螺旋曲面数控加工的计算方法研究与应用

针对平面编程存在的不可消除的理论误差,对截面包络法数控加工螺旋面时刀触点和刀具运动轨迹的计算方法进行研究,提出了一种新的计算刀触点的“最小有向距离算法”,该算法不受初始点选取的限制,没有迭代收敛性问题,从理论上消除了加工误差,还可以推广到多轴联动数控机床。     

自由曲面数控加工走刀方向的优化研究

走刀方向对数控加工的效率有重要影响，尤其对于多曲面拼接自由曲面不规则轮廓区域的数控加工。针对现有自由曲面数控加工过程走刀方向优化研究存在的问题，提出了基于曲面数控加工区域划分的走刀方向优化策略，建立了简化的刀具轨迹计算模型和加工时间模型，并用实例加以验证，取得了满意的效果。     

自由曲面数控加工智能选刀方法的研究与开发

由于自由曲面的几何复杂性,其数控加工的刀具干涉判别和刀具选取往往依靠数控机床编程工程师的经脸,致使加工的安全性、精度、效率及可靠性得不到有效保证.采用改进的遗传算法获取自由曲面的点云数据,在自主开发的系统中重构自由曲面.研究自由曲面加工刀位面生成的几何机理,根据刀具类型和几何尺寸,自动生成自由曲面数控加工的刀位面,可视化判别是否发生刀具干涉.将改进的快速排序算法应用到智能选刀模块,通过对常用类型和尺寸的刀具进行干涉排查,在避免干涉的前提下,智能选取最优化的加工刀具.对三种加工方案进行了测试,验证了智能选刀方法的正确性.     

自由曲面等残留高度数控加工刀轨生成方法

等残留高度数控加工刀轨的相邻行刀位点之间的残留高度值为最大允许值,实现了最大化刀轨行距、最小化刀轨总长度。针对自由曲面提出了一种三轴等残留高度刀轨生成方法：基于刀具进给方向法平面上的曲面局部轮廓和刀具圆,构建了等残留高度点的迭代算法;提出了下一行刀位点初值的优化算法,通过自适应离散刀具与曲面相交的局部曲面、迭代计算刀位点和离散点之间最小距离的方法获取下一行等残留高度刀位点。与等间距法刀轨相比,所提出算法生成的等残留高度刀轨行数和总长度明显减少,验证了算法的可行性和有效性。     

自由曲面五坐标数控加工中几个关键问题的研究

自由曲面用平头立铣刀五坐标数控加工可以明显地提高切削效率和零件表面质量,但无干涉刀位产生一直是个难以解决的问题,本文对其中的几个关键问题进行了研究,导出了平头立铣刀的有效切削半径的一种计算方法,给出了自适应走刀步长度算法和切削行距的计算公式,最后给出了无干涉刀位生成方法,并用实例验证了方法的可行性,为提高加工效率和精度提供了有效途径。     

自由曲面数控加工的算法研究

提出了一种自由曲面加工自动编程的方法,首先对自由曲面进行三角化离散处理,判断离散片的可加工性,然后对不可加工的离散片进行区域组合,最后利用八线段包络法设置修剪边界。此方法满足了自由曲面高精度数控加工的需要,具有一定理论价值和工程意义。     

自由曲面平头立铣刀五轴数控加工轨迹的计算方法

提出了一种在参数坐标系下自适应步长和行距的计算方法 ,该算法考虑了不同刀具接触点处的曲率差异 ,在满足加工精度和粗糙度的前提下 ,又能有效地提高加工效率。该算法适合加工汽车车身模具等曲率变化大的曲面。文中还给出了刀位计算公式。     

数控加工中自由曲面干涉区域求解算法的研究

质量和效率是自由曲面零件数控加工所追求的一对相对矛盾的目标,本文就解决这一问题的自由曲面零件分片加工方法中的关键问题－自由曲面的干涉区域求取,提出了利用自由曲面的几何信息通过优化和迭代方法进行干涉区域快速跟踪求取的算法,保证了求取的快速,可靠,并通过具体的计算实例验证了算法的有效性。     

