圆锥滚子从动件空间凸轮单侧面加工研究

重点研究了空间凸轮单侧面加工刀具控制问题,提出了单侧面加工刀位控制新方法,系统地论述了单侧面加工刀位控制机理,给出了刀具控制的数学模型,解决了空间凸轮廓面单侧面加工刀位控制的难题,进一步完善了圆柱分度凸轮机构的设计和制造理论.     

弧面凸轮的单侧面磨削加工研究

磨削加工作为高精度弧面凸轮的曲面加工必不可少的工艺环节,国内一直没有很好解决。笔者以解决这个问题为目的,分析了弧面凸轮的结构特点和现有弧面凸轮磨削加工存在的问题,提出了弧面凸轮单侧面磨削方法,并论证了该方法的可行性。该理论研究以设定坐标系的弧面凸轮轮廓面方程为基础,根据单侧面磨削加工原理推导出了单侧面磨削加工凸轮实际廓面方程和砂轮中心线轨迹方程;研究单侧面磨削加工砂轮刀位补偿及控制方法,解决了弧面凸轮轮廓面单侧面磨削的加工刀位控制问题;在弧面凸轮单侧面磨削机理的基础上得出两种凸轮轮廓面的法向误差模型和误差分析计算方法。     

圆柱分度凸轮单侧面加工原理及刀位控制方法研究

提出了在不增加机床控制轴数的情况下 ,实现圆柱分度凸轮单侧面加工的刀位控制原理。给出了刀位控制数学模型 ,该方法可克服等径范成法的加工缺陷 ,提高加工精度和表面质量 ,延长刀具使用寿命 ,扩大刀具使用范围 ,很经济地实现廓面的磨削加工。本研究对于提高圆柱分度凸轮机构的传动精度、扩大其使用范围 ,有重要的理论意义和实际应用价值。     

基于等距曲面的弧面凸轮单侧面数控加工刀位优化算法

针对弧面凸轮廓面的多轴数控加工,在分析现有各种加工工艺方法,尤其是分析单侧面加工方法存在的不足的基础上,围绕减小加工得到的实际廓面与理论设计廓面的极差,提出一种以刀轴轨迹面与凸轮廓面等距曲面的极差最小为优化目标的弧面凸轮单侧面数控加工刀位数据计算的优化算法。所建立的刀位优化算法综合了不可展直纹面侧铣加工的两点偏置算法和三点偏置算法的优点。通过实例对各种单侧面刀轨规划算法进行加工误差综合对比分析,结果表明所建立的刀位计算优化算法正确有效,可显著减小编程误差,为进一步提高弧面凸轮单侧面加工精度和完善加工工艺奠定了扎实的理论基础。     

弧面凸轮的单侧磨削加工研究

提出了实现弧面分度凸轮单侧面磨削加工控制原理,该方法克服了范成法加工的缺陷,解决了空间凸轮单侧面磨削加工控制难题以及砂轮监测和砂轮半径插补问题,给出了砂轮控制数学模型.计算机仿真计算结果证明了该控制方法的有效性,具有重要的实际应用价值.     

弧面分度凸轮五轴非等价加工研究

通过分析弧面分度凸轮的啮合原理,结合五轴数控机床的结构特点,采用坐标变换的方法推导出五轴数控机床等价加工弧面分度凸轮的刀位控制方程。在此基础上,根据中点偏置原理推导了刀位补偿加工的刀具偏置方向及偏置量,最终得到了弧面分度凸轮非等价加工的五坐标刀位控制方程,并可以通过编程计算出弧面凸轮的加工数据,实现弧面分度凸轮的五轴非等价加工。     

空间凸轮的精密加工和非等径数控加工刀位控制新方法

以偏置直杆圆锥滚子从动件圆柱凸轮数控加工为例，讨论了空间凸轮的精密加工问题。分析了刀具误差引起的凸轮轮廓法向误差的主要原因。为了减小刀具误差对凸轮轮廓法向误差的影响，提出了一种非等径数控加工刀位控制新方法。     

一种新的单头凸脊式弧面分度凸轮廓面修形方法

提出了一种全新的单头凸脊式弧面分度凸轮廓面修形方法,并对该修形方法进行了理论分析与加工实践.该方法是对传统范成法的发展,实现了范成法的单侧面加工.克服了传统范成法加工的不足,提高了弧面分度凸轮表面加工质量,又使得凸轮机构的啮合特性得到改善.     

