五轴数控加工CAM及程序后置验证方法

五轴数控加工任务中,数控程序的设计,必须从工艺系统角度,通盘考虑并借助CAM方法才能完成;而程序代码的正确与否,还需要通过后置验证手段,才能确定.文章从制造系统层面,以混合型立卧五轴加工中心上,各自加工两种减速器下箱体零件为例,全面研究并总结出五轴数控加工中,利用计算机辅助技术,完成从工艺系统设计准备到最终数控加工验证工作的技术原理与方法.这些原理和方法是具备普遍性和实用性的,可以被五轴加工中心使用者借鉴,以提高其生产过程中的质量、效率与成本目标.     

五轴联动数控陶瓷雕刻机的后置处理算法研究

基于五轴数控机床的运动形式的分析,根据五轴联动数控陶瓷雕刻机的加工特点,采用旋转坐标由工作台回转和刀具摆动实现的联动方式.针对该机床的运动形式,设计了后置处理算法,进行坐标变换并举例验证.所研究的内容在实际应用中取得了较好的成果.     

模具数控程序的高效设计及其刀具轨迹的优化

介绍了如何提高数控程序的编制效率，并以实例的形式说明了如何对数控程序刀具轨迹的质量进行优化，为从事数控工艺与编程的技术人员提供参考。     

一种采用综合比较方式的后置处理转角优化算法

五轴数控机床后置处理是优化加工工艺的关键步骤,其难点是如何在满足刀轴矢量的条件下,尽量提高转轴运动的连续性。针对后置转角的优化问题,提出一种利用运动行程限制将根据各行刀位矢量求解的理论解转化为有效解,再根据有效解类型逐行比较得到两列不同的备选解,最终选择不发生转角突变或突变次数少的解作为优化结果的计算方法。该方法突破优势区间及机床机构的限制,具有通用性,可有效利用机床行程,尽量避免由于转角不连续所附加的提刀轨迹,提高加工效率和稳定性。     

五轴微型数控铣床结构设计与控制系统研究

根据高等院校学生实践实验要求,设计了教学型五轴联动微型数控铣床。该铣床采用摆头转台式机械结构,能够实现三维空间内的移动以及A轴和B轴的转动,实现五轴联动的设计理念。并在此基础上开发了基于ARM的五轴联动微型数控铣床的运动控制系统。该数控系统采用PC+ARM单片机模式设计,上位机利用Delphi编程软件实现NC文档编译、刀具补偿计算及与下位机的通信功能,下位机是以STM32芯片为核心的ARM单片机构成,主要实现与上位机的通讯、插补计算及对电机的位置控制等功能。由于该数控系统稳定性高、安全可靠性强及性价比高,因此非常适合高校学生实验。     

汽车覆盖件冲压模的3+2轴加工

分析总结了汽车覆盖件冲压模的加工特点,并举实例说明3＋2轴加工的详细过程。     

复杂模具零件五轴联动数控加工程序检验方法研究

结合典型曲面模具零件叶轮,探索了复杂零件五轴联动数控加工程序检验的一般方法。重点针对VDW-320五坐标数控机床,研究了其后置处理和虚拟仿真技术在数控程序检验中的应用,通过验证比较,几种方法得到了一致的结果。这些技术可应用于对各种复杂模具或机械零件加工程序进行验证。     

基于NX Post Builder双转台5轴加工中心的3+2定轴后处理流程的研究

按照机床运动特性,可将5轴加工分为5轴联动加工和3+2定轴加工。5轴联动加工多用于复杂曲面的半精加工和精加工,3+2定轴加工多用于有多个空间成型面的定位加工。以适配Heidenhain TNC640数控系统的DMG DMU65加工中心为例,对NX后处理中与3+2定轴加工有关的Tcl命令进行分析,阐述了tcl代码的工作流程,推导了坐标系向量旋转矩阵公式,最后通过Vericut仿真验证后处理的正确性。     

基于G10指令优化数控车削深凹形轴类零件的编程

深凹形轴类零件自毛坯到产品需多次切削完成,因其轮廓曲线数据计算量大,通常采用G73封闭轮廓切削循环指令简化编程。但G73指令编程加工效率低,如切削参数设置不当会导致零件产品过切。为满足企业生产所需,提出基于G10指令优化深凹形轮廓切削加工编程。通过实际切削验证,该优化的程序通过修改自变量结合子程序即可实现深凹形零件的编程。经检测,用优化后的程序切削的产品加工精度满足要求,加工效率较传统程序有明显提高,具有一定借鉴推广意义。     

