采用分区法提高数控三坐标曲线投影加工的精度

零件加工后表面残留高度不均匀的现象一直是数控曲面加工中亟待解决的问题之一．本文分析了数控三坐标曲面加工行距计算公式，得出了曲面数控投影加工行距与曲率半径的关系．结果表明，曲面曲率半径和曲面截面线加工点处斜率参数对基于CAD／CAM的复杂曲面数控三坐标投影加工误差十分敏感，斜率大的区域因原有走刀行距的过度拉伸而产生严重的欠切现象，使被加工曲面出现明显的残留面．针对这一情况，提出了一种刀具轨迹密化的方——分区域投影加工，该方法的特点是对曲面截面线加工点处斜率参数和曲面曲率半径小的区域．减小行距，并进行刀具轨迹编辑，从而使刀具轨迹的刀位达到密化，改善了残留高度的不均匀状况，提高了曲面加工精度．     

采用分区法提高数控三坐标曲面投影加工的精度

零件加工后表面残留高度不均匀的现象一直是数控曲面加工中亟待解决的问题之一.本文分析了数控三坐标曲面加工行距计算公式,得出了曲面数控投影加工行距与曲率半径的关系.结果表明,曲面曲率半径和曲面截面线加工点处斜率参数对基于CAD/CAM的复杂曲面数控三坐标投影加工误差十分敏感.斜率大的区域因原有走刀行距的过度拉伸而产生严重的欠切现象,使被加工曲面出现明显的残留面.针对这一情况,提出了一种刀具轨迹密化的方--分区域投影加工.该方法的特点是对曲面截面线加工点处斜率参数和曲面曲率半径小的区域,减小行距,并进行刀具轨迹编辑,从而使刀具轨迹的刀位达到密化,改善了残留高度的不均匀状况,提高了曲面加工精度.     

基于Zmap网格三轴加工无干涉刀具轨迹的加速算法

介绍和扩大了数控加工中的刀位面和保护面的概念,研究和实现了一种基于曲面离散生成三轴加工无干涉刀具轨迹的算法。通过Zmap网格节点的竖直线与三角片的刀位面和保护面求交并取z值最大的交点即为无干涉刀位点,采用双节点插值方法解决了生成刀具轨迹时因参考走刀步长不合适而产生的运动过切问题。该算法完全采用几何求交运算,过程简洁且精确度高,但需处理的数据点较多、运算量大,为此提出了几种生成轨迹的加速方法。     

曲面匹配方法在刀具加工轨迹优化中的应用

为减小非可展直纹面侧铣过程中产生的原理误差，提出一种新的刀具加工轨迹优化方法，将曲面匹配方法应用于初始刀具加工轨迹的优化过程，并使用序列二次规划算法求解曲面匹配问题。首先，采用现有的刀具加工轨迹生成方法得到刀轴轨迹曲面；其次，对刀轴轨迹曲面进行法向偏移得到对应的刀具加工包络面并进行原理误差计算，使用基于序列二次规划算法的曲面匹配方法对加工包络面与设计曲面进行曲面逼近，得到空间变换矩阵；再次，通过空间变换和法向偏移，得到优化后的刀轴轨迹曲面及其对应的刀具加工包络面，以及对应的优化刀具加工轨迹及加工误差分布数据；最后，使用MATLAB进行仿真，并与基于最小二乘法的曲面匹配方法进行对比验证。仿真结果表明该优化方法有效地减小了初始刀具加工轨迹产生的原理误差，这说明提出的方法能够用于减小非可展直纹面侧铣加工时产生的原理误差。研究成果为提高非可展直纹面侧铣的精度提供了新的技术支持。     

曲面映射法生成等残留环切加工刀具轨迹

在数控加工中，对组合曲面的高速加工变得越来越重要。高速加工是一种高质量和高效率的制造技术，但是传统的刀具轨迹生成方法并不能满足高速加工的需要。曲面映射法是依据加工后零件表面材料余量呈现“等残留高度”的要求，设计的一种生成空间等距环切加工刀具轨迹的新方法。该方法巧妙地将三维曲面简化为二维平面进行处理，避免了对曲面的复杂计算，解决了用投影法不能处理竖直面或曲面竖直区域的问题。     

