薄壁弧形件铣削加工装夹方案的优化

在航空制造业中,为了减轻工件的重量,大量使用薄壁结构零件。对于这类工件,改进工件的夹具布局能够有效地减少工件的变形。本文通过对弧形薄壁件铣削加工夹紧点的位置进行优化来减少工件的变形,并提出了6条启发式规则。这些规则根据各区域内工件的最大变形,依次确定各夹紧点的移动方向,具有较快的优化速度。     

薄壁零件铣削加工探讨

在现代加工制造业中,薄壁零件的加工都是我们经常碰到的,不论是模具加工,还是腹板、侧壁和叶片加工,都需要进行可行性加工工艺的分析,以实际加工得到的数据最终确定最好的加工路径和方案。为此,本文着重薄壁零件的铣削加工方法和工艺的探讨。     

航空薄壁件圆角的铣削加工试验研究

航空薄壁件圆角加工的质量控制一直是不易解决的难题。在圆角的走刀过程中,常常发生欠切、过切、振动等现象,一般要通过手工打磨来消除过切、欠切痕迹或振纹。其不仅降低了刀具的寿命,严重影响了工件的加工精度和加工效率。本文提出了细化圆角走刀路径的铣削方法,以解决航空薄壁件的圆角铣削加工问题。试验结果表明,该方法是有效、可行的。     

五轴加工奇异区域内的刀具路径优化

针对五轴加工在奇异区域内由于旋转轴运动的剧烈变化导致非线性误差过大并对工件、刀具和机床部件造成损害等问题,给出一种奇异区域内加工路径的优化方法。以AC双转台五轴联动数控机床为研究对象,在反向运动学变化中根据正弦、余弦三角函数的周期性对C轴转角进行初次优化;按照加工是否通过奇异点两种情况,采用设定奇异点处的C角值或者修改奇异点附近的刀轴方向两种方法,进一步降低C轴过大转角;以当前加工区间的非线性误差是否超过允许值为判断条件,对仍然不满足精度要求的区间进行递归插值处理。仿真试验和实际加工结果表明,与单纯采用线性插值方法相比,该方法在提高奇异区域内加工精度的同时,有效减少新插入点的数量,从而尽量降低加工速度的损失。     

刍议铝合金薄壁件铣削加工精度控制

随着科学技术的快速发展以及生产力的不断提高,航空航天等行业领域发展迅速,其对产品结构件的性能提出了更高要求,而铝合金薄壁件因其具有较高的导电、导热、耐腐蚀、比强度高等性能而被广泛应用在航空航天领域。本文通过简析铝合金薄壁件,分析影响铝合金薄壁件铣削加工精度的因素,研究铝合金薄壁件铣削加工精度控制实验,提出加强铝合金薄壁件铣削加工精度的路径探索,以帮助人们正确认识和科学设计铝合金薄壁件加工工艺,并对薄壁件加工过程中的变形情况进行精准预测,从而有效提高铝合金薄壁件铣削加工精度。     

铣削加工工艺参数的优化

分析了铣削加工切削用量与加工条件之间的关系,对切削速度、进给量等切削用量的优化选择进行了探讨,为合理选择铣削加工工艺参数提供了参考依据。     

单齿飞刀铣削航天薄壁件加工工艺优化研究

针对航天薄壁件加工过程中的变形问题,基于正交试验方法优化航天薄壁件飞刀铣削参数组合,采用极差分析法并绘制试验指标与各试验因素间的关系曲线图得出了各因素对加工质量的影响程度,并以此为基础优化参数,进行航天薄壁件铣削加工工艺优化研究。试验表明:主轴转速n和刀具圆弧半径r对工件表面质量影响较大,且各因素对表面粗糙度的影响程度大小顺序为:主轴转速、刀具圆弧半径、刀具后角、进给量、背吃刀量。采用优化后的工艺参数加工试验,当r=1.1mm、a0=8mm、f=8μm/r、ap=1μm和n=950r/min时,得到了表面粗糙度Ra为72nm的质量表面。     

五轴加工奇异问题分析与非线性误差控制

在计算机辅助制造软件中进行五轴加工编程时,后置处理反求旋转轴角度存在无解,即五轴加工的奇异问题,具体表现为旋转轴运动产生突变、非线性误差增大、加工质量下降。以A-C型五轴机床为例,通过研究刀轴的运动过程,证明C轴的转角是奇异问题产生的原因。基于该结论提出一种新的检测奇异刀位点的刀轴分量k值遍历法和基于刀轴矢量插值与样条曲线拟合的非线性误差控制方案。通过S样件的五轴加工实验表明,相比于线性插值,所提方案在奇异区域内误差显著减小,曲面更加光滑,加工效率有所提高。     

航空铝合金薄壁件铣削加工变形分析与控制

薄壁件的加工由于其复杂的影响因素(机床、夹具、刀具、工艺参数等)一直困扰着机械加工行业,是目前有待解决的问题.文中探讨了薄壁件在铣削加工过程中产生加工变形的原因,并提出相应的解决办法.     

