BUNMOTECS192FT后处理模块,实现了该机床刀具中心点B轴随动的高级功能,利用UG～CAM数控编程技术,使用平头立铣刀,在车铣加工中心进行C、X、y轴联动,完成了零件曲面加工刀轨设计,解决了T型铣刀加工曲面环槽干涉问题,通过将平头立铣刀轴与曲面法线倾斜一定角度,避开平头立铣刀底齿中心切削,达到零件精度要求。     

五轴数控加工仿真中刀具扫掠体的计算

对五轴加工仿真中刀具扫掠体的计算方法进行了研究。根据刀位文件,构建了运动坐标系。给出一个通用的刀具模型,方便了用户定义刀具和编辑刀具。分析了典型的球头刀临界线的计算方法,该方法独立于具体的机床结构。重点研究了国内外常用求解方法后,设计并实现了一种快速的分解表示方法,采用这种方法近似构造扫掠体。该方法已经应用到由ACIS+HOOPS组件技术开发的五轴数控仿真系统中,实验证明这种方法可以很好的满足加工精度和时间要求。     

行星复合铣削及其刀具研究

行星复合铣削方法是复合加工方法的一种实现形式,该加工方法所产生的切削力较普通端铣加工的切削力有大幅度的降低,从而能有效地降低切削热、减少工件变形、提高刀具寿命。行星复合铣削方法切削力大幅度地降低的主要原因是该方法的切削轨迹使其能将厚切削层分解为细小的切削层,而该方法中的立铣刀的螺旋角和半径对实际切削力的影响很小。行星复合铣削方法在刀盘低速旋转时就能实现高速切削,有效地避开了高速旋转刀盘的动平衡问题,结合其切削力小的优势,通过增大刀盘直径并增加立铣刀数量来提高加工效率。行星铣刀采用行星轮系结构,能够达到行星复合铣削方法切削轨迹要求,具有扭矩大、运转可靠等优势。     

基于宏程序的自动对刀指令研究

以配置FANUC数控系统的数控铣床为研究平台,分析了数控系统参数设置规则和宏程序编制技巧,探讨了数控铣床工件坐标系相对机床坐标系偏移量的确定方法。在此基础上,对光电对刀仪进行了改进;编制了测量工件原点坐标的宏程序;利用系统参数设置,定制了自动对刀指令;用这一指令即可实现数控加工自动对刀。实验结果表明:该自动对刀方法使用方便,对刀时间短,所得偏移量精度高,在数控加工中,对提高加工效率和加工精度有较大的实用价值。     

基于SolidWorks齿轮复合加工机床仿真系统研究

为研究齿轮复合加工机床的运动规律,验证NC代码的正确性并直观地模拟加工过程,对齿轮复合加工机床进行结构分析,建立机床运动学模型。基于SolidWorks2013平台,运用COM组件技术针对机床的核心功能开发了齿轮复合加工机床数控仿真系统。利用位姿矩阵原理以及分段处理技术实现了机床五轴联动控制和齿轮加工仿真。实例表明:该方法简单、可靠;开发的仿真系统能够满足实际的需求。     

数控高速铣齿加工过程的有限元法仿真研究

在预先获得工件材料特性参数的基础上,并根据铣削加工的特点,利用有限元软件Deform 3D建立了铣削加工齿轮的有限元模型,基于此模型对高速铣齿加工过程中的切削力和温度进行了有限元模拟。通过铣削力试验测得了相同加工条件下的铣削力值,与仿真结果相差较小,证明了所建有限元模型的正确性,也表明了采用此模型进行的温度的模拟结果是可信的。铣齿加工过程的有限元仿真研究为下一步铣齿加工精度的提高奠定了基础。