数控加工刀具半径补偿原理研究

刀具半径补偿作为数控加工工艺中的一种特殊技术,在实际生产应用中具有重要的意义。在数控加工过程中,根据工件轮廓轨迹以及刀具的半径值能够合理地计算出刀具的运动轨迹路线,大大简便了数控程序的编写。文章介绍了刀具半径补偿的概念、方法和过程等内容。引入刀具半径补偿后,就可以忽略掉不同刀具加工的实际半径差异,用相同的程序加工工件,既简化了程序,又节省了生产时间,提高了加工效率。     

飞秒激光加工机理及仿真研究进展

目前,微加工和精加工技术的迅速发展对微型化加工技术提出了更高的要求:将加工尺度提高到微米甚至纳米级,并且能够在材料内部实现三维立体微加工.飞秒激光可以突破衍射极限的限制,打破了加工极限,是当前先进制造技术的热点.本文综述了飞秒激光加工的发展历程和机理,并从库仑爆炸模型、微爆炸模型、色心模型以及双光子电离模型等方面对激光加工机理进行了阐述.对于飞秒激光的超快作用过程,仿真是分析加工机理、研究激光与材料作用过程的主要手段.分析了飞秒激光仿真所采用的双温模型、分子动力学模型及复合模型的特点及其适用范围,为飞秒激光加工的理论研究提供依据.最后指出了目前飞秒激光加工技术存在的问题,并对该技术的发展进行了展望.     

基于OpenGL的语音控制数控加工仿真的研究

利用OpenGL技术在VC＋＋编程平台上开发数控加工仿真系统,并结合语音识别技术实现语音控制。简要介绍OpenGL及其三维仿真技术,以及语音识别的原理和技术。通过应用微软语音应用程序软件开发工具包Speech SDK进行二次开发,旨在通过语音输入加工参数和操作命令,经过数控程序译码进行代码校验和数据处理,实现对刀具和工件加工过程的动态模拟仿真,体现语音识别技术为数控加工领域所带来的便利。     

轴对称非球面精密磨削误差补偿

在光学系统中应用非球面元件可以增加光学设计的灵活性,改善光学系统成像质量,提高光学性能,极大地减小光学系统的外形尺寸和质量.通过深入分析轴对称非球面精密磨削成型过程的加工特性,以及工艺过程中的刀具与工件弹性变形、刀具半径误差、轴向对刀误差等主要加工误差因素的成因,建立了刀具与工件变形量模型、刀具半径误差补偿理论模型及轴...     

飞秒激光加工金属材料的相变研究进展

飞秒激光加工金属的材料相变机理是目前的研究热点问题之一。为了对目前材料相变机制研究进展有一个综合性的认识,调研了近些年来国内外关于飞秒激光与金属相互作用机理的研究工作。通过对比各研究团队的研究角度、方法手段、结论成果,总结出目前与金属相变相关的机械和热机械蚀除机制、液相爆炸模型以及气化蒸发模型等几种理论模型,总结了分子动力学仿真和流体力学仿真等数值模拟方法。发现各理论和模型都只是在某些特定条件下能对材料相变机理进行研究和阐释,还缺少能够实现跨尺度(时间和空间维度)、高效率研究的理论模型,同时也对未来的研究趋势作了一定的展望。     

激光原位辅助单点金刚石刀具系统热变形仿真与实验分析

激光原位辅助单点金刚石刀具加工过程中,金刚石刀具吸收激光能量会产生相应的热变形,对加工精度产生影响.通过有限元软件COMSOL Multiphysics建立了激光透过金刚石刀具的热变形数值模拟,得到了金刚石刀具在激光辐照下的温升与热变形规律,并采用高精度的热像仪和电感测微仪记录刀具的温度变化和变形量.研究表明刀具模拟的...     

