五轴加工刀具路径生成的有效加工域规划方法

为复杂曲面五轴数控加工的刀具路径优化生成问题提出一种新的有效加工域规划方法。在对工件被加工表面和刀具的几何特征进行分析的基础上,得到在加工件表面上各处的最优可加工域宽度和刀具切削方向。通过采用离散采样和插值计算生成优化的有效加工域集,得到最优化的初始刀具路径;同时建立一种迭代搜索算法,用于解决最优加工域的选择规划问题。采用此算法生成优化的后续刀具路径,使得有效加工域最终完全覆盖整个被加工表面。给出的示例显示相对于传统的五轴加工刀具路径生成算法,有效加工域规划方法可以减少刀具路径的总长度和加工时间,得到更为优化的刀具路径和更好的工件表面质量,因此有效加工域规划方法可以被用于五轴数控加工实践以降低加工成本和提高产品质量。     

空间自由曲面五轴联动数控加工

介绍了五轴数控机床的运动方式,阐述了空间自由曲面五轴联动数控加工中刀具路径规划的基本方法:参数线法、CC路径截面线法、CL路径截面线法、导动面法等。之后对五轴加工中刀具轴向规划进行了论述:垂直于表面方式、平行于表面方式、倾斜于表面方式。最后归纳总结了刀具干涉的检测与处理的方法,并分别说明了其优缺点和适应范围。     

平头铣刀加工曲面的无干涉路径规划

分析了平头铣刀五轴加工中的刀具干涉问题,就刀具底面过切干涉和刀杆碰撞干涉提出了切实可行的检测算法及具体避免干涉的方法。给出了平头铣刀的无干涉路径规划。     

基于五轴联动的UG多轴加工路径规划

五轴联动加工适用于复杂曲面、加工精度要求高、工序复杂、需多次装夹和基准转换才能完成加工的零件。数控编程加工中刀具路径的规划已成为提高数控加工零件精度及生产率的一大关键。介绍风扇叶零件UG多轴加工,以提供五轴加工思路与方法为目的,对加工工艺进行了分析研究,制定了加工工艺方案,对其刀具路径进行了合理规划,完成了仿真加工。     

面向复杂曲面数控加工的刀具规划控制研究

曲面数控加工是零部件制造的重要组成工艺,普遍存在效率和尺寸精度低、制造成本高等问题。鉴于此,现研究了传统的曲面加工工艺和刀具轨迹控制算法,利用刀具接触和位置路径CAPP系统来优化数控切削过程,通过专家决策和人工智能推导出了最优的刀具位置路径和数控加工代码。加工测试表明,改进后的数控切削走刀干涉量小,加工效率和尺寸精度明显提高,能满足复杂曲面刀具切削规划要求。     

弯管内表面数控铣削加工方法研究

介绍了依据五轴联动加工原理避免弯管内表面加工干涉和改善切削不均匀的加工方法,进行了实验工艺规划、加工区域划分、数控程序编制等研究。采用球头刀具,调整刀具姿态,使刀具和工件表面的位置角近似不变,在四轴及五轴联动机床上进行了样件的试制。研究结果表明,该铣削加工方法可避免刀具与工件的局部干涉和整体干涉;切削状态稳定;最终表面质量一致性好,粗糙度满足技术要求（Ra=3.2μm）。研究结果为核电主管道以及同类弯管内表面的铣削加工提供了理论和试验依据。     

整车验证模型五轴数控加工编程工艺规范研究

探讨了整车验证模型五轴数控加工工艺要点;基于先进CAM软件对整车验证模型五轴数控加工刀具路径编程工艺进行研究;提出了对该模型的五轴数控加工编程工艺规范化思路以及具体实施方案;基于Power MILL系统、易语言编程系统开发了整车验证模型五轴数控加工编程工艺模版库、刀具库和机床库。     

基于MasterCAM的区域加工刀具路径规划

利用MasterCAM进行数控加工编程时,可以采用限制刀具边界、设置干涉面、设置加工参数以及修剪已产生的刀具轨迹等方法控制加工区域,完成对刀具路径的合理规划.通过灵活规划刀具路径,采用多种曲面加工方法组合,对某一电子产品外壳铜电极进行数控编程加工,不仅满足了零件的技术要求,而且提高了生产效率.     

