侧铣加工空间刀具半径补偿技术实现

通过对侧铣加工空间刀具半径补偿算法的研究,建立刀具和工件模型,并对其进行了求解和公式推导。对任意侧铣加工曲面进行偏置计算,生成带有刀具半径补偿的侧铣偏置曲面,从而解决了侧铣加工中曲面偏置位置的问题,实现了侧铣加工空间刀具半径补偿,该方法的应用为数控系统研究侧铣空间刀具半径补偿提供了参考。     

刀具补偿与数控工艺分析

系统地论述了刀具半径补偿问题,结合下刀、切入、切出、抬刀等数控铣削加工工艺,详细阐述了刀具半径补偿建立、启用和取消的基本方法和注意事项,分析了刀具半径补偿类别和顺铣逆铣工艺与走刀路线关系,并从运动学、刀补理论说明了刀具大小选取原则。     

基于误差分析的复杂曲面可侧铣判定方法研究

基于复杂曲面侧铣加工误差计算,提出了一种曲面能否通过侧铣实现高精度加工的判定方法,该方法适用于任意直纹和非直纹曲面。侧铣加工误差为待加工理论曲面与刀具运动包络曲面之间的距离,在此基础上,应用整体最优刀具路径下的最大几何偏差进行曲面可侧铣判定依据。数值仿真算例表明:该方法不仅能够有效地判定曲面能否侧铣,同时能够输出满足误差要求的最优刀具路径,加工实验也表明该方法能够极大地提高加工效率。     

圆环面刀五坐标铣削加工复杂曲面干涉避免研究

将圆环面铣刀等效为变直径平底铣刀,基于圆环面铣刀有效切削轮廓曲率与刀触点曲面法曲率匹配,初定刀具姿态,再利用通过圆环面刀圆角中心线的圆柱面与曲面等距面求交,推导了交线上各点坐标的计算公式。利用交线上干涉点数据,计算并调整刀具姿态,避免切削刃后缘和侧缘过切被加工表面,消除瓶颈干涉。此方法比起用刀触点曲率半径计算并消除瓶颈干涉,是一种更全面、合理、可行的实用方法。     

基于遗传算法的曲面加工优化双刀具选择算法

针对球头刀加工自由曲面时的局部干涉影响曲面加工效率问题,提出了优化双刀具选择算法。基于曲率模型求取无曲率干涉加工自由曲面的最小刀具尺寸,给出对应不同尺寸刀具划分自由曲面干涉区域和非干涉区域,等面积平面近似曲面计算刀具路径总长度计算方法,基于遗传算法求解由刀具尺寸与刀具路径长度建立的双刀具选择模型。验证实例表明该算法能够显著提高自由曲面加工效率。     

最小非线性插补误差约束的多轴侧铣刀轴矢量优化

机床运动轴的线性插补会导致刀具位置及刀轴矢量的非线性插补,造成的非线性误差是影响曲面侧铣精度的重要因素。为减少刀轴矢量非线性插补造成的侧铣加工误差,建立转台旋转-刀轴偏差角模型,证明当机床旋转轴线性联动时刀轴矢量的插补一定是非线性的,并提出刀轴矢量线性插补的条件。在加工坐标系中建立球面坐标系,讨论相邻插补刀轴矢量在球面坐标系中的经纬度差异,以及对刀轴偏差角的影响。通过计算知相邻刀轴矢量的夹角与刀轴最大偏差角不呈单调关系。提出相邻刀轴矢量平均纬度最小化的优化目标;通过改变工件装夹姿态,满足优化条件。以典型叶片曲面类零件的曲面侧铣加工为例,验证刀轴矢量线性插补的约束条件。利用BC轴转台式机床进行加工,借助优化刀轴矢量在转台旋转-刀轴偏差角模型中的平均纬度,验证所提方法的有效性。     

自由曲面五坐标端铣加工干涉避免的研究

基于平底端铣刀有效切削轮廓曲率与刀触点曲面法曲率匹配,初定刀具姿态,再通过刀具圆柱面与曲面求交,推导了交线上各点坐标的计算公式.利用交线上干涉点数据,计算并调整刀具姿态,避免切削刃后缘和侧缘过切被加工表面,消除瓶颈干涉.与用刀触点曲率半径计算并消除瓶颈干涉的方法相比,该方法更合理、更实用.     

2D恒定进给刀路修正在不规则型腔加工中的应用研究

对于2D端铣加工精加工,针对Stori和Wright提出的2D轮廓加工恒定切削率刀具路径生成方法,提出一种新的刀具路径修正算法,通过生成一条新的偏置刀路来调节切削进给,即修正半精加工的刀具路径,使精加工中刀具在精确的偏置刀路上以一个恒定的速率进行加工,减少刀具的偏斜和切削力的变化。在一个复杂的不规则型腔的加工中应用此算法,结果表明精加工阶段的切削力被维持在一个恒定的水平。该算法改善了曲面的加工质量,缩短了加工时间,在提高加工效率和精度方面具有优势。     

基于加速度约束等残留高度刀轨生成算法

针对传统的等残留高度刀轨规划算法加工自由曲面时刀轨不光顺问题,提出了一种基于加速度约束等残留高度刀轨生成算法。通过判断同一条刀轨相邻刀触点之间的平均加速度来调整不符合加速度条件的刀触点,从而保证刀具轨迹的光顺性。基于该算法利用VC++6.0和UG OPEN/API二次开发平台编写程序。对拟合自由曲面得到的参数曲面进行处理后,并在UG(Unigraphics NX)CAM模块进行刀路模拟。结果表明,该算法有效的改善了刀具轨迹的光顺性,得到了理想的效果。     

