虚拟制造中基于刀具磨损的复杂曲面加工误差补偿

基于数控铣削加工仿真系统,研究了在虚拟制造环境下对球头铣刀磨损引起的曲面加工误差的预测与补偿。建立了与加工参数相关的球头铣刀磨损模型,用于预测球头铣刀切削刃的磨损量,提出了球头铣刀铣削加工误差的补偿方法,并通过实验验证了该方法的有效性。     

虚拟制造中基于刀具变形的复杂曲面加工误差预报

复杂曲面加工过程中刀具的弹性变形是产生曲面加工误差的重要原始误差。着重研究了虚拟制造环境下基于球面铣刀弹性变形的曲面加工误差预报模型。研究并建立了球面铣刀加工复杂曲面的切削力模型和刀具弹性变形模型,在此基础上,分析了曲面生成机理,提出了利用曲面变形敏感系数建立刀具弹性变形对法向加工误差的影响关系。利用该模型可以在实际切削加工前对曲面加工误差进行预报,用以进行误差补偿或切削参数优化。最后,以二维半圆形拉伸曲面为例通过切削实验对本文提出的模型进行了验证。     

球头铣刀刀具磨损建模与误差补偿

针对刀具磨损度量方式和模型建立的问题,以球头刀具为研究对象,提出球头铣刀刀具磨损的度量方式,建立球头刀具磨损模型.以复映磨损在硬度较软加工材料上的方式测量球头刀具磨损,确定刀具磨损模型系数,给出刀具磨损模型系数确定的具体实现方法.加工试验验证球头刀具磨损度量方式的合理性和所建立刀具磨损模型的正确性,同时针对数控铣削加工中球头铣刀刀具磨损引起的误差提出离线仿真误差补偿算法,给出离线仿真误差补偿算法的具体实现步骤,通过建立的刀具磨损引起的加工误差模型仿真获得加工走刀步的误差.对于误差超差的走刀步,预先修改数控加工(Numerical control,NC)程序,保证实际加工零件满足精度要求.误差补偿验证试验表明所提出的离线仿真误差补偿算法的正确性和有效性.     

复杂曲面慢刀伺服加工刀具半径补偿方法

随着机床技术的进步,一种基于慢刀伺服技术的超精密金刚石车削创成加工方式成为可能,能够一次加工获得精度很高的各种复杂曲面。在复杂曲面慢刀伺服车削加工路径规划中,针对存在的刀具过切现象,传统刀具半径补偿算法为计算曲面刀触点的等距点,通过分析传统等距点刀具半径补偿算法的不足,提出了一种基于等距点的刀具半径补偿算法,弥补了传统等距点刀具半径补偿算法的不足,通过实例证明该算法有效地改进了传统刀具半径补偿算法的不足,提高了曲面加工的精度。     

基于神经网络的复杂曲面加工误差控制

在复杂曲面的切削过程中，加工系统表现显著的多输入多输出及非线性特征，传统的误差补偿方法不能有效地保证加工精度，因此提出一种加工误差控制方法，引入神经网络对加工系统的逆模型进行辨识，运用该模型前置校正加工系统以改善加工效果，充分考虑到机械系统的非线性特征，且网络模型可连续辨识，因而系统的静态性能和动态特性均能有效补偿，在中凸变椭圆活塞裙面加工中的成功应用，证明其合理性及先进性。     

复杂曲面零件加工精度的原位检测误差补偿方法

为提高复杂曲面零件的数控机床原位检测精度,分析影响接触式检测系统精度的各项因素及其误差补偿方法。对检测系统的主要误差来源如机床几何误差、测头预行程误差和测头半径误差进行分析研究。在对数控机床的几何误差进行分析和建模的基础上,采用激光干涉仪进行三轴数控机床的单项误差测量和补偿;针对测头检测过程中存在的预行程误差,提出基于径向基函数(Radial basis function, RBF)的预行程误差预测方法,获得测头预行程误差分布图,并对检测系统进行实时预行程误差的补偿;提出改进的三角网格模型顶点法矢计算方法,有效进行三维测头的半径补偿。通过实例零件的加工精度原位检测试验及其与三坐标测量机CMM检验结果的比较,验证了原位检测方法的有效性。     