机械加工、工具与机床

0617157基于BP神经网络的立铣加工振动快速预估〔刊,中〕/陈勇//南昌大学学报(工科版).—2006,28(1).—91-94(G)结合研制的立铣加工过程虚拟仿真系统和实验测量铣削力信号,训练并建立优化的1-20-1型BP神经网络模型,快速实现铣削加工过程刀具-工件系统振动状态的预估。对比神经网络模型预估计的振动结果与实验测量振动信号可以看出,二者数据吻合较好,表明铣削虚拟仿真系统与神经网络技术的结合能够高效低耗地用于不同铣削加工条件下铣削振动状态的快速预估和加工过程监测。参60617158大型水轮机叶片制造技术的新进展〔刊,中〕/赖喜德//西华…     

机械加工、工具与机床

0600681 数控车削槽机床的运动方程及其仿真研究[刊,中]／赵韩／／合肥工业大学学报(自然科学版)．-2005,28 (10)．-1256-1259(C) 文章介绍了一种新的加工多面体和槽的机床,讨论了机床车削槽的方法,研究了数控车削槽的原理,运用坐标变换的方法建立车削槽的运动学方程,求出了工件的进给速度与刀具和工件的半径、刀具的角速度和槽的长度、深度之间的关系,并用Matlab软件进行仿真;将仿真结果进行列表和作图分析,结果表明,运动方程符合加工的要求。参8     

纳米加工平台X-Y方向运动的数模控制策略

介绍了纳米加工平台的工作原理，并对电磁力进行计算分析。根据力学方程建立了纳米加工平台的X-Y方向模拟内环模型和数字外环模型，并对数模两环反馈控制进行了研究，提出了无加速度感应器的内环控制和模糊控制外环方法。仿真结果表明，该模型具有较高的动态性能和稳定性。     

应用SPM技术开展纳米切削加工

纳米科技发展和应用的一个重要问题是：解决纳米尺度上的操作,加工和控制,本文针对目前传统机械加工方法在纳米量级加工能力上存在的不足,以及利用SPM探针针尖进行纳米加工在工程应用中所面临的技术问题,提出应用SPM原理和技术,直接使用金刚石丸具进行材料的纳米量级去除加工方法。文中应用该方法对石墨以及金属材料进行了微去除加工实验,研究和考察了纳米切削加工时,切削形成和良好加工表面的形成,结果显示,这是一种好的纳米加工方法,既可作为材料加工过程的研究手段,又具有良好的实际应用前景。     

激光加工机械手系统工件位姿自动校正的方法

为了减小在数控加工系统中工件位姿无法精确定位引起的加工误差,采用通过实时检测工件上2个点分别在实际工件坐标系下偏离理想坐标系的坐标来实现机械手自动校正的方法,阐述了工件坐标校正的数学模型、算法和算法程序设计的实现。结果表明,通过6组模拟数据得到位移误差不足0.01mm,角度误差不足0.02°,验证了该方法的正确性。     

液压碳石墨密封环激光辅助车削的加工性能研究

为了实现液压碳石墨密封环的高效车削加工,采用激光辅助加工方法,进行了碳石墨密封环材料的激光辅助车削加工研究.考虑到碳石墨密封环材料具有高强度、高硬度等特点,利用激光束对工件进行局部加热,以提高加工效率、减小切削力和刀具磨损.针对碳石墨M104密封环的车削加工过程,进行了常规切削和激光辅助切削的对比实验研究.设计了激光辅助加工的实验流程,并进行了工艺参量的合理选择,得到了较高的切削效率.结果表明,激光辅助切削的主切削力和径向力分别比常规切削下降了23.5%和19.9%;激光辅助切削的切削区温度分布与常规切削相近;刀具磨损和破损的程度较小,能获得较好的表面加工质量.     

基于OpenGL技术的数控车床虚拟仿真系统研究

当数控代码庞大、加工的轴形状复杂时,如何实时、逼真地仿真切削过程成为实现数控加工过程三维仿真系统的难点。本文介绍了利用OpenGL技术和面向对象的思想实现数控车床三维虚拟仿真的方法。重点分析了三维虚拟对象的绘制,面向对象的数据存储方式和面向对象的过程实现方法。基于该方法,开发了实用的数控车床三维仿真系统,实验结果验证了该方法的可行性与高效性。     

高速加工及其在微波工件加工中的应用

本文论述了切削原理和高速加工机床的发展,介绍了高速切削（HSC）的特点、高速加工对机床的要求以及高速加工在微波工件加工中的应用。     

Machining error compensation of external cylindrical grinding using thermally actuated rest

This paper describes a new machining error compensation system for cylindrical grinding machine. In order to compensate the thermal distortion as well as the mechanical compliance, the thermally actuated rest was developed without deteriorating any mechanical performance of the rest. In this paper, a modeling of workpiece supporting system that includes the workpiece itself and the rest compliance was suggested to compensate the errors. To find the optimal distances between supports, genetic algorithm was employed. The simulation result about workpiece cylindricity show that the machining accuracy can be significantly improved by controlling the supporting spot of the rests. Also the experiment using newly developed actuators show that thermal error was reduced by 57%.     