基于UG的整体叶轮五轴数控仿真研究

整体叶轮是发动机的关键部件,叶轮加工是影响发动机性能的一个重要环节。叶轮加工常常是对在一个毛坯上的叶片和轮毂进行整体加工,其加工难点在于流道和叶片,而且对刀具空间、刀尖点位和刀轴方位也要精确控制,并合理使用刀具。针对整体叶轮数控加工的特点和难点,本文系统地提出了基于UG的数控仿真方案及其步骤,对整体叶轮进行数控加工刀具轨迹仿真,成功获得无干涉刀具轨迹、实体仿真结果和五轴数控加工的NC程序。     

基于UG NX6.0的整体叶轮数控加工仿真研究

针对整体叶轮数控加工的特点和难点,本文系统地提出了基于UG NX6.0的数控加工仿真方案和步骤,应用UG NX6.0对整体叶轮进行数控加工刀具轨迹仿真,成功获得无干涉刀具轨迹、实体仿真结果和五轴数控加工的NC程序.     

五轴加工全局干涉检查及其避免

基于坐标系变换原理进行五轴数控加工刀具全局干涉检测,将曲面检测点变换到刀具局部坐标系中,通过判断曲面点是否落到刀具半径范围内来判断是否为干涉点,大大降低了计算量,提高了数控加工效率.对干涉点通过最小二乘法确立最小包容区域以及刀具姿态最优偏转轴及偏转角.为了防止在偏转过程中产生新的干涉,确立了刀具姿态有效区域,使得偏转角度能够避免刀具干涉且在有效区域内.通过实例验证了所提方法的可行性和有效性.     

一种五轴加工中心角度头固定装置设计

五轴加工中心在加工存在侧向轴颈的复杂零件时,刀具和零件的过切干涉和碰撞干涉经常发生,影响了加工质量。要充分发挥五轴数控加工的优势,必须设法解决这一难题。以往的经验是从编程和算法方面进行优化,该方法路径复杂、效率不高、精度较低、普适性较差。而采用新设计的角度头固定装置加工类似零件,经实证可以从结构上避免轴颈侧铣加工时产生的干涉现象,提高夹具的定位精度。该固定装置结构简单、成本低廉、满足功能需要,给企业实际加工提供了一种解决方案。     

复杂曲面五轴加工干涉检查的研究

针对复杂曲面五轴数控加工刀具干涉检测算法复杂且效率低的问题,提出了基于空间三维坐标系变换原理的刀具干涉检查方法,即通过计算曲面上的点在刀具局部坐标系中刀具投影区域内的坐标值与刀具的位置关系来判断是否发生干涉。该方法能够同时检查局部干涉和全局干涉,大大减少计算量,提高检测效率和数控加工效率。为避免干涉,针对不同的干涉形式给出了不同的刀具姿态调整旋转轴和旋转角。通过实例验证了所提方法的可行性和有效性。     

自由曲面加工中考虑干涉的刀具路径安排

研究了自由曲面加工中无干涉刀具路径的安排,推出了一种创新的干涉检查方法,将干涉检查和加工刀具路径安排分别进行,加快了数控加工过程,提高了精度,并将该方法应用于三种常用的刀具体,通过实例验证了本法的合理性.规划刀具路径时,先按照某个参数方向的曲率半径和最大弦偏差确定加工步长,然后再按照另一个参数方向的曲率半径和残瘤高度来确定相邻两条刀具路径间的加工步距,最后跳过识别出的干涉区域安排加工路径.     

