基于球头刀具的螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划

为解决螺旋锥齿轮在五轴数控机床上因额外的两个旋转轴而造成轨迹复杂、人工倒棱效率低且无法保证加工质量的问题,针对螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划进行了研究。首先计算出螺旋锥齿轮齿廓线方程,在验证方程的准确性后获取齿廓线的目标离散点。其次,根据坐标转换原理计算出坐标变换矩阵,并依据球头刀的倒棱位姿计算出刀轴矢量。然后,对获得的刀具轨迹进行MATLAB和VERICUT倒棱仿真,分析不同加工深度下的倒棱结果。最后得出五轴数控机床下的倒棱轨迹,切削仿真结果表明加工表面相对均匀,能够实现齿廓在数控机床上的倒棱,替代人工倒棱并提高加工效率。     

基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工研究

基于空间面共轭原理,确定齿轮切齿矢量关系,建立了螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。利用空间坐标系的变换,确定出刀具相对工件的位置和姿态,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮机床加工调整参数转换为适合NC机床加工的运动参数,进行了五轴加工的刀具扫描体计算,在计算机上,对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,给出了相应的计算和实验结果。在通过五坐标数控机床上实现螺旋锥齿轮加工,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。     

等高齿对数螺旋锥齿轮加工仿真

由于等高齿螺旋锥齿轮传动平稳性高、运转噪音低等方面具有显著优点。近些年,等高齿螺旋锥齿轮在我国应用越来越广泛,尤其在重型卡车中应用尤为广泛。对数螺旋线作为齿向线的螺旋锥齿轮我们称之为对数螺旋锥齿轮,对数螺旋锥齿轮按照齿高分有渐缩齿与等高齿两类,它具有沿齿向线方向螺旋角处处相等这一显著优点.因此,在未来齿轮行业它具有很广阔的发展前景。主要研究基于Siemens UG8.5的CAM功能,通过创建刀具、几何体以及程序,计算等高齿对数螺旋锥齿轮的刀具轨迹仿真,为实现齿轮的数控加工奠定基础。     

圆柱曲面螺旋槽数控加工技术

本文针对圆柱曲面螺旋槽的加工从数控机床和加工刀具的选择、走刀方式、加工方法等方面进行研究,进而根据螺旋槽的形状以及加工刀具的不同提出了相应的数控加工编程方法.     

螺旋锥齿轮副大轮齿顶线倒角加工方法研究

基于螺旋锥齿轮副中大轮采用的半滚切法加工原理,提出了一种螺旋锥齿轮副大轮齿顶线倒角加工方法,阐述了齿顶线倒角加工的原理。建立了倒角加工数学模型,通过对倒角刀具的运动分析,得出了倒角刀具运动的轨迹方程,并把倒角轨迹问题的求解归结为一个约束优化问题,应用MATLAB商用软件进行优化求解,以获得最佳的设计变量,即刀具旋转中心在刀具平面中的位置坐标和刀具半径。通过实例仿真,验证了理论方法的有效性,对工程应用有一定参考价值。     

大模数直齿轮数控精铣削方法的研究

针对大模数齿轮加工采用盘形、指状铣刀存在着加工效率低,专用刀具造价昂贵的问题,提出了用普通铣刀数控加工大模数齿轮的方法,涉及走刀方式、走刀步长的确定、切削关键点的处理。依据提出的方法建立了齿轮毛坯与刀具运动关系的数学模型,推导了渐开线上点以及刀位点在该模型中的轨迹方程以及刀具与工件之间运动关系方程。该数学模型在齿轮参数已知的情况下能够计算出刀位点以及刀心按照齿轮渐开线齿廓运动的一系列轨迹,利用MATLAB的数据可视化功能,通过刀位点的轨迹方程计算出刀位点,依据齿轮参数绘制出齿轮基圆以及渐开线齿廓,选择合适的刀具半径绘制刀具轮廓,令刀具轮廓跟随刀位点产生一系列刀具轮廓,从而形象直观的对该数学模型进行验证,在理论上分析了该方法的可行性。     

