基于改进Z-MAP算法的球头铣刀加工表面形貌仿真与试验研究

基于时间步长法提出一种仿真球头铣刀加工表面形貌的改进Z-MAP算法。该算法在建立刀齿运动轨迹方程的基础上,使用随动矩形包围圈和角度累加法快速地获取工件上的瞬时被扫掠点,并引入牛顿迭代法求取这些点的高度坐标。无须对刀齿离散,不但突破传统Z-MAP算法中单位时间步长内刀齿离散段至多只能扫掠过一个工件离散点的限制,还可以获得更高的精度和效率。通过仿真分析进给行距、每齿进给量、刀具姿态和刀具进给起始相位差等参数对表面形貌及其表面粗糙度的影响规律,并选用航空铝合金7050进行了铣削加工试验验证,试验结果表明改进Z-MAP算法仿真结果与实际加工的一致性更高,对实际生产中加工参数的合理选择具有指导意义。     

球头铣刀加工表面形貌仿真预测

根据表面形貌的定义,将球头铣刀加工表面分离为宏观的形状误差和微观的表面粗糙度两部分,综合运用几何建模和神经网络对表面形貌进行仿真预测。利用图形矩阵变换原理和矢量运算法则,推导出球头铣刀相对于工件的运动轨迹方程,建立了基于MATLAB软件的三维表面形貌仿真模型对形状误差进行预测。借助于MATLAB软件,通过反复训练建立了BP神经网络表面粗糙度预测模型。通过实验验证了仿真预测模型的准确性,表明所建立的模型具有有效的预测作用。     

球头铣刀数控加工表面形貌几何仿真的研究

几何仿真是建立铣削力预测模型的基础,而传统的几何仿真只考虑刀具的平动而忽略其转动。本文在同时考虑刀具平动和转动的基础上,利用工件Z-Map表示模型和刀刃离散表示法,提出了一种球头铣刀三轴数控铣削的微观几何仿真算法。该算法鲁棒性好、适用范围广,不仅能高效而准确地仿真铣削表面形貌,而且能准确提供切屑的轮廓,为建立精确的切削力预测模型提供了重要的几何参数。     

球头铣刀铣削球面的表面形貌建模与仿真研究

基于齐次坐标矩阵变换原理和矢量运算法则,建立了工件坐标系下球头铣刀扫掠面的数学模型,基于Z-MAP法设计了球形表面形貌的生成算法,利用该算法对球头铣刀分别采用3D环绕法和放射加工法这两种典型走刀路线加工凸球面,并对加工后的表面形貌进行了仿真,通过分析对比仿真结果,发现3D环绕法更有利于减小表面粗糙度。同时,仿真结果和试验结果具有较高的吻合度,表明该仿真方法是可靠的,可以用于实际生产中球头铣刀铣削球面表面形貌的预测。     

改进的球头铣刀加工表面形貌建模方法

为解决传统时间步形貌模型存在的刀刃微元尺寸和切削时间离散步长对工件网格尺寸依赖性强、计算效率低、计算精度差等问题,提出一种改进的时间步形貌模型.首先,基于5轴铣削加工中刀具与工件之间的相对运动关系,运用齐次坐标变换原理建立刀刃扫掠面方程.其次,基于刀具不同倾斜角时与工件的接触关系,建立了切入刀刃模型.然后,根据刀刃微元...     

自由曲面数控加工表面形貌仿真

建立了整体式螺旋刃球头立铣刀和可转位式球头立铣刀的几何刃线模型。基于自由曲面方程,由矩阵运算得出刃线运动包络面,对球头铣刀加工的表面形貌进行了建模和仿真。结果表明:加工平面时,刀轴摆角的选择对表面形貌影响较大;而加工自由曲面时,刀轴摆角的变化对表面形貌影响不大。     

球头铣刀曲面加工铣削力建模与仿真分析

在曲面铣削过程中,由于工件外形复杂,刀具位姿多变,使球头铣刀铣削力模型的建立较为困难。本文在考虑工件表面几何特征和刀具位姿变化的基础上,通过解析法确定了刀-工切削接触区域的边界条件,利用空间坐标旋转变换得到了适用于复杂曲面加工的五轴球头铣刀铣削力模型,对铣削力模型进行仿真并通过试验验证了模型的有效性。     

基于BP神经网络的球头铣刀铣削力建模与仿真

将BP神经网络的理论和算法应用于球头刀具铣削力建模的研究中.采用LM算法建立了铣削力预测的神经网络模型,模型中考虑了影响铣削力的加工参数,选取铣削力试验数据对神经网络模型进行训练,用训练好的神经网络模型对铣削力进行仿真.仿真结果表明,用BP神经网络方法建立的铣削力模型能够对铣削力进行准确的预测.     