圆柱分度凸轮单侧面加工及误差计算方法研究

应用空间啮合原理和旋转变换矩阵理论,推导了圆锥滚子从动件圆柱分度凸轮的理论工作廓面方程及单侧面加工凸轮实际工作廓面方程;廓面采取单侧面加工时,给出了刀具误差对凸轮廓面法向误差影响的精确计算方法和近似计算方法,解决了空间凸轮廓面误差计算的难题,进一步完善了圆柱分度凸轮机构的设计和制造理论。     

一种新的弧面分度凸轮廓面精加工方法

针对现有弧面分度凸轮廓面修形方法存在的不足,提出了一种全新的弧面分度凸轮廓面修形方法,并对该修形方法进行了理论分析与加工实践.提出了对传统范成法加工的刀具轨迹进行修正来加工弧面分度凸轮的原理和实现方法.该方法是对传统范成法的发展,实现了范成法的单侧面加工,既克服了传统范成法加工的不足,提高了弧面分度凸轮表面加工质量,又使得凸轮机构的啮合特性得到改善.     

基于UG NX6.0的弧面分度凸轮三维实体建模与仿真加工

以弧面分度凸轮工作轮廓面方程为基础,基于UGNX6.0和MATLAB提出了弧面分度凸轮空间轮廓曲面三维实体建模的一种新方法,通过UG运动仿真对建模结果进行分析验证,同时运用UG数控加工模块对弧面分度凸轮的加工刀轨进行了模拟,为空间凸轮机构的设计与数控加工提供了参考依据。     

凸轮数控车削系统关键技术的研究

研究了基于数控车削加工凸轮的方法,并对数控车削凸轮的关键技术进行研究,提出了有效的方法,为凸轮的高效率加工提供了一个新的途径。一般在凸轮数控车削加工过程中,切削角与切削速度随加工凸轮轮廓位置不同会发生很大变化,为了实现切削角随凸轮轮廓位置实时变化,采用了高频响直线伺服电动机驱动刀具高频摆动的方法,实现刀具的位置实时控制。凸轮的轮廓是一个非圆截面,为了生成凸轮非圆截面,采用高频响直线伺服电动机驱动刀具往复高速运动,实现凸轮非圆截面的生成。车削凸轮时,切削速度一般需要保持恒定,这样有利于刀具的寿命延长,并保证凸轮表面的粗糙度,为了实现凸轮车削的恒定线速度,采用变主轴转速的车削方法,解决这个重要的切削工艺问题。     

空间凸轮廓面侧铣加工及最小二乘优化刀位方法

通过对空间凸轮非等价加工方式下理论刀轴轨迹曲面微分几何特性的研究，表明加工空间凸轮工作廓面必然存在法矢异向误差。为寻求加工误差最小的最佳刀轴矢量，提出了数控侧铣加工空间凸轮廓面的方法。根据实际刀轴轨迹面是直纹面的性质，以NURBS直纹面重构理论刀轴轨迹面，采用最小二乘优化方法确定侧铣加工刀位，给出了理论加工误差模型，并通过实例的数值计算和加工实验结果证明了该方法的有效性。     

基于MATLAB的凸轮机构设计及仿真软件的开发

为提高凸轮机构的设计精度和效率,利用MATLAB语言开发了凸轮机构CAD系统。该系统界面友好,功能强大,控制方便,能快速、准确地完成各种凸轮轮廓曲线生成、刀具中心轨迹坐标输出等的计算机辅助设计。     

一种凸轮曲线调制处理及粒子群优化方法

将调制的原理运用于原有的凸轮曲线设计中,用调制信号调节和控制凸轮曲线形状,以凸轮曲线特征值为优化目标,建立了对调制处理后的凸轮曲线进行多目标优化的数学模型,并阐述了用粒子群优化（PSO）技术进行求解的过程,从而得到了一种对原有的凸轮曲线进行调制处理及粒子群优化的新方法。以改进正弦凸轮曲线为例,对该调制和优化方法进行了验证。优化实例表明,该方法可以调节凸轮曲线形状,改善凸轮曲线的动力学特性,获得综合特性更好的凸轮曲线。