基于三角网格曲面映射的数控高速加工刀轨规划

为进一步改善数控加工曲面的表面质量,提出一种针对三角网格曲面的螺旋刀具数控加工轨迹规划方法,在充分考虑刀具轨迹的几何与动力学特性以及三角网格单元特性的基础上,有效减少了抬刀次数,保持了刀具轨迹的连续性。该方法从网格边界轮廓曲线上的刀触点开始逐层偏置,在参数域上对刀触点进行规划,并拟合成螺旋轨迹,将其逆映射到网格曲面上得到螺旋加工轨迹。与传统的截面法和环切法相比,该算法可以生成一条具有边界一致性、轨迹光滑连续的、无需多次进退刀的高质量螺旋加工轨迹。     

基于成形法加工的圆弧齿廓锥齿轮的刀具轨迹方程

刀具轨迹是数控成形法加工圆弧齿廓锥齿轮的重要技术参数,同时也是齿面建模的重要几何要素。根据平面齿轮与节圆锥的运动关系,建立坐标变换矩阵,再将平面齿轮的刀具轨迹转换到锥齿轮的节圆锥曲面上,进而得到锥齿轮的刀具轨迹方程,为圆弧齿廓锥齿轮的建模和数控加工提供了理论上的技术基础。     

盘刀加工等基圆锥齿轮的刀具位姿及运动轨迹计算

为了实现使用盘形铣刀数控加工等基圆曲线齿锥齿轮,基于等基圆曲线齿锥齿轮理论,通过建立盘形铣刀加工数学模型,求解了决定刀具空间姿态的主要参数。通过盘形铣刀刀轴矢量、刀心坐标的求解,得到了轮坯坐标系下的刀位。结合通用五坐标数控机床,求得了五坐标数控加工等基圆锥齿轮运动轨迹的表达式。通过三维造型,对刀位求解进行了分析验证;通过仿真切削加工,验证了运动轨迹的正确性。结果表明,利用盘形铣刀数控加工等基圆锥齿轮的刀具位姿、运动轨迹的求解正确,在通用数控机床上利用盘形铣刀能够加工等基圆曲线齿锥齿轮。     

圆锥凸轮廓面数控加工刀具轨迹方程的统一建模方法研究

对圆锥凸轮廓面进行数控加工编程时,须预先确定加工刀具的轨迹方程。以在三维空间中建立的圆锥滚子摆动从动件和直动从动件圆锥凸轮机构凸轮廓面统一解析表达式为基础,对数控铣床加工圆锥凸轮廓面所需刀具轨迹方程的建立方法进行了研究,根据所采用的锥形刀尺寸等于或小于圆锥滚子尺寸的情况,推导出相应的刀具轨迹方程统一解析表达式。其结果不仅可作为数控加工圆锥凸轮廓面编程时的基础数学模型,亦可应用于凸轮廓面加工误差分析和加工过程仿真。     

螺旋锥齿轮数控加工中刀盘误差的补偿

在进行螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形所产生的偏差会影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。针对该问题,分析了螺旋锥齿轮数控加工原理,并在此基础上建立了从刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀盘半径偏差与齿面误差的关系;进一步推导出刀具实际截形误差的计算过程;最后根据螺旋锥齿轮的加工原理对刀具的误差进行了补偿计算,并对补偿结果进行了仿真实验验证,证明了该算法的可靠性。     

基于参数曲面映射的五轴数控螺旋加工轨迹计算方法

采用五轴数控机床进行高速加工时,加工干涉及曲面转角处的突变会造成刀轴矢量剧烈变化,而采用传统的退刀再进刀的方法又难免导致加工效率及质量的降低.针对上述问题,提出一种新颖的适用于五轴高速加工的刀具路径生成算法.该方法由偏微分方程的热传导模型,计算得到映射参数域内满足加工参数的温度等值线,制定映射规则并在标准参数域内规划出加工轨迹,从而在对应参数域内映射生成螺旋轨迹,并将该轨迹映射到参数曲面上获得曲面的螺旋加工轨迹,该轨迹可以实现无退刀加工.采用上述算法进行了仿真,仿真结果表明该方法优于现有加工方法,可实现基于参数曲面及裁剪曲面的复杂型腔的高速加工.     

