圆环面刀具五坐标数控加工复杂曲面刀位算法分析

对圆环面刀具五坐标数控加工复杂曲面编程方法进行了综述 ,指出大多数算法仍采用仅适用于点接触加工的以局部微分几何为基础的刀位算法。本文证明了这些算法的缺陷 ,提出了一种针对圆环面刀具的五坐标数控宽行加工复杂曲面的刀位计算的思想。     

圆环面刀具五坐标数控加工复杂曲面刀位图形显示

针对圆环面刀具的特点,提出了两种新的几何变换-环面旋转变换和环面展开变换,在此基础上给出了一系列圆环面刀具五坐标数控加工复杂曲面的计算机图形仿真显示法,应用这些显示方法能模拟显示出曲面加工过程。     

圆环面刀具五坐标数复杂曲面刀位算法分析

对圆环面刀具五坐标数控加工复杂曲面编程方法进行了综述，指出大多数算法仍采用仅适用于点接触加工的以局部微分几何为基础的刀位算法。本文证明了这些算法的缺陷，提出了一种针对圆环面刀具的五坐标数控宽行加工复杂曲面的刀位计算的思想。     

圆环面刀具五坐标数控加工旋转切触刀位算法

针对圆环面刀具加工开阔自由凹曲面,提出一种新的五坐标旋转切触刀位算法。算法来自于传统多点切触加工的逆向思考,首先确定刀具在工件曲面等距面上局部坐标系中的初始位置,然后优化调整刀具的后跟角和侧偏角,使刀具表面和工件曲面在不发生局部过切的前提下在最小主曲率方向两侧实现两点切触。与传统的多点刀位算法根据两个切触点来计算刀位不同,旋转切触刀位算法通过刀具的后跟角和侧偏角来确定最优刀位,而刀具表面和工件曲面之间的两个切触点则不需要求出。实例计算和加工仿真表明,旋转切触刀位算法不仅能够有效地产生无局部过切的多点刀位,从而不需要额外的局部过切检测及修正过程,而且在相同的加工误差下其产生的加工带宽约为UG算法的两倍,加工效率得到明显提高。     

复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法

提出了复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法。该算法在保证刀具不与被加工曲面发生干涉的基础上 ,使得刀具扫描面与被加工曲面在刀触点处切平面上每个方向的曲率相匹配 ,由此规划的等残留高度刀具轨迹能改善曲面加工精度和加工效率     

五轴数控加工中多刀加工自由曲面的刀具选择

针对自由曲面的五轴数控加工，提出一种新的刀具选择方法，此算法可以自动地选择出最优刀具组合，每个刀具对应一个或多个特定的加工区域。多刀具组合的加工方法既可以保证加工曲面的精确性，又可以实现大刀具的高效加工。此外，还提出了种五轴教控加工时间的近似算法，通过对比用刀具组合加工时间和单个刀具加工时间，从而证明了该方法的有效性。     

五坐标数控加工曲面的加工步长计算

讨论了在五坐标数控机床上加工曲面时刀具走刀步长和切削带步长与加工误差的关系并推导了计算公式。     

四坐标精密加工大型曲面中的刀位优化

对传统刀位算法进行了分析，指出基于局域微分几何技术的算法具有无法避免理论误差和优化不完整等缺陷，并且只能用于五坐标加工；指出广域曲率吻合原则是广域刀位算法应遵循的基本原则，具有较强的工程实用价值；介绍了基于该原则的最短距离线法，并给出了完整的流程，针对较少研究的四坐标加工进行了具体编程计算和实际加工实验。通过与常用算法的对比，证明了算法的有效性和优越性。     

环形刀五轴数控加工刀具路径生成算法

将微分几何理论应用于环形刀五轴加工无干涉刀具路径生成方法的研究,分别推导出刀触点处刀具曲面和工件曲面曲率分布方程,结合这两个方程,进行进给步长、加工行距以及相邻刀触点等的计算并建立判断有无干涉发生的条件,利用该条件对刀具姿态角进行修正以避免干涉.对实际曲面进行路径计算结果表明,提出的方法能有效避免干涉而且缩短加工路径长度.     

用五坐标数控磨床加工特种回转面刀具

研究了在五坐标专用数控工具磨床上加工特种回转面刀具的精确理论,导出了工艺系统运动函数非线性方程组,刀槽前后刀面是在一次走刀中同时形成,并保证等法向前角。     

曲面5轴加工中全局干涉检查与刀位修正

提出了一种求解曲面到刀具极值距离的方法,以解决曲面5轴数控加工中刀具与曲面的干涉问题。将曲面上的点投影到刀轴上,求出曲面到刀轴的最小距离,直接计算出刀具与曲面的干涉量,并对干涉刀位进行了修正,成功地解决了曲面与刀具的全局干涉问题。实际应用表明,该方法效率高、精度高。     

基于三角网格曲面模型的刀位轨迹计算方法

离散三角网格模型在CAD/CAM中应用很广,但针对该模型的刀位轨迹自动生成算法并不多见。在正确重建网格模型的拓扑关系基础上,给出了新的曲面几何特性分析方法,并提出了具有特色的精确的刀位轨迹计算方法,克服了直接由网格模型求交计算刀位方式存在的精度问题。测试结果显示,该方法简捷、可靠,能够达到实用化要求,并显著提高了刀位计算精度和加工效果。     

基于MODM模型的曲面NC加工刀轨行距计算

提出基于MODM的曲面NC加工刀轨行距计算理论与方法。针对新的刀轨行距换算原理提出确定基本单元行距换算系数的方法,把对相邻刀轨间的相关区域整体性质的考察转化为对有限个基本单元行距换算系数的考察,消除了现有方法中的采样特征,提高了对残余高度控制的可靠性,使计算过程得到简化。另外还设计了一个递归优化过程以减少刀轨生成数量,提高加工效率。     

INTERFERENCE-FREE TOOL POSTURE GENERATION FOR 5-AXIS NC MILLING FREE-FORM SURFACES WITH CYLINDRICAL MILL

The 5-axis NC machining offers the potential of efficient and accurate machining. However, the present CAM system for 5-axis control is still an unsolved problem due to interference between tool and surrounding objects. A new method is presented. There are two steps in this procedure. First, it detects the interference by calculating the shortest distance between the tool-axis and the surrounding surfaces. Then upon the maximum gouging, the interference-free tool posture for 5-axis NC cylindrical milling free-form surfaces is obtained by adjusting tool. The validity of the proposed method has been confirmed by machining an impeller.     

基于五坐标数控圆柱形刀具线接触加工自由曲面的几何学原理

从微分几何学的角度,探讨了在五坐标数控机床上采用圆柱形刀具线接触加工自由曲面的几何学原理,分析了刀具面与被加工曲面二阶密切的条件。通过对二次型半正定的判别,求得了刀具轴线的位置,给出了点邻域内三阶离差的计算公式,证明了圆柱形刀具与被加工曲面的密切条件等价于刀具轴线与被加工曲面的等距面的密切条件,通过实例验证了所提方法的正确性。     

广域曲率吻合原则与复杂曲面数控加工的全面优化

按广域曲率吻合原则考察刀具与工件曲面的接触状态，并在深入分析工件曲面特性的基础上，选择优化的加工方法、优化的刀具形状及参数、优化的走刀方案规划、优化的刀位等，使复杂曲面数控加工做到全面优化。最后对两篇文献的实例进行分析并加以优化。