分散在SiO2中的Y2O3:Eu3+纳米晶的光学性质

采用正硅酸乙酯为SiO2的先驱体,采用Sol-Gel法制备了分散在SiO2基质中的Y2O3Eu3+纳米晶发光材料,研究了材料在不同退火温度下Eu3+稀土离子的光学性质.发射光谱表明随着退火温度的不同,光谱发生了明显变化,并特别地分析了样品在1300℃退火温度下,平均粒径50 nm颗粒样品的发光特性,实验结果表明,在这种发光材料中Eu3+占居4种格位和1种表面态.     

Y2O2SO4: Eu3+ 亚微米棒的合成及发光性能

以Na2SO4和K2SO4为熔盐,采用熔盐法合成了一维Y2O2SO4:Eu3+亚微米棒。应用X射线衍射、扫描电子显微镜和光谱仪等方法对合成产物的晶体结构、形貌和发光性能进行表征。考察了烧结温度、Eu3+掺杂浓度对合成产物的晶体结构、形貌和发光性能的影响,结果表明,原料混合物在1100℃空气中煅烧2 h可合成纯相、表面光滑的Y2O2SO4: Eu3+亚微米棒,Y2O2SO4: Eu3+亚微米棒的长边大于10 μm,短边为500~800 nm。在270nm紫外光的激发下,Y2O2SO4: Eu3+亚微米棒呈红光发射,最强发射峰位于616 nm处,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁,Y2O2SO4: Eu3+亚微米棒Eu3+的最佳掺杂浓度为10mol%。     

La~(3+)掺杂TiO_2粉体的化学沉淀法制备条件优化

采用化学沉淀法制备La~(3+)掺杂TiO_2粉体,并用正交实验方法对制备工艺进行优化,通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis对TiO_2粉体的形貌、结构、光吸收性能进行了表征。结果表明:煅烧温度和La~(3+)掺杂量对TiO_2粉体光吸收性能具有显著影响;不同煅烧温度得到的La~(3+)掺杂TiO_2均以锐钛矿结构为主;升高煅烧温度可以增强La~(3+)掺杂TiO_2在紫外光波段的吸光强度;La~(3+)掺杂可以改善TiO_2粉体的团聚,减小TiO_2的禁带宽度,同时导致TiO_2表面吸附一定数量的羟基。最优的制备条件为:煅烧温度800℃,La~(3+)掺杂量0.6%(摩尔分数),反应温度为90℃,反应液pH值为8,此条件下获得的TiO_2粉体可见光性能最优。     

Lu2O3: Yb3+, Tm3+纳米晶的水热法合成和上转换发光性能研究

采用水热法制备了Yb3+和Tm3+共掺杂的Lu2O3纳米晶。研究了前驱体溶液pH对纳米晶的结构、形貌和上转换发光性能的影响。实验结果表明:制备出的纳米晶具有纯的Lu2O3相,结晶性较好。在980nm半导体激光器激发下,样品发射出蓝光和红光,其发光的中心波长分别位于490和653nm。当前驱体溶液pH为9时,Lu2O3:2%Yb3+,0.2%Tm3+纳米晶上转换发光强度最强,这是因为Lu2O3:2%Yb3+,0.2%Tm3+纳米晶的尺寸最大,其表面吸附的OH-基团最少。发射强度与激发功率的关系表明,蓝光490nm和红光653nm的发光是三光子过程。     

Lu2O3∶Yb3+,Tm3+纳米晶的水热法合成和上转换发光性能研究

采用水热法制备了Yb3+和Tm3+共掺杂的Lu2O3纳米晶.研究了前驱体溶液pH对纳米晶的结构、形貌和上转换发光性能的影响.实验结果表明:制备出的纳米晶具有纯的Lu2O3相,结晶性较好.在980 nm半导体激光器激发下,样品发射出蓝光和红光,其发光的中心波长分别位于490和653 nm.当前驱体溶液pH为9时,Lu2O3:2％Yb3+,0.2％Tm3+纳米晶上转换发光强度最强,这是因为Lu2O3:2％Yb3+,0,2％Tm3+纳米晶的尺寸最大,其表面吸附的OH-基团最少.发射强度与激发功率的关系表明,蓝光490 nm和红光653 nm的发光是三光子过程.     