自由曲面数控加工的直接插补控制方法

提出了集成环境下自由度面数加工的直接插补控制方法。该方法可根据网络上传来的零件几何信息和加工工艺信息,直接生成曲面上的切削轨迹和刀具运动指令。     

自由曲面的测量、建模、加工一体化过程研究

本文以一个鼠标模型为例，介绍了自由曲面的测量、建模、加工一体化过程，对一体化过程的各个步骤进行了研究为实现逆向工程集成化奠定了基础。     

中间包自由表面的数值模拟与物理模拟

应用计算机数值模拟研究了坝高、堰深、坝堰间距以及液面高度对中间包自由表面的影响,并通过水力学模拟验证数值计算结果的正确性,从而为优化设计中间包、减少卷渣的发生提供了有利的依据。     

一种有效的裁剪算法及其模具CAD／CAM中的应用

基于一种快速完备的自由曲面求交算法^[1]提出了一种有效的自由曲面裁剪算法,该算法综合考虑了曲面间的拓扑关系,对裁剪对象的上的交线进行裁剪,并依次连接构成裁剪后曲面的所有内环和外环而形成一张形成的裁剪曲面。以实例证明了该算法的有效性,并具体讨论了该算法在模具CAD／CAM中的应用,最后讨论了模具制造时分层面上的加工区域的确定问题。     

分形计算方法及在材料表界面中的应用

主要介绍分形这一几何方法在材料表界面研究中的应用。通过对国内外文献及资料的查阅了解，分别介绍了材料表界面分形维数的计算测定方法以及分形理论在材料表界面领域中的研究现状。对分维计算方法如网格法、小岛法和实验测定方法（吸附法）等做了详细的分析，对分形在材料表界面上的应用前景也进行了展望，分析了分形理论在表界面应用研究中的可行性。     

螺旋曲面螺距误差计算的研究与应用

螺旋曲面的应用范围越来越广,精度要求越来越高.针对螺旋桨制造工艺中螺旋曲面加工难度大,精度难以保证等问题,对螺旋曲面的螺距误差进行了研究,给出了局部螺距误差的计算方法,通过对局部螺距误差以及截面、叶片的误差计算控制,能够在螺旋曲面制造过程中控制曲面形状,提高制造精度.     

3轴数控机床负角度曲面加工方法

针对国内中小企业多数使用3轴数控机床,并且众多企业都使用UG NX自动编程来实现数控机床自动化,用实际案例阐述了使用UG加工采用3轴数控机床对型腔的负角度加工的方法,利用这些方法能显著提高生产效率,保证加工的表面质量,减少加工成本,缩短生产周期。     

一种空间自由曲面非接触扫描测量系统的研究

精确测量空间自由曲面的传统方法是采用三坐标测量机的接触测量或简单的非接触测量,这些测量方法存在工作效率低,自动化程度低等缺点。在深入研究上述方法的基础上,提出了一种自由曲面的非接触自动测量方法,介绍了测量系统的构成,曲面边缘的提取,自动扫描方式的规划以及测头跟踪方式等设计要点。     

数控机床主轴无报警故障的检修

以XK71SF数控铣床、XHK716加工中心及进口加工中心为例，介绍了数控机床主轴无报警故障的几种检修方法。     

基于切片法加工自由曲面的磨削支持系统GSX-F

由于操作的复杂性，自由曲面磨削是一项特殊的加工工艺。其难度在于决定曲面磨削的工艺条件和路径规划。为得到高精确度的形状和表面质量，通过理论和实验分析了自由曲面磨削的受力。同时研究了球头磨具磨削曲面的特性，在磨削中心上进行自由曲面磨削的基础研究。开发了旨在使操作者准确高效使用磨削中心的自由曲面磨削支持系统。基于切片法加工自由曲面的磨削支持系统在应用后，得到了令人满意的结果。