固结磨料流体动压磨削理论研究

为实现确定磨盘的磨削深度控制,减少加工中不同粒度工具的更换次数从而提高加工效率,流体动压状态下的固结磨料加工工艺第一次被提出。在完成磨盘表面形貌建模的基础上,以磨盘和工件间隙中的磨削液膜为研究对象,建立了瞬态等温条件下的流体润滑方程,并利用显示有限差分算法求得数值解。计算结果表明:通过调节动压力来控制磨削深度是可行的,因为液膜动压力随磨盘最大磨削深度的减小而有明显的上升趋势,分布也趋于平坦;提高入口压力时,动压力明显增大,但也加剧了其分布的不均匀性;因为受制于磨盘表面形貌以及加工质量要求,转速对动压力的影响并不显著。     

微纳加工中探针与工件碳元素作用机理

以加工件中碳原子为基本模型,构成与电极间相互作用系统。通过理论计算和模拟研究了碳元素在外加电极情况下,整个系统的电子传输过程与电子态密度的分布,结果显示费密能级附近态密度不为零,有能带存在,且能带较宽,离域性较强。同时对电极和工件间距不断变化时系统的电子传输和态密度的变化进行了研究,结果表明,随着距离的增加,本征能量不断减少,电子态密度降低,电子隧穿减弱,从而导致传输概率也逐渐降低。当距离大于0.4 nm时,电子不能完全通过,电火花加工处于截止状态。     

回转激光位移传感器逼近式孔心定位方法

对于提高大型工件轴孔加工的精度和效率,孔心的精确定位至关重要。提出了一种基于激光位移传感器的非接触式回转逼近孔心定位方法。将传感器固定于机床的执行切削的旋转主轴上,并将主轴旋转中心置于理想圆心附近。在机床旋转的同时,分别沿与主轴轴线正交且相互垂直的两个方向上移动主轴,直到测量变化量达到最小(理论上可以为零),此时可以认为轴孔中心达到重合。利用逼近式孔心定位方法,可以快速精确定位与机床关联的圆心的相对坐标,从而指导后续加工。由于采用非接触测量方法,保障了测量的安全性。实验结果表明,此方法能够提高孔心的定位精度和效率。     

一种多功能小型机床的调查研究

针对机床现状进行多功能机床的功能、性能和可靠性方面的改进使其具有更强的市场竞争力,加速一体化机床的技术发展。这种小型机床一次性的完成精密加工小型工件的多道工序的精确加工。本机床完全能够完成钻、铣、车、磨等多道工序,同时配有手动和自动换刀装置,操作过程多样;避免了购买多台机床所需要的成本;同时省去了拆装时间;提高生产效率。     

衍射光学元件车削误差控制技术

衍射光学元件在光学系统中的应用越来越广泛,对衍射结构的加工质量提出了更高的要求。单点金刚石车削可直接加工出高精度衍射微结构表面,但衍射结构的位置误差和表面质量对其光学性能有较大影响。为了提高衍射光学元件的性能,需要精确控制其车削误差。基于此,分析了影响衍射元件加工质量的因素,建立了揭示位置误差、衍射面形状和刀具半径之间的关系的数学模型,揭示了衍射带位置精度影响规律。通过补偿加工提升基底表面质量来提高衍射曲面面形精度。结合仿真模型与粗糙度影响参数,指导车削刀具半径的选取。最后,基于仿真结果,选择半径为0.02 mm的半圆弧刀具加工,最终加工的衍射元件面形误差为292 nm,衍射环带位置误差最大为55 nm,高度误差最大为16 nm,粗糙度为5.6 nm。实验结果表明,该预测模型可以指导衍射光学元件高精度表面形貌的获取,有利于提高光学系统的成像质量,为高精度衍射光学元件的批量生产提供了技术支持,具有广泛的工程应用价值。