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。     

球头立铣刀铣削加工表面粗糙度仿真技术研究

铣削加工表面粗糙度的形成与铣刀和工件振动、主轴偏心、刀具磨损、刀具变形等物理和几何因素有关。多年来中外学者针对各种影响因素建立了“相对单一”的数学模型。这些数学模型只考虑了一种或两种影响因素,还没有建立起描述物理和几何变化过程的综合数学模型,为此对这些相关因素进行了深入研究,建立了基于球头立铣刀的铣削加工表面粗糙度仿真的整体数学模型。从而为虚拟数控加工仿真提供技术支撑。     

立铣刀端铣加工表面形貌仿真的研究

基于运动齐次坐标的变换矩阵和矢量运算法则,建立了立铣刀端铣加工过程中刀齿的运动轨迹方程,给出了立铣刀端铣加工所产生表面形貌的仿真算法,并基于MATLAB开发了表面形貌仿真系统。基于仿真系统研究了进给量对表面形貌的影响规律,为进给量的选择提供了理论依据。     

立铣刀周铣加工表面形貌仿真的研究

基于运动齐次坐标的变换矩阵和矢量运算法则,建立了立铣刀周铣加工过程中刀齿的运动轨迹方程,给出了立铣刀周铣加工所产生表面形貌的仿真算法,并基于MATLAB开发了表面形貌仿真系统。通过试验和仿真结果对比,说明了该系统是可靠的。并基于仿真系统研究了铣削方式和进给量对表面形貌的影响情况,仿真结果表明铣削表面粗糙度随着进给量的增加而增大,但是顺铣表面质量高于逆铣表面。这进一步说明了该系统具有较高的可信性,因此,仿真结果可以为实际加工提供切实参考。     

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。     

超精密加工的三维表面形貌预测

描述并建立了仿真超精密加工的三维表面形貌模型。三维表面形貌模型由切削参数,刀具几何形状及刀具与工件的相对运动来表征,通过将预测的表面粗糙度轮廓线性映射到网格 面元上来生成已加工表面的形貌,实际的加工和测量实验表明,仿真的三维表面形貌和由激光干涉形貌仪测量得到的三维形貌具有很好的相似性。该模型可用来确定如刀具切削运动的迹线,表面波度等表面特征。     

基于五轴数控磨床的球头立铣刀后刀面加工算法的研究

提出了一种基于五轴数控磨床的球头立铣刀后刀面加工算法.为获得高精度后刀面加工算法,首先要对球头立铣刀进行数学建模,将各个加工部位参数化.每一个加工部位都可以建立各自的局部坐标系,依据数学模型得到砂轮和棒料在此局部坐标系中的相对位置和局部坐标,据此局部坐标计算得出加工所需要的NC代码.在上机加工之前对NC代码进行三维OpenGL仿真,算法就可以得到有效检验.     

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。     

球头立铣刀的数控刃磨加工

本文阐述了刀具“等螺旋角”的概念,介绍了采用六轴五联动数控万能工具磨床刃磨球头立铣刀的加工工艺及砂轮轨迹的计算。     

基于动力学响应的球头刀五轴铣削表面形貌仿真

针对自由曲面球头刀五轴铣削中刀具与工件复杂的位姿关系,利用球头铣削刃的三维次摆线轨迹,提出一种在工件表面等距离间隔缓存残留高度、在刀具端等时间间隔缓存振动响应的双缓存离散机制,分别实现五轴铣削中的名义加工表面形貌建模与系统动态响应轨迹仿真。在此基础上,以切削刃经过工件表面残留区域的时间信息为纽带,利用系统瞬时动态位移响应的插值信息对已加工表面法向残留高度进行修正,建立考虑铣削系统动力学响应的已加工表面形貌预测模型。以变切深、变转速、恒定的刀具倾角与每齿进给量所进行的验证试验表明,提出的球头刀五轴铣削表面形貌建模方法可有效预测颤振工况与稳定铣削工况的加工表面形貌与纹理特征。     