考虑刀具变形的球头铣刀铣削力建模与仿真

提出了准确识别参与切削的切削刃段的实体造型方法；基于铣削力与切削负载之间的经验关系，建立了三分量的球头铣刀铣削力模型；通过将刀具简化为一个悬臂梁结构，给出了刀具变形计算公式；从刀具变形对刀齿切削路径影响的几何关系出发，推导了三维进给运动下的瞬时切厚表达式。在此基础上，开发了完整的球头铣刀三轴铣削过程铣削力仿真系统。仿真计算和试验结果表明了模型及算法的正确性。     

球头铣刀高速铣削玻壳屏凸模表面粗糙度研究

通过用球头铣刀在屏凸模型面做切削试验,研究高速铣削时切削速度、进给量及其它因素对工件表面粗糙度的影响规律,获得了高速铣削屏凸模型面所需的优化切削参数,保证了表面加工精度,提高了加工效率。     

再生振动和刀具偏心对立铣加工精度综合影响的研究

基于再生振动和刀具偏心对立铣加工过程的影响,建立了改进的动态切削力和切削厚度的非线性数学模型;利用计算机仿真技术,定量分析了上述因素对铣削加工振动和工件三维表面形貌的综合影响。结果表明:考虑再生振动和刀具偏心的综合影响,可使铣削振动的预测精度较未考虑这两个因素时平均提高20%以上,使加工振动状态更接近实际加工情况。     

球头铣刀切削力计算机预报模型的数值仿真

借助建立的铣刀切削力、扭矩和切削功率的计算机预报模型 ,对平前刀面球头铣刀的切削性能进行了数值仿真研究 ;通过分析各种切削参数对切削性能的影响规律 ,获得了不同切削条件下球头铣刀切削力和扭矩的特征和变化趋势     

自由切削阶梯端铣刀铣削力试验研究

在传统阶梯端铣刀大平面铣削加工中,能采用较大的切削深度、进给速度和较高的铣削速度以提高铣削效率,但切削深度不能大于刀片边长的2/3,刀具耐用度和生产率较低。本文介绍了一种自由切削阶梯端铣刀的基本理论,每齿进给量和切削深度较大,能有效提高加工效率。通过铣削力试验,证明该自由切削阶梯端铣刀的铣削力比传统端铣刀低30%以上,刀具耐用度提高。     

S形刃球头立铣刀的数学模型

建立了S形刃球头立铣刀内前刀面、外前刀面及螺旋后刀面、平面后刀面的数学模型。该模型的建立为球头立铣刀刃磨参数选择及刃磨装置设计具有重要的作用。     

大型球磨机端盖铸造工艺计算机模拟

选用 Solidworks软件生成铸件的三雏实体模型,用华铸CAE软件对球磨机端盖凝固过程进行模拟.结果表明:初始工艺中在两圈冒口中间部分及轴径处出现了显微疏松,原因是冷铁激冷度不够;利用计算机辅助技术对铸造工艺是否合理做出正确判断,克服了传统工艺设计的缺点,提高了工艺设计质量.     

摆线铣削奥氏体不锈钢试验研究

作为难加工材料,奥氏体不锈钢机械加工性能较差,为了提高其加工效率,本文采用两种来自不同厂家的铣刀,基于往复式斜坡切入铣削方式、普通直槽铣削方式和摆线铣削方式对奥氏体不锈钢进行试验研究,结果表明:在考察的三种铣削方式中,摆线铣削方式能有效提高奥氏体不锈钢的加工效率。     

基于ANSYS球头铣刀建模与静力、模态分析

为有效提高球头铣刀的动态性能并优化其结构,运用CATIA构建球头铣刀的三维实体模型,运用ANSYS有限元分析软件对球头铣刀进行静力分析和模态分析,分析结果表明,所建立的铣削力模型可以实现对球头铣刀铣削力和变形量的准确预报,为球头铣刀设计优化提供科学依据.