钛处理对S355J2G3+B钢锻件的影响研究

通过扫描电镜和能谱分析表明TiN复相夹杂物是造成S355J2G3+B钢锻件低温冲击不合格的原因。通过改变热处理工艺,优化组织状态,能够弥补TiN复相夹杂物所造成的低温冲击损失。     

Fe3+掺杂TiO2薄膜的制备与表征

利用射频磁控溅射技术在载玻片衬底上沉积了TiO2及Fe3+掺杂的TiO2薄膜,并利用X射线衍射、拉曼光谱和紫外-分光光度计对所制备的薄膜进行了结构与性能表征。结果表明,所制备的TiO2薄膜为锐钛矿相结构,Fe3+掺杂后TiO2薄膜的晶化程度降低,光催化活性减弱。     

反应合成Ti_3Al/TiC+Al_2O_3复合材料烧结过程热力学分析

将高能球磨后的Ti-Al粉末和TiC,Al2O3粉末混合进行热压烧结,在烧结的过程中反应生成金属间化合物为增强相的复合材料。通过对粉料的X射线衍射分析、热分析(DSC)和烧结体的成分分析表明,最终的金属间化合物只有Ti3Al而没有其它金属间化合物相。通过热力学计算,分析了反应烧结过程并发现在低温由固相间原子扩散控制生成TiAl3,TiAl,Ti3Al的渐进过程,和在高温下金属间化合物的合成机理,而且增强相和基体界面间处于稳定状态。     

La3+、Ce4+掺杂对纳米TiO2-Fe2O3凝胶相变过程的影响

采用sol-gel法制备了掺杂La3+、Ce4+的TiO2-10wt%Fe2O3复合粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征。结果表明:TiO2-10wt%Fe2O3凝胶在450℃发生非晶态向锐钛矿相的转变,而在500℃煅烧2 h后未发现锐钛矿相向金红石相转变;随La3+、Ce4+掺杂量的增加,锐钛矿晶粒呈现细化→长大的趋势;随La3+掺杂量的增加,对Fe2O3微晶的生成作用呈现促进→抑制的趋势,而对Fe3O4微晶的生成呈现抑制→促进的趋势;随Ce4+掺杂量的增加,对Fe2O3微晶的生成作用随掺杂量的增加呈促进→抑制→促进的趋势,而对Fe3O4微晶的生成呈现抑制→促进的趋势;La3+、Ce4+掺杂对TiO2相变过程有重要影响。     

Mg2+掺杂BaTiO3瓷的化学缺陷平衡与抗还原机制

研究了Mg2+在BaTiO3瓷中所形成缺陷机构和抗还原机制.掺杂Mg2+(0.05%～0.15%(摩尔分数))的BaTiO3在还原气氛中烧结,试样经XRD,EMPA微观分析显示Mg2+均匀分布,晶粒呈四方结构,晶胞体积由0.06464nm3增至0.06487nm3.根据Mg2+在BaTiO3中的固溶条件和微观结构分析可以推断Mg2+取代A位(MgBa)和B位(MgTi),并存在氧空位(Vo).用布劳威尔(Brouwer)方法求解点缺陷浓度方程组,得到点缺陷浓度[MgTi]与氧分压(Po2)的关系式[Mg″Ti]=[Vo¨]=(1/4)K-1Po2-3/2.当点缺陷浓度为[MgTi]=2[FBa]+2[RTi]+[Vo](F-三价阳离子,R-五价阳离子),MgTi2+能有效地阻止施主杂质和还原气氛所引起的Ti4+还原为(Ti4+·e).     

钛金属(B4C+B2O3)固体粉末渗硼

B4C在(B4C+B2O3)中的含量分别为30%和40%,温度900℃,保温6h,在金属钛表面进行固体粉末渗硼。通过XRD测定试样表面的物相。结果表明,2种不同渗剂条件下均没有TiB2生成。对于B4C含量为40%的渗剂,钛表面生成TiB,而B4C含量为30%的渗剂,生成的TiB极少,表明活性B主要由B4C提供。对于B4C含量为40%的渗剂,当温度升高到1050℃时,钛表面生成TiB2,而TiB的生成速度受到抑制。从热力学上以B4C、B2O3为渗剂均有可能生成TiB2和TiB。动力学上,900℃下,由于B在TiB中的扩散系数大于其在TiB2中的扩散系数,主要生成TiB。温度为1050℃,由于B在Ti中的扩散系数大于其在TiB中的扩散系数,主要生成TiB2。