数控加工复杂曲面的误差分析和补偿

介绍了五轴数控机床加工复杂曲面的工作原理，重点分析了五轴数控加工时采用环形铣刀加工复杂曲面的误差模型，提出了误差补偿的具体方法。为提高复杂曲面数控加工精度具有指导意义。     

复杂曲面高效铣削加工的刀具尺寸优选

刀具尺寸是影响复杂曲面数控加工质量和效率的重要因素,基于刀具尺寸与曲面加工质量和效率的函数关系,给出了保证加工曲面精确性的最优小刀具选择方法,建立了以效率最高为目标的合理大刀具尺寸优选算法,并针对几何特征复杂的曲面,提出了以刀具加工有效面积比值为参考的刀具组合选择方法。应用实例表明:该刀具尺寸优选策略在充分保证复杂曲面加工质量的前提下,能有效提高其整体加工效率。     

虚拟加工中的加工误差分析与预测

分析了影响虚拟环境下复杂曲面产品数字化端铣加工误差产生的主要因素,综合考虑刀具和工件的柔度,同时考虑加工表面的变形敏感度,讨论面向虚拟制造的加工尺寸误差预测模型总体框架,提出了一个端铣加工过程表面加工尺寸误差预测模型。所给出的表面误差预测模型较全面地考虑了端铣加工过程,适于多种加工条件,能够反映端铣加工过程由切削力导致的系统变形对加工误差所造成的影响。最后给出了一个仿真实例。     

基于CAXA的复杂曲面数控加工

结合手机外壳曲面的数控编程全过程,在分析手机外壳曲面工艺特点的基础上,详细阐述了在CAxA软件的CAD／CAM集成环境之下,如何编制三轴加工中心加工手机外壳曲面程序,如何以较高的切削加工效率、较好的成形质量和最佳的加工粗糙度以及流畅的工艺过程,加工出满足要求的手机外壳曲面。这项研究不仅对提高我国手机外壳制造技术具有重要意义,而且作为一个教学实训项目,对于整合高等职业院校现有教学资源,完善学校的实训教学工作,开阔学生眼界,为社会输送高技能应用人才,也将起到积极作用。     

复杂曲面慢刀伺服加工刀具半径补偿算法

为提高复杂曲面元件的面形加工精度,进行了慢刀伺服车削刀具路径规划,研究了刀具半径补偿算法。本文通过分析法向补偿算法和Z向补偿算法的不足,提出一种基于弦长垂线的刀具补偿算法,以环曲面为例进行仿真、车削加工验证该算法的可行性。仿真结果表明弦长垂线刀具补偿算法下所求刀位点精度较高,可实现X轴匀速运动。试验结果表明弦长垂线刀具补偿算法下面形加工精度优于法向补偿算法和Z向补偿算法,表面粗糙度受刀具补偿算法影响较小。     

光学自由曲面快速刀具伺服车削误差的补偿

受各种误差因素以及周期性变化的切削力的影响,快速刀具伺服金刚石车削技术往往难以用一次车削获得满足光学性能要求的自由曲面。本文提出了一种利用线性差动传感器(LVDT)实现高精度接触式自由曲面在位测量的方法。该方法结合两自由度快速刀具伺服系统,实现了基于快速刀具伺服(FTS)的自由曲面车削加工的误差补偿。试验结果表明,该技术将自由曲面的加工精度提高了20%,表面粗糙度降低18.1%,解决了FTS系统与机床运动的同步问题,可补偿机床xyz三向运动误差,可用于自由曲面加工误差的修正。该方法还可用于不对称幅度较大的曲面或硬脆性材料的加工等,故促进了高精度光学自由曲面的推广应用。     