模具型腔Bezier曲面精加工刀具直径自动获取方法研究

文章对一种面向压铸模具型腔Bezier曲面的可变轴铣精加工刀具直径自动获取的方法进行了研究。通过特征识别方法快速识别压铸模具型腔中Bezier曲面,根据曲面上点的曲率半径进行分区,运用曲率分析选择法,建立精加工刀具直径选择的推理规则模型,完成Bezier曲面精加工刀具直径的自动获取,实现多刀具组合加工Bezier曲面。结果表明:通过研究方法获取的精加工刀具直径参数,简单科学高效,同时验证了运用该方法的曲面铣削精加工的精度要优于传统刀具直径选择曲面的精度。     

基于UG/Open API的齿面侧铣精加工方法研究

将自由曲面的数控加工方法应用于大模数齿面加工中,采用多轴联动侧铣完成最终齿轮表面的精加工。为了使加工中刀具切触点能够与齿面相适应、减小刀具的磨损,利用UG NX的二次开发环境,对齿面加工的走刀轨迹进行控制。仿真结果表明:该方法能够较好地解决齿面加工中切触点固定的问题,有利于延长刀具寿命,提高加工效率。     

五轴侧铣加工3D刀具半径补偿研究

为了解决五轴联动侧铣加工3D刀具半径补偿的难题,建立了三维空间刀具半径补偿模型;通过对刀具空间不同位姿的异面法矢的最佳补偿点的求取,避免了空间投影造成的误差,解决了五轴轨迹空间转角的半径补偿问题.论文提出的空间半径补偿算法已集成在五轴联动数控系统中,通过加工实验进行了验证.     

自由曲面数控加工走刀方向的优化研究

走刀方向对数控加工的效率有重要影响，尤其对于多曲面拼接自由曲面不规则轮廓区域的数控加工。针对现有自由曲面数控加工过程走刀方向优化研究存在的问题，提出了基于曲面数控加工区域划分的走刀方向优化策略，建立了简化的刀具轨迹计算模型和加工时间模型，并用实例加以验证，取得了满意的效果。     

自由曲面数控加工智能选刀方法的研究与开发

由于自由曲面的几何复杂性,其数控加工的刀具干涉判别和刀具选取往往依靠数控机床编程工程师的经脸,致使加工的安全性、精度、效率及可靠性得不到有效保证.采用改进的遗传算法获取自由曲面的点云数据,在自主开发的系统中重构自由曲面.研究自由曲面加工刀位面生成的几何机理,根据刀具类型和几何尺寸,自动生成自由曲面数控加工的刀位面,可视化判别是否发生刀具干涉.将改进的快速排序算法应用到智能选刀模块,通过对常用类型和尺寸的刀具进行干涉排查,在避免干涉的前提下,智能选取最优化的加工刀具.对三种加工方案进行了测试,验证了智能选刀方法的正确性.     

基于原位检测的类直纹面整体式叶轮高效侧铣加工技术研究

提出了一种基于原位检测的类直纹面整体式叶轮曲面的侧铣加工方法。将类直纹面重构为近似直纹面,提出了类直纹面整体式叶轮可侧铣的判定条件;针对非可展直纹面刀轴矢量的求解方法,给出了解析算法;最后对类直纹面叶轮五轴刀路进行了仿真并进行了实际数控加工实验,验证了该算法的正确性。     

侧铣加工刀位轨迹优化算法研究

针对非可展直纹面侧铣精加工刀轴矢量计算中存在的问题,侧铣加工误差几何模型分析圆柱铣刀加工非可展直纹面误差产生的原因。以两点偏置法和三点偏置法等基本算法为基础,提高非可展直纹面类零件的加工精度,文章提出一种定点旋转寻求最优刀轴矢量组的计算方法,并且采用密切法进一步优化。通过优化算法使加工误差趋于最小,最终得到整体最优的刀轴轨迹。此方法与已有方法进行加工实验对比,从仿真结果可以看出明显提高了加工精度,对非可展直纹面侧铣加工提供一定的参考意义。     

基于Master CAM加工的快速选刀研究

对数控加工软件MasterCAM的快速选刀方法进行研究.根据Master CAM自带的螺旋下刀功能参数,分析螺旋下刀时最小螺旋半径和最大螺旋半径与刀具直径的关系,结合预先设定的切削余量,推导出粗加工时能准确选择最大直径刀具的公式.试验结果表明该公式能够缩短选刀时间,提高加工的效率.     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法（英文）

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法。由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉。最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性。     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法.由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉.最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性.     

基于NX-CAM的模具型腔板数控加工研究与实践

基于NX-CAM模块,针对鞋底模型腔板,通过平面铣、数控铣、固定轴曲面轮廓铣的方法,设置相应的刀具轨迹、切削用量、进退刀点等切削参数和非切削参数,通过NX-CAM后处理功能生成FAGOR系统的NC程序,将鞋底模型腔板在加工中心铣削加工。试验证明:经验证和优化的工艺设计与刀具轨迹达到了预期的加工效果,为复杂型腔板结构的铣削加工提供了工艺编程的实践依据。