基于VERICUT虚拟五轴联动机床仿真加工螺旋锥齿轮圆角研究

螺旋锥齿轮是机械传动的重要零件,传统的螺旋锥齿轮圆角表面的加工主要是依靠人工打磨方式进行,导致零件加工效率低、工作强度大、零件表面质量无法保证等问题。针对上述问题,提出了应用虚拟五轴联动机床,借助UG软件的CAM功能对螺旋锥齿轮数控加工的自动编程。通过UG精度检测、仿真加工无干涉、无碰撞后生成CLS刀位文件,经过专用后置处理得到NC程序,最后在VERICUT五轴加工中心进行模拟仿真加工螺旋锥齿轮圆角。该方法保证加工过程中无干涉、无碰撞等问题,走刀轨迹符合设计的螺旋锥齿轮表面曲面形状,圆角整个加工过程曲面光滑,验证了五轴加工中心加工螺旋锥齿轮圆角表面方法的可行性和正确性。为实际加工提高零件表面精度、降低人工劳动强度和提高工作效率提供了理论借鉴。     

直线逼近的螺旋锥齿轮数字化模型的基础研究

针对螺旋锥齿轮加工的发展方向,结合电化学光整加工在提高加工质量方面的独特优势,提出了基于OpenGL直线逼近技术逼近螺旋锥齿轮齿面的方法。对所涉及到的走刀轨迹及步长、误差等关键问题进行了分析。结果表明:细化步长并非精细插补技术的唯一途径,改变材料的去除方式,利用电化学光整加工可弥补直线插补的不足。在此基础上,基于OpenGL的直线逼近技术和VC++6.0环境,建立了基于直线逼近的螺旋锥齿轮实体模型,并对误差进行了分析,不仅为螺旋锥齿轮的数字化加工奠定了基础,而且也为拓展和改善精细插补技术提供了新思路和方法。     

数控铣削加工中的刀具补偿功能

数控机床加工零件,在同一机床一卜相同的条件下,使用相同的刀具和加工程序,加工同一批零件,刀具的走刀轨迹相同,零件的一致性好,质量稳定。与普通机床不同,数控机床加工零件的过程完全由程序控制自动进行,因此,数控程序应包含所要加工的全部信息：工艺加工过程、刀具运动轨迹及方向、位移量、工艺参数以及换刀变速等辅助动作,数控程序编制得是否合理,对工件的加工影响很大。     

螺旋变性展成法加工锥齿轮副的建模与仿真分析

针对螺旋锥齿轮副接触区呈现对角线接触的传统加工,提出了一种新型的螺旋锥齿轮加工方法-螺旋变性展成法。该方法大轮采用展成法加工,小轮采用螺旋变性法加工。给出了刀具和工件的加工运动关系,利用齿轮啮合原理,分别建立了加工大轮和小轮的刀盘切削面方程及啮合方程。并由此获得大轮和小轮的齿面方程。依据齿面方程分别构建了齿轮副的三维模型,并进行啮合仿真分析。分析结果表明,使用螺旋变性展成法加工螺旋锥齿轮副可以从理论上避免接触区呈对角线接触的现象。     

光栅尺在数控机床中的应用

随着数控机床在加工领域的普遍使用,对于数控机床所加工的产品的精度要求的不断提高,辅佐数控机床在加工中的走刀精度的产品也运用到数控机床中,光栅尺就是一种辅佐数控机床走刀精度的产品。光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器),经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走刀误差,以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。数控机床安装了光栅尺,可以保障机床的走刀精度,对于数控机床的加工精度有着良好的辅助效果。     

模具高速加工的CAM技术及加工策略分析

从高速加工的特殊工艺要求出发,提出高速加工刀具轨迹生成的基本原则和方法以及适应于高速加工的CAM系统的设计要求。详细阐述了模具高速加工的刀具轨迹策略,包括进刀、退刀、移刀和走刀方式。对比分析了不同刀具轨迹的特点。对实际加工过程中的典型型面,提出编程应该注意的问题。     

数控工艺处理中最佳走刀路线的确定

本文阐述了加工中心及点位数控机床上加工相同形面特征孔系时，刀具最佳走刀路线顺序确定数学模型的建立以及解决该模型的算法。     

高速加工刀具轨迹优化策略研究

首先阐述了高速加工时刀具轨迹必须满足的条件,然后从高速加工编程时的进退刀方式、移刀方式、走刀方式及刀具轨迹的拐角处理等4个方面分析了高速加工刀具轨迹的优化策略。