开式整体叶盘鼓形刀叶片精加工刀路规划研究

整体叶盘叶片精加工是决定整体叶盘质量的重要因素。针对开式整体叶盘叶片精加工切削刀路长和加工效率低的问题,首先分析了鼓形刀刀位轨迹规划的基本原理,然后给出了相邻切削行之间残留高度的计算方法,提出了鼓形刀叶片精加工基于切触点规划及刀轴优化的方法。该方法首先通过求交法确定切削面上的切触点,然后调整刀具姿态并进行干涉检查,确定每个刀位的无干涉刀轴姿态,即在可行域内优化得到最佳刀轴。将该方法集成到整体叶盘五轴数控加工编程软件UltraCAM中,经过数控编程、仿真分析及试切加工表明,使用鼓形刀进行叶片精加工,在相同残留高度的情况下,刀路数明显减少,刀路光顺,仿真过程中无刀具干涉,刀轴变化平稳,提高了加工效率,可应用于实际加工。     

基于UG的风力推料机叶轮的多轴加工及模态分析

针对风力推料机叶轮的加工特点和使用特点,本文系统地提出了应用UG NX7.0数控加工模块对叶轮进行数控加工刀具轨迹仿真,成功获得无干涉刀具轨迹、实体仿真结果和五轴数控加工的NC程序;应用UG NX7.0的结构分析模块对叶轮进行模态分析,得到了叶轮的固有频率和振型,为叶轮的进一步优化设计提供了理论依据。     

复杂曲面五轴端铣加工刀具轨迹规划研究进展

五轴端铣加工是提高重点工业和国防领域复杂曲面类零部件加工质量和加工效率的重要手段。围绕刀位优化、刀路规划和刀轴矢量优化三个关键问题,综述近年来五轴端铣加工刀具轨迹规划技术的研究进展。根据刀具和工件曲面之间切触点数量,将五轴端铣加工刀位优化算法分为单点切触、多点切触和无切触点三类,并建立多点切触刀位优化的通用数学模型。然后系统梳理了刀路规划、全局干涉检测及刀轴矢量优化理论和方法。最后分析了当前研究存在的不足,指出五轴端铣加工刀具轨迹规划应该尽可能从整体角度出发,且应充分考虑机床的运动学和动力学特性,同时应加强多点切触加工理论和应用研究,使其在工程实际中真正发挥高效优势。     

复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量优化方法研究

科学技术的快速发展,为复杂曲面五轴加工方式的不断优化提供了必要的技术支持,使得其加工技术水平逐渐提升。实践过程中加工人员在曲面形状突变及干涉情况时,若采用五轴加工轨迹生成方法,由于其中刀轴矢量剧烈变化的问题,使得刀具性能受到了潜在威胁,且产品加工质量难以保障。针对这种情况,应加强与之相关的五轴加工刀轴矢量优化方法使用。基于此,本文将对复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量优化方法进行系统阐述。     

多轴加工无干涉刀具路径生成算法研究

多轴数控加工中刀具路径的计算直接影响加工零件的精度和加工效率。本文介绍了一种平底刀多轴无干涉刀位轨迹生成算法,在刀轴方向上消除干涉量。首先对参数曲面进行三角离散化,根据曲面相应点的法矢布置初始刀具位姿。构造曲面和刀具的OBB模型,通过包围盒间的快速相交测试得到刀具与曲面的干涉三角片,在此基础上,采用解析方法计算刀具与干涉三角片在刀轴方向上的干涉量,修正刀位点,最后得到无干涉刀位轨迹。     

5轴叶轮粗加工过切与碰撞综合检测修正研究

针对复杂多曲面叶轮的5轴粗加工刀轨自动生成问题,提出一种基于使用平头立铣刀的无过切,干涉的刀具轨迹生成算法。通过对整体叶轮5轴加工中可能出现刀具与叶片干涉的问题,提出了一种干涉检测方法。依据检测结果对干涉进行处理,从而避免实际加工时干涉的发生。方法考虑了刀具运动路径上全部刀位点与叶轮的位置关系,计算量小,对于叶轮数控加工编程中大量刀位数据的干涉检查,可以显著地节省计算机运算时间。