基于四轴CNC机床的球头立铣刀端刃重磨方案

探讨了在保证正确的端刃曲线和合理的刀具切削参数的前提下 ,在四轴联动数控机床上对球头立铣刀重新修磨的实现方案     

复杂曲面CNC加工技术的曲面包络逼近原理

针对当前数控加工技术以“点”去除方式加工复杂曲面效率很低的缺陷,提出了以“线”去除方式加工复杂曲面的CNC制造技术的曲面包络逼近原理。论述了以曲面活动标架思想描述和控制刀具相对工件运动的微分几何方法,建立了刀具包络面以最小误差逼近目标加工曲面的刀具运动优化模型。最后,以一个点啮合齿面的数控加工实例论证了该方法的精确性和可行性。     

复杂曲面宽行数控加工的刀位和刀具姿态综合整体优化的内蕴几何学方法

阐述了复杂曲面非球面刀具单触点宽行加工中刀位和刀具姿态综合整体优化的通用方法。基于微分几何的曲面活动标架理论,推导了以刀具曲面和设计曲面运动不变量描述非球面刀具宽行数控加工复杂曲面的刀具运动方程;在综合考虑刀位和刀具姿态的影响下,分别以一个走刀过程的加工效率和加工精度最优为目标,建立能确保刀具相对工件运动连续光滑的刀位和刀具姿态优化的泛函极值模型。最后,分别以一个鼓形曲面刀具通过旋转的主切削运动和一个椭圆抛物曲面片刀具通过直线平动的主切削运动数控加工复杂曲面的仿真实例论证了本方法的精确性、有效性和通用性。     

五轴加工刀具姿态球面NURBS曲线设计及优化

基于刚体空间转动的四元数表达,以有理运动描述五轴数控加工中刀具姿态变化.将刀具姿态点等同于单位球面上的点,建立单位球面上的点和四元数空间中的点之间的一一映射关系,从而将离散刀具姿态插值问题归结为在四元数空间插值曲线设计问题.设计出的单位球面上的曲线(刀具姿态曲线)具有通常三维欧式空间NURBS曲线的表达形式,可以直接输入支持双NURBS插补的高端数控系统.基于四元数空间度量,以最小二乘准则优化刀具姿态NURBS曲线,明显改善优化前复杂曲面五轴加工留下的过切线.     

圆锥球头立铣刀的CNC磨削模型及工艺

复杂形状刀具结构上的复杂性导致了磨削加工的复杂性。利用圆锥球头立铣刀这一典型复杂形状刀具,对其圆锥部分和球头部分的刀刃曲线的连续性进行了分析,然后对刀刃结构和加工特性进行研究,再利用Frenet标架来确定砂轮的摆放姿态,实现利用活动坐标系控制机床坐标的插补进给,并通过磨削实例验证。     

自由曲面数控加工刀具轨迹曲线的一种生成算法

提出一种自由曲面数控加工轨迹曲线计算方法。根据这一方法,可由自由曲面上一定数量的任意分布型值点来 计算曲面加工时的刀具曲线。算法的基本思想是,型值点影响并决定着其控制区域内的曲面形状,这种影响的大小与到 型值点的距离及权指数相关。分别给出了沿X向进给及Y向进给时刀具轨迹曲线的生成算法。讨论了算法中参数选取 对加工曲面形状及拟合精度的影响。     

具有曲面直接插补加工功能的新型CNC系统

介绍了具有曲面直接插补加工功能的新型CNC系统的特点、结构、关键技术。     

基于接触区域的球头刀五轴加工无颤振刀具姿态研究

为解决球头刀五轴铣削过程中接触区域获取困难和难以调整主轴转速实现稳定性铣削的问题,提出一种基于接触区域的姿态稳定性图获取方法。首先,建立了考虑刀具姿态与螺旋角影响的动态切削力模型。通过NX二次开发提取刀具与工件接触区域的初始数据,并采用一种坐标变换法获得不同刀具姿态下的接触区域。然后,使用全离散法构建姿态稳定性图判断了在不同刀具姿态下的铣削稳定性。最后,通过实验案例在五轴加工中心中进行球头刀铣削实验,验证了所提方法的有效性与可行性。现场加工表明,实验结果与预测值吻合良好。     

过渡曲面纵向加工无干涉刀具轨迹的生成算法

针对球头刀切削加工过程中效率低、被加工曲面光顺性差的问题,根据过渡曲面的特点提出一种偏转平头立铣刀在切削接触点的角度,沿过渡曲面纵向加工的方法。算法利用平头立铣刀实际切削半径随着偏转角减小而增大趋势,在实际切削过程中尽量减小偏转角,增大实际切削半径,同时保证不发生刀具干涉,生成无干涉刀位点数据,从而提高切削加工效率和表面光顺性。算法能够有效避免干涉而且所需走刀次数少,具有思想简单、编程实现简单的优点。     

面向并行工程的数控机床可靠性控制模型

可靠性工作贯穿产品的全寿命周期 ,它与设计、工艺、制造、销售和使用等领域的信息集成是并行工程的重要组成部分。分析了数控机床产品全寿命周期中的可靠性工作 ,提出了面向并行工程的数控机床可靠性工程的思想 ,提出并建立了面向并行工程数控机床可靠性控制模型     

曲面平头刀加工无干涉刀位轨迹自动生成的算法研究

提出了一种新的曲面平头立铣刀加工无干涉刀位轨迹自动生成的算法。该方法将曲面分成凸区域及非凸区域,将对凸区域采用快速算法,而非凸区域则进行干涉检查和处理。论述了三轴及五轴加工时局部刀具过切干涉和全局刀具干涉的检查和处理。