基于STEP-NC的零件可加工性评价指标体系研究

为了实现基于STEP-NC的零件加工程序可加工性评价,提出了一种面向STEP-NC的数控加工零件可加工性评价指标体系。在建立机床资源信息模型的基础上,分别以零件装夹性、机床性能、刀具资源、辅助功能等四个方面对零件在特定机床上的可加工性进行评价。使用Visual C#平台开发了零件可加工性评价系统,实现了STEP-NC信息提取及可加工性评价算法。     

采用有向图法评价陶瓷材料的可加工性

提出了一种陶瓷材料可加工性综合评价的新方法——有向图法，并制备出六种不同CePO4含量的Ce-ZrO2／CePO4复合陶瓷材料，进行了可加工性评价和钻削加工试验。结果表明：对材料的可加工性评价排序结果与试验结果吻合，该方法可用于陶瓷材料可加工性的评价。     

工件材料可切削加工性评价的图示法研究

在分析影响工件材料切削加工性的主要因素的基础上,提出了用图示法直观地描述和评价工件材料的切削加工性的新的表达方法。该切削加工性图与工件材料的机械性能和物理性能直接关联,图上5根轴分别代表了材料的5种物理机械性能。在对材料的性能量化的基础上,通过和参考材料性能的比较,得到其他材料的切削加工性图。该切削加工性图可以帮助工程技术人员了解材料在切削过程中的表现,通过比较不同材料的切削加工性图,在新材料或未知材料的切削加工过程中指导选择切削刀具、切削参数及其他切削条件。     

STEP-NC数控程序的信息表达与提取方法研究

首先分析了产品模型数据交换标准-数控程序的格式和数据组织结构,对其信息模型进行了分类研究,提出了基本的处理原则和方法。进一步分析和研究了几何描述信息和制造工艺信息模型及信息提取问题,给出了利用STIX库函数提取制造特征以及工艺信息的基本方法和步骤。基于上述方法实现了一个基本的产品模型数据交换标准-数控程序解释器。实际运行表明,该解释器可以有效地解释产品模型数据交换标准-数控程序。     

基于特征的工件可加工性几何分析方法

对基于加工特征表示的工件模型进行串化处理,形成工件的基于加工特征表示的工件串,并令其与现有的串行加工工艺过程进行可加工性比较,通过判断两者对应子项（工件特征与加工操作）的加工兼容性,来判断现有工艺过程是否能够加工新引入的工件。     

基于有限元分析的搅拌桨可加工性的研究

阐述利用有限元分析的方法,分析加工时搅拌桨的振动模态和变形,可以确定桨叶的薄弱部位,以此为依据设计合理的支撑夹具,在铣削力不变的前提下,保证桨叶的加工精度和加工效率.     

基于模型的推理技术在汽车覆盖件冲压可加工性分析中的应用

提出采用基于模型的推理技术实现汽车覆盖件冲压可加工性的自动分析，研究了产品几何模型的层次表示、产品冲压可加工性知识的归纳、面向对象的工艺知识表示、通过消息驱动实现工艺知识与产品模型的集成推理。以某汽车前翼子板为例，阐述了详细的实现过程。利用所提出的技术，基于U—nigraphics软件平台，开发了汽车覆盖件冲压可加工性分析模块。给出了模块的具体运行实例。     

可加工陶瓷材料可加工性的模糊综合评判

以陶瓷材料的物理、力学性能为依据,应用模糊数学中的模糊综合评判原理,建立了陶瓷材料可加工性的模糊综合评判模型,提出了一种对陶瓷材料可加工性进行综合评判的新方法。根据提出的评判方法,对几种可加工陶瓷材料的可加工性进行评价,结果表明,该方法是可行的,而且易于运用计算机来处理,具有较高的效率和准确性。     

Machining Line Planner输出STEP-NC数控程序的研究

介绍了STEP-NC的概念、数据模型及其结构特点,然后通过对比MLP(Machining Line Planner)和STEP-NC数控程序对特征和操作的不同定义方法,分析了在MLP中特征及加工工艺与STEP-NC的对应关系,探讨了在MLP中实现输出STEP-NC格式的零件加工程序的方法。     

基于三维矢量的切削加工性综合评价方法研究

基于三维空间矢量,提出了多维切削加工性综合评价模型,并在此基础上建立了通用性三因素评价模型,可以快捷、简便地对材料切削加工性进行定性及定量表征,有利于指导并优化切削加工工艺及切削加工参数的选择。     

面向可制造性评价的虚拟制造资源建模

虚拟制造是一种新的制造模式，可制造性评价是其关键技术之一，在虚拟制造中进行合理有效的可制造性评价具有重要意义。可制造性评价是与制造资源密切相关的，脱离具体的制造资源环境进行的可制造性评价没有任何意义。利用模糊分组技术和面向对象技术，建立了制造资源的功能单元和设备工艺能力双层模型，为后续的可制造性评价和成本评估提供信息支持。     