非O°前角成形刀具齿形角与齿厚的测量

使用非0°前角成形刀具切削加工时,工件上所形成的齿形角并非刀具前刀面齿形角的复现,由切削原理可知,它等于后者(前刀面齿形角) 在基面上的投影即投影齿形角。因此,测量与控制非0°成形刀具的齿形角、齿厚等参数应当在前刀面的投影面上进行。而且图纸上所要求的理论齿形角、齿厚参数其实也就是指该面上的参数而言。     

进给系统刚度对内球面车削的误差影响研究

针对目前半闭环车床加工内球面精度低、误差大的现状,研究进给系统刚度对加工误差的影响并提高内球面的加工精度.利用赫兹接触理论对进给系统刚度进行分析,建立了刚度的数学模型．分析了半闭环车床加工内球面的工艺过程,并推导了切削曲面过程中进给系统受力状况,给出了误差表达式．通过对加工误差模型的仿真研究,结果表明进给系统刚度所产生的加工误差与刀位点和母线圆弧形状有关,所产生的误差可通过增发运动脉冲补偿．提出了一种引进补偿机制的插补运算方法,为提高内球面加工精度提供了理论上的指导．     

基于变间距螺旋线的计算机控制抛光轨迹规划

目的 改善抛光轨迹以获得更好的加工精度。方法 分析计算机控制抛光中常使用的阿基米德螺旋线轨迹,发现使用该方法加工回转曲面时,由于投影行距变化,导致轨迹间去除区域的接触情况变化较大,将影响抛光后的表面质量。为此引入面积重叠率这一概念,以量化分析去除区域的接触面积变化情况,同时提出一种变间距的螺旋线轨迹规划方法,该方法可确保加工轨迹产生的去除区域均匀一致。结果 分别采用2种螺旋线轨迹规划方法对同一初始表面（面形误差为峰谷值Epv=9.04 µm,均方根值Erms=0.6228 µm）进行仿真加工,采用变间距螺旋线所得抛光后面形误差为Epv=2.15 µm,Erms=0.018 µm,而采用阿基米德螺旋线所得抛光后面形误差为Epv=3.47 µm,Erms=0.036 µm。结论 仿真结果表明,采用变间距螺旋线轨迹抛光后的表面质量相比阿基米德螺旋线轨迹有较大的提高。     

刀尖圆弧半径加工误差解决方法探索

当实际车刀刀尖非理想点而是圆弧时,在加工圆锥和圆弧表面会产生过切削或欠切削的加工误差问题,本文根据不同功能的数控系统,介绍利用数控系统刀尖圆弧半径补偿功能及编程过程中计算刀位点坐标这两种方法解决加工误差进行探索。     

车铣加工UG-CAM 制造技术研究与应用

应用TCL(Tool Command Language)开发了车铣加工中心BUNMOTECS192FT后处理模块,实现了该机床刀具中心点B轴随动的高级功能,利用UG-CAM数控编程技术,使用平头立铣刀,在车铣加工中心进行C、X、Y轴联动,完成了零件曲面加工刀轨设计,解决了T型铣刀加工曲面环槽干涉问题,通过将平头立铣刀轴与曲面法线倾斜一定角度,避开平头立铣刀底齿中心切削,达到零件精度要求。     

加工中心加工工时的研究

加工工时是产品成本核算的重要一个环节,是对于加工中心的加工程序优否判别标准,也是优化的前提,通过对各个G代码的分析,择取消耗时间的G指令进行分析,为计算机辅助计算建立数学模型。     

Three-dimensional profile curve machining on three-axis machines

Presented in this paper is a tool path generation procedure for three-dimensional profile curve machining on three-axis machines, which is essential for making dies of automotive press panels. While sculptured surface machining has received a significant amount of attention, there has been very little work on profile curve machining. The most distinctive feature of profile curve machining is that the machine operator determines the exact cutter radius at the stage of numerical control (NC) machining. For this reason, profile curve machining usually makes use of the cutter radius compensation functionality of an NC controller. In this paper, four technological requirements for the profile curve machining are identified: (1) maintaining a constant machining width; (2) avoiding controller alarms; (3) avoiding unbalanced cutter wear; and (4) retaining down-milling. To satisfy these requirements, a tool path generation procedure is proposed, implemented and tested.     