复杂曲面的数控加工误差分析

针对复杂曲面的多轴数控加工,应用数学知识建模,从理论上分析了平底铣刀刀具加工复杂曲面时的误差,得出了影响数控加工精度的主要因素并提出了误差补偿方法,为控制多轴数控加工的误差提供了理论依据与补偿算法,对高精度复杂曲面的数控加工具有借鉴意义。     

基于经验模态分解方法的曲面加工误差补偿

采用误差补偿技术对曲面的加工误差进行补偿是提高该类零件加工精度的有效方法。针对加工误差进行经验模态分解,将加工误差分解为若干个固有模态函数(IMF)和一个res趋势项函数。根据系统误差的特征,趋势项函数中一定存在系统误差,利用自相关分析法和频谱图对固有模态函数分析是否存在周期性变化系统误差,最终分解出系统误差和随机误差。搭建了数控机床在线检测的实验平台,实现了曲面零件的系统误差补偿。通过一个曲面零件的加工实验表明,补偿加工后的曲面精度提高了86.0%。仿真算例和实验结果表明,基于经验模态分解方法的加工误差补偿能有效提高曲面零件的加工精度。     

考虑刀具磨损的数控加工误差的预测研究

将刀具磨损引起的误差通过建立的误差模型进行预测,是虚拟制造中的一项关键技术.通过分析影响刀具磨损的切削参数,针对硬表面的加工材料建立了基于相对切削时间的球头铣刀磨损模型,提出了虚拟制造环境下考虑球头铣刀磨损的复杂曲面加工误差预报方法.实验结果表明:该误差模型预报是有效的,并且为曲面加工误差预测、提高曲面加工精度和效率提供了理论依据.     

复杂参数曲面高精度刀具轨迹规划算法

在对等残余高度刀具轨迹规划算法加工参数曲面研究的基础上,提出带有误差补偿值的复杂参数曲面高精度刀具轨迹规划算法——高精度刀轨误差补偿算法。通过分析刀触点及与之相应的相邻路径上的粗、精刀位对应点间的关系,引入误差补偿值以提高精对应刀位点的求解精度,得到经过合理简化的误差补偿值表达式,并得出粗、精对应刀位点与理论刀位点的距离误差表达式。高精度刀轨误差补偿算法可以在满足插补运算实时性要求的前提下,使相邻轨迹上与刀触点相对应的刀位点的参数值计算精度得到极大提高,进而提高复杂参数曲面的加工刀具轨迹精度。以使用平底铣刀为例进行仿真加工,结果表明高精度刀轨误差补偿算法适合进行对复杂参数曲面的高精度加工。     

基于计算制造技术的复杂曲面加工

阐述计算制造技术的理论基础和方法,分析影响曲面磨削的因素,针对复杂曲面磨削过程特点,研究如何从复杂曲面设计中提取几何约束的加工信息,并预处理加工零件的几何信息,以支持曲面加工的工艺规划。目的是使磨削过程中的一些问题归结为计算机可形式化描述的计算模型,研究其可计算性和复杂性,解决磨削过程中出现的几何和特征建模、磨削控制系统中知识的进化计算等问题。为复杂曲面的精密加工寻找新的途径。     

复杂曲面计算制造技术的研究

阐述了计算制造技术的理论基础和方法，分析了影响曲面磨削的种种因素，针对复杂曲面磨削过程的特点，研究如何从复杂曲面设计中提取几何约束的加工信息，并预处理加工零件的几何信息，以支持曲面加工的工艺规划活动。     

虚拟制造系统中球头铣刀的磨损预测

基于球头铣刀铣削方式及铣削参数的特点,应用微分理论基本方法提出了一种虚拟制造系统中球头铣刀磨损预测的数学模型,为提高虚拟制造系统的真实感和实时性奠定了基础;该模型预测的结果与铣削试验的测量结果基本吻合。     

凸轮范成加工的刀具误差补偿分析

通过分析凸轮范成加工中影响凸轮机构运动精度的有关因素,提出了一种能对刀具误差进行有效补偿的工艺方法。