球头铣刀余摆线加工表面形貌的建模与仿真研究

余摆线铣削因切削力小、表面质量和生产率高,而广泛应用于高速加工中。球头铣刀因适应性好,且姿态可灵活调整,而成为多轴加工复杂表面的常用刀具。然而,球头铣刀齿形复杂,余摆线铣削的运动轨迹方向不断变化,工件的材料去除和表面形貌的创成过程异常复杂,传统方法建模困难。提出一种球头铣刀余摆线加工表面形貌的数值仿真方法,根据齐次坐标矩阵变换原理建立刀齿的运动轨迹方程,通过改进Z-MAP算法完成了加工表面形貌的仿真。该算法通过建立刀齿微元的随动矩形包围圈和瞬时扫掠四边形,使用角度累加法快速地获取刀齿微元在单位时间步长内扫掠到的工件网格点,根据多元函数的泰勒公式,用线性插值的方法求出该网格点的高度坐标。仿真结果表明球头铣刀余摆线铣削的表面形貌整体上优于普通直线铣削。试验结果表明,在垂直和倾斜加工条件下,球头铣刀余摆线铣削获得的表面形貌与仿真结果具有较高的一致性,说明所提出的方法可以预测球头铣刀余摆线的加工表面形貌。     

虚拟数控加工中球头立铣刀三维显示技术研究

在现有的数控仿真软件中,球头铣刀常被简化为圆柱体,虽然能够模拟加工路线,验证NC代码的正确性,但模型的几何信息不能被瞬时提取,也不能被物理仿真所利用。针对上述缺点,建立了球头立铣刀螺旋线方程,利用VC++和OpenGL建立了支持参数库的球头立铣刀几何模型。     

基于加工仿真的立铣刀三维参数化设计

基于CATIA软件平台进行二次开发,开发出基于加工仿真的高速立铣刀三维参数化设计的CAD软件系统。设计人员输入立铣刀的使用参数和主要结构参数,根据系统的数据库和相关程序自动生成立铣刀的三维CAD模型以及加工立铣刀的砂轮刀位轨迹及NC代码,调用VERICUT软件进行立铣刀磨削加工仿真,从而保证立铣刀参数化设计的三维模型的可加工性,保证刀具设计的质量和缩短刀具设计和制造周期。     

球头立铣刀端刃前刀面的刃磨仿真

以Solidworks为开发平台,对球头立铣刀端刃前刀面的刃磨过程进行仿真.建立了一套铣刀端刃前刀面的虚拟加工系统,通过刃磨参数优化,可实现端刃前刀面与周刃前刀面的光滑连接和良好的"S"刃形.模拟仿真发现端刃前刀面有一个很窄的刃带,分析了砂轮姿态对刃带宽度的影响.     

刀片系列化对可转位球头立铣刀加工精度的影响

在可转位球头立铣刀的设计中 ,为了减少刀片规格和利于刀片的标准化 ,要将理论上求得的刀片圆弧半径圆整成整数 ,本文分析和计算了由此而产生的加工表面形状误差     

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。     

五轴磨床加工球头立铣刀轨迹建模研究

根据现有的五轴数控磨床刃磨运动的特点,运用几何学与运动学原理,以正交螺旋型刃口曲线为基础,建立了砂轮加工球头立铣刀前刀面、后刀面的刀位轨迹模型,即包括砂轮中心与轴线矢量模型。该研究为实现在现有的磨床上加工或修磨球头立铣刀提供了理论基础,也为其他类似磨床进行刀具加工的研究提供参考。     

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。     

可转位球头立铣刀三维参数化CAD系统开发与研究

以VisualC++6·0为编程工具,SQLServer2000为数据库平台,SolidWorks2001为三维实体建模软件,开发和探讨了面向对象的可转位球头立铣刀三维参数化CAD系统。该系统可根据使用要求计算出刀体上刀片槽的空间位置与刀片的几何参数并输出可转位球头立铣刀的三维装配图及各零部件的三维实体图。