薄壁件铣削技术研究

在航空航天工业中,薄壁件数控铣削是一种常见的典型加工。本文以薄壁件铣削加工过程为研究对象,完成了对薄板支架零件的数控加工工艺分析,建立了薄壁件加工变形的力学模型,应用有限元分析软件,建立了薄壁件铣削加工变形的模拟环境,总结了薄壁件铣削加工变形的规律,提出了薄壁件加工变形补偿的方法,并在Pro/E软件中生成了走刀路线。本研究成果为解决薄壁件铣削加工问题提供了一定的参考和依据。     

复杂多曲面3轴粗加工刀轨优化的计算方法

针对复杂多曲面３轴粗加工方法的刀轨自动生成问题,提出一种刀具轨迹的优化算法。该算法注要研究层切法粗加工各切削层刀轨的合理规划的进刀方式的选取,运用该算法可以自动生成复杂曲面３轴粗加工的有效刀轨,算法简单、可靠。     

五轴联动数控加工的刀具路径优化方法研究

为解决五轴联动加工复杂曲面过程中的刀具路径不连续问题,提出了五轴数控的刀具路径优化方法。通过五轴NC代码的坐标变换还原有效切削路径,对切削路径进行误差约束下的非均匀有理B样条(NURBS)曲线拟合。对旋转轴路径采用五次样条曲线进行插值,建立切削路径和旋转轴路径的参数映射关系,通过机床逆运动变换求解C2连续的平动轴路径。实验表明,经过该方法优化后,切削路径和各驱动轴运动路径具有良好的平滑性,显著提高了五轴加工曲面精度和表面质量。     

飞机结构件槽特征加工路径优化算法研究

提出了一种基于分治法思想的加工路径优化算法。该算法将槽特征加工路径的优化近似为旅行商问题(TSP),根据槽的分布对TSP路径进行几何分区,分别应用正交路径法、最近邻算法等求解,并将结果合并为完整路径。最后通过实际应用验证了该算法实现简单,求解速度快,优化结果同人工编排的加工路径非常接近,具有可行性和有效性。     

基于RGA的铣削加工切削参数智能优化

采用实数编码遗传算法实现了铣削加工参数的多目标优化,保证了全局寻优与收敛,大大提高了运算效率,在不同生产条件下均能快速找到合理的切削参数。     

叶片螺旋铣加工中的刀具轨迹动力学分析与优化方法研究

从分析刀具轨迹动力学特性入手,通过对CLS文件分析,结合工厂加工叶片的实际情况,发现了影响叶片缘头表面质量的关键性因素,并提出解决的办法.     

Redesigned Surface Based Machining Strategy and Method in Peripheral Milling of Thin-walled Parts

Currently, simultaneously ensuring the machining accuracy and efficiency of thin-walled structures especially high performance parts still remains a challenge. Existing compensating methods are mainly focusing on 3-aixs machining, which sometimes only take one given point as the compensative point at each given cutter location. This paper presents a redesigned surface based machining strategy for peripheral milling of thin-walled parts. Based on an improved cutting force/heat model and finite element method(FEM) simulation environment, a deflection error prediction model, which takes sequence of cutter contact lines as compensation targets, is established. And an iterative algorithm is presented to determine feasible cutter axis positions. The final redesigned surface is subsequently generated by skinning all discrete cutter axis vectors after compensating by using the proposed algorithm. The proposed machining strategy incorporates the thermo-mechanical coupled effect in deflection prediction, and is also validated with flank milling experiment by using five-axis machine tool. At the same time, the deformation error is detected by using three-coordinate measuring machine. Error prediction values and experimental results indicate that they have a good consistency and the proposed approach is able to significantly reduce the dimension error under the same machining conditions compared with conventional methods. The proposed machining strategy has potential in high-efficiency precision machining of thin-walled parts.     

复合型陡峭曲面高速加工刀路的优化

针对现有数控加工中螺旋刀轨对曲面形状适应性差、无法应用于复杂陡峭曲面的问题,提出了一种复合型内侧陡峭面螺旋刀轨。一方面,通过构建圆柱螺旋线的方法获得光顺的螺旋驱动曲线;另一方面,通过抽取实体并将顶部曲面替换为平面的方法构建检查几何体;然后将螺旋驱动曲线和检查几何体导入CAM软件,对进退刀轨迹进行光顺化处理,从而生成连续光顺的螺旋刀轨。刀轨模拟和实际加工结果表明,复合型内陡峭面螺旋刀轨有效解决了高速加工中的切削颤振,显著提高了内侧陡峭面的加工效率和加工精度。     

基于Voronoi图的型腔加工刀具轨迹规划算法

Voronoi图是计算几何中非常有用的工具,它将几何多边形划分为若干子域,每个子域分别对应轮廓中的某段,子域中的任一点到对应的轮廓段距离最近,在各个子域中分别构造对应轮廓段的等分线。把该算法应用到型腔加工中,生成型腔结构的Voronoi图;然后在此基础上利用等距偏置法,生成型腔加工的刀具轨迹。该算法的应用不仅能消除传统刀轨算法中产生的多余环和自交环,避免过切现象,还能提高计算效率和加工精度。     

自由曲面微铣刀加工路径建模与仿真

为提高微小自由曲面数控加工精度与效率,对选择高效的自由曲面微铣刀加工路径进行了研究和讨论。在UG软件中,不同的加工模式对于自由曲面可得到不同的加工路径。首先,建立自由曲面模型并选定加工参数;然后,选用三种不同的加工方法,分别跟随周边、单向和往复,对三种加工路径进行铣削加工编程与仿真,分析了不同加工路径过切量与欠切量的结果,并对每种路径的加工时间进行了比较;最后,根据仿真及分析结果确定了具有较好加工精度和高效的加工路径。仿真结果表明,单向方式的加工路径可获得最小过切量,而往复加工路径可获得最小的欠切量。在加工时间方面,三种加工路径跟随周边、单向和往复的铣削时间分别为53s、115s和65s。通过对三种路径的分析与比较,选择高效的加工路径,帮助提高生产效率和加工精度。