The Analysis of the Combined Territorial Machining and Contour Line Machining Based on the CAXA Manufacturing Engineer 2004

This paper introduces the rough machining of territorial machining and contour line machining based on the CAXA manufacturing engineer 2004,and gives an analysis of the combined machining of territorial machining and contour line machining. Finally,it proves the superiority of the combined machining by the example of high speed machining of an aluminium alloy lamina part.     

烧结NdFeB永磁材料力学性能及超声波加工的研究

对烧结NdFeB永磁材料力学性能进行了试验研究,并对其进行了超声波加工试验,试验结果表明了超声波加工的可行性.找寻了加工参数对加工效果的影响规律,建立起两者之间的关系.实验结果对实际生产具有一定的指导意义.     

为防止粗加工过切的自动倒内圆角功能的研究与实现

在数控加工过程中,粗加工刀具经常能加工到精加工刀具加工不到的地方,这就会在模型表面留下切痕,影响模型的加工质量.为了解决这一问题,本文提出了一种能自动在加工模型的凹角处生成倒角面的方法.使用该方法生成的倒角面,可以防止粗加工刀具加工到精加工刀具所不能加工到的地方.这样就能有效的对模型进行保护,避免切痕的出现.     

阴极侧壁绝缘对微孔电化学加工精度的影响

在微孔电化学加工中,阴极侧壁区域的工件阳极溶解极易导致加工锥度的产生.为了提高阳极溶解的定域性,采用阴极侧壁绝缘电极进行微孔电化学加工的实验研究.采用直径80～100μm的侧壁绝缘阴极,在0.5mm厚度的不锈钢板（1Cr18Ni9Ti）上加工出一系列微孔.结果表明,阴极侧壁绝缘可以很好地减少加工锥度,从而提高微孔电化学加工精度.此外,减小脉冲宽度及加工电流密度、降低电解液浓度也有益于加工精度的改善.     

非圆节曲线的齿轮仿真加工

采用计算机辅助设计的方法,动态模拟非圆节曲线齿轮的加工,为实际生产提供指导.依据刀具齿廓的渐开线方程,建立了齿轮加工刀具的数学模型.推导出加工非圆齿轮时,刀具齿廓上任意点的运动轨迹方程,并以VC为工具开发了加工模拟系统,实现了多参数可变情况下非圆齿轮加工过程的动态仿真.该系统可直接观察到刀具的运动轨迹及齿轮的加工结果,通过节线的比较可以判定齿轮的可加工性.     

Prediction of toolpath redundancy for NC machining of free-form surfaces based on automatic recognition of steep-wall features

The degree of toolpath redundancy is a critical concern when looking for an appropriate toolpath strategy for free-form surface machining. Hence, quantitative analysis of toolpath redundancy is important to CAM applications. In this work, a novel approach for prediction of toolpath redundancy for free-form surface machining is proposed. Firstly, a general mathematical model to represent toolpath redundancy rate is proposed based on the analysis of local toolpath intervals and their difference from the optimal values. And then, taking the most widely used iso-planar machining as case study, the steep-wall features that bring in the variation of surface slope rates alone machining strips are identified as the main cause of the generation of toolpath redundancy, so a method to automatic recognising steep-wall features from free-form surface is developed. At last, based on the steep-wall feature segmentation, an algorithm is presented to quantitatively predict the toolpath redundancy rate for free-form surface machining. A comparison study is made between the predicted redundancy rates and the experimental results by a number of case studies. The results have validated that the proposed approach can effectively predict the redundancy rate for a surface machining case before the real toolpaths to be generated.     

水射流特种加工技术应用

高速水射流特种加工是利用具有很高动能的高速（超音速）水射流束来冲蚀材料，从而实现材料切削，属于高能束加工范畴，是一种可与激光、等离子体、电子束加工方法媲美的新型切割加工工具。水射流具有介质成本低、清洁、环境友好，而且对被加工材料无热损伤（被切割材料温度小于100℃）等优点，在许多材料的切割加工、表面处理中，水射流具有其独特的优越性。另一方面，水射流切割无（机械）接触，适应性好、切割表面精度高、切缝窄、材料损耗少、清洁无污染，配合数控执行机构可精确切割加工任意复杂形状工件。高速水射流尤其适用于高硬度、高脆性难加T材料、复合材料、钢筋混凝土、陶瓷、石材等的切割加工。