数控机床进给系统时变特性建模与分析

在数控机床高速运动过程中,由于进给系统速度、加速度的变化,使得丝杠传动系统的固有参数如等效刚度、等效阻尼值发生变化,产生伺服动态误差,进而影响传动系统的动态性能和精度。为获得机床进给传动系统的时变特性模型,首先对其进给系统进行动力学物理模型等效,采用集中参数法和控制理论建立其进给轴伺服模型。基于赫兹接触理论、铁木辛柯梁模型、能量耗散法给出了系统刚度、阻尼的理论计算模型,结合机床进给轴伺服模型,提出了五轴卧式加工中心的时变特性进给轴建模方法。通过给定正弦输入信号,利用MATLAB中Simulink模块仿真得到了时变特性下的进给轴输出值,并与传统伺服系统的输出值进行了对比分析。最后利用球杆仪进行了不同进给速度情况下的联动实验,验证了该模型的准确性。     

基于Simulink的数控机床高阶伺服系统的建模与仿真

针对高精度数控机床的要求,建立了数控机床进给伺服系统的高阶模型,提出了一种基于Matlab/Simulink动态仿真平台的数控机床伺服系统动态性能的仿真方法,它能更精确更方便地了解高阶系统的时域和频域特性,以及多参数变化对系统性能的影响.     

数控机床的在线加工技术

介绍了不同情况下数控机床在线加工技术的实现方法,从而解决数控机床ＮＣ程序和ＣＡＤ／ＣＡＭ程序在线传输问题。     

数控机床可编程冷却

冷却是延长刀具寿命、保证加工精度、防止屑沫飞扬的重要措施.为了达到最佳的冷却效果,应尽可能使冷却液浇注在刃具与被加工体的接触面.物体在加工过程中所使用的刀具情况复杂、长短不一,传统的做法是用多喷头、多方位对工件与刀具进行冷却.尽管如此也保证不了每把刀具在加工过程中都能得到良好的冷却保护.此外多路冷却液的使用可导致流量不稳,或大或小.因此专家提出了"可编程冷却"的概念,即机床在加工过程中,对所使用的每把刀具量身定做了冷却液的浇注轨迹,不同的刀具指定不同的冷却轨迹,从而取得最佳冷却效果.1可编程冷却分析多数人关注冷却,只是关注对工件与刀具的冷却.但从一个机床产品来讲,可编程冷却应是对机床整个冷却系统的可编程控制,包括:对工件与刀具的冷却、对铁屑的冲洗、对管路的保护等.     

五轴数控机床万能主轴头空间误差建模研究

五轴机床万能主轴头空间误差建模的传统方法采用齐次变换矩阵(HTM)进行运算,计算过程复杂,物理意义很难理解。提出了一种主轴头空间误差的简化建模方法。综合考虑了主轴头两个旋转轴的运动误差和刀具热误差对主轴头空间精度造成的影响。优化了机床运动坐标系设置,从而降低了空间误差模型的复杂性。基于刚体运动学原理,描述了主轴头的运动误差传递关系。结合实例,推导出了主轴头空间误差的数学表达式,其建模过程简单,物理意义明确。     

数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法

机床能量消耗过程的评估和分析是机床能效优化研究的基础。现有研究提出的机床能耗模型主要是静态能耗模型,少数对机床动态性能耗的研究又主要集中在机床运行状态的动态性的建模,缺乏对机床能量源特别是数控机床多能量源的动态性能耗的研究。针对数控机床能量源多、加工任务及加工参数动态变化等特点,提出了一种数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法。对数控机床能耗过程的动态性进行分析;在此基础上,结合面向对象着色赋时Petri网(Colored timed object-oriented Petri net,CTOPN)和虚拟部件方法建立数控机床多能量源动态能耗模型,其中CTOPN模型用于描述数控机床能耗过程机床和多能量源运行状态的动态特性,虚拟部件方法用于描述数控机床多能量源受加工参数影响的动态特性;通过CTOPN中"变迁"蕴含的信息来驱动虚拟部件模型实现对数控机床多能量源的动态能耗特性的建模。案例分析结果证明了该方法的可行性,上述模型可为数控机床动态能耗的预测、综合的能耗特性分析以及定量的能耗影响因素分析提供一种基础支持,具有较广阔的应用前景。     

面向STEP-NC的数控加工CAPP系统研究

CAPP系统开发和应用过程中最大的缺点是与CAD、CAPP和CAM信息系统集成的困难，在上游需要针对不同的CAD系统设计专门的信息提取模块，在下游，CAM则不能利用全部的产品工艺信息。STEP—NC标准作为新一代数控标准，继承了STEP标准中的产品信息，同时具有开放性。可以作为CAD／CAPP／CAM／CNC集成的桥梁。利用STEP—NC面向特征和面向对象的特点，直接从STEP中性文件提取产品信息，建立各制造特征的加工工步，就可以建立相应的CAPP系统。系统的输出将以STEP—NC中性文件形式存在，便于后续CAM和CNC系统的调用，从而达到CAD／CAPP／CAM／CNC信息集成的目的。     

STEP-NC程序解释器的设计与实现

在对STEP-NC与G/M代码进行比较的基础上,详细地阐述了STEP-NC程序结构、特征以及其在CNC系统中应用和地位.深入探讨了STEP-NC程序解释器功能、数据存储结构及其算法,并用流程图详细地描述了整个程序解释的过程.     

浅析数控机床精度再生技术

数控机床精度的高低是衡量机床的一项重要指标,长期保持甚至提高数控机床的运行精度,对保证生产质量具有重要的意义.以数控机床精度可再生为研究目标,以误差补偿技术为研究基础,详细阐述了刀具补偿和插补算法在数控机床误差补偿中的作用,在此基础之上,分析融入几何误差补偿功能的数控系统实现相关技术.