自由曲面三坐标加工等间距刀具路径规划

为提高自由曲面数控加工的切削效率,改善刀具的受力状态,提出了一种自由曲面三坐标加工等间距刀具路径规划方法.分析了在实际加工过程中可采用的几种刀具路径规划方法及其实现等距加工的约束条件.研究了等间距刀具路径的计算方法,并针对计算过程中出现的逼近误差校验和刀具路径延伸与裁剪问题给出了解决方法.对等参数线法和等距截面法进行了比较,表明应用该方法规划自由曲面刀具路径,可提高走刀路径对曲面形状变化的适应性和切削行间距分布的均匀性.     

基于MasterCAM自由曲面加工刀具路径优化

为提高自由曲面数控加工的切削效率和加工精度,对自由曲面三坐标数控加工刀具路径工艺特点进行研究。分析了在MasterCAM软件内可采用的几种刀具路径规划方法及其实现的约束条件。研究了该软件内由参数线法、路径截面法和等残留高度法等三种算法生成各种刀具路径的优缺点,并根据三种算法所生成刀具路径的特点优化加工各种曲面的刀具路径。通过实例对三种算法所生成的刀具路径进行应用比较,结果表明,根据曲面形状特点合理选用及规划刀具路径,可提高刀具路径对曲面形状变化的适应性,减少残留高度,从而提高切削效率和加工质量。     

自由曲面数控加工路径规划的研究

论述了自由曲面数控加工路径规划对加工效率的影响,讨论了目前刀具轨迹算法的优缺点。针对自由曲面走刀方向数控加工的研究,建立了简化的刀具轨迹时间模型,并对路径规划的系统进行了讨论。     

基于自由曲面有向Voronoi区域划分算法的机器人加工刀轴低摆振路径规划

针对自由曲面刀具路径规划中,刀轴摆动带来的振动影响加工质量的问题,提出有向Voronoi区域划分算法。基于该算法实现了刀轴运动优化的复杂自由曲面的区域划分,并光顺连接区域之间和区域内部的刀具路径,得到曲面整体实际可加工的刀具路径。应用该算法与UG不同路径规划的刀轴矢量变化进行了对比实验,结果显示刀轴矢量变化均值和累计值减少了30%,方差降低了近60,从而验证了该方法的刀轴矢量变化明显小于传统的对整个加工曲面的路径规划,可减小加工过程中的机械振动和冲击,保证加工刀轴姿态的稳定性,从而提高加工精度,减小对加工设备寿命的影响。利用工业机器人完成铣削实验,进一步验证了该方法的可行性和有效性。     

自由曲面慢刀伺服车削加工技术

目前,自由曲面的高速、高精度加工存在很多困难.因此,提出了适用于自由曲面加工的慢刀伺服车削的刀具路径规划方法.该方法考虑节点向量与控制点,采用NURBS曲线拟合刀具路径.NURBS曲线拟合的过程中先预处理离散点,然后将其参数化.再确定节点向量后反求控制顶点.通过调整控制顶点,可以快速的调整曲线的形状,使拟合的过程更加准确.最后对正弦网格表面与微透镜阵列表面进行了加工实验,验证了该加工方法的有效性.     

自由曲面五轴加工刀具轨迹规划技术的研究进展

利用五坐标设备进行自由曲面的数控加工是提高加工质量和加工效率的有效途径,自由曲面形状和五坐标机床运动的复杂性导致其刀具轨迹规划技术十分困难。针对自由曲面五坐标端铣加工、侧铣加工以及碰撞干涉分析中的关键技术,综述了近年来自由曲面五坐标数控加工领域刀具轨迹规划技术的研究进展和现状。结合自由曲面数控加工的工程实用性要求,分析了当前研究中存在的不足,指出目前的研究成果在通用性、稳定性和有效性方面尚不能完全满足工程应用,认为自由曲面五坐标数控加工刀具轨迹规划技术的研究应从三维的角度出发,在更为广域的刀具影响空间研究刀具同自由曲面之间的几何啮合关系,同时需要考虑机床的运动学和动力学特性以实现五坐标机床的高速和高效运行。     

数控铣削加工曲面刀具轨迹的规划

分析自动编程加工曲面的刀具轨迹,综合刀具轨迹编辑处理方法,阐述了曲面加工中刀具轨迹的规划,提出了如何将三轴刀具轨迹转化成五轴刀具轨迹的原理,为五轴刀具路径的获得提供了一种新途径.     

自由曲面加工中考虑干涉的刀具路径安排

研究了自由曲面加工中无干涉刀具路径的安排,推出了一种创新的干涉检查方法,将干涉检查和加工刀具路径安排分别进行,加快了数控加工过程,提高了精度,并将该方法应用于三种常用的刀具体,通过实例验证了本法的合理性.规划刀具路径时,先按照某个参数方向的曲率半径和最大弦偏差确定加工步长,然后再按照另一个参数方向的曲率半径和残瘤高度来确定相邻两条刀具路径间的加工步距,最后跳过识别出的干涉区域安排加工路径.     

带角圆柱铣刀对自由曲面3轴NC加工的刀具干涉检测

对自由曲面用带角圆柱铣刀3轴NC加工提出了系统的刀具干涉检测方法。加工自由曲面时,刀具干涉可以出现在包括刀具驱动面的刀具周围的任何地方。本文提出先检测自由曲面上可能产生刀具干涉的区域,然后再生成刀具路径,这样不但可极大地简化安排刀具路径的过程,改善加工的精度和可靠性,而且有利于产品的几何设计和影响加工效率的刀具选择。研究表明所提方法和算法是合理有效的。     

基于Hilbert填充曲线的自由曲面刀具路径规划研究

利用平面Hilbert填充曲线生成方法简单、易于控制填充疏密的优点,将其用于了自由曲面数控加工刀具路径的生成.对平面Hilbert填充曲线的生成原理进行了研究,用矩阵运算的方法生成该曲线.结合自由曲面的形成过程,提出将平面Hilbert曲线通过与曲面参数域相对应的方法映射到曲面上,进而生成加工刀具路径的思想.最后用一个具体应用实例验证了生成平面Hilbert曲线方法的正确性,和用此曲线作为数控加工刀具路径的可行性.通过与经典刀具路径生成方法比较可见该方法具有算法简单,加工余量均匀,加工效率与表面质量高的优点.     

模具制造中引入高速切削技术的实例研究

数控高速切削技术应用于模具加工时,要合理规划各个面的加工顺序和粗精加工工艺,正确设置刀具切入工件的方式和刀具路径,保证切削过程各因素平稳,变化光滑连续,使切削过程安全高效进行。     

灯罩型腔数控铣加工方案的优化

以灯罩型腔为例,分析在数控铣床上型腔的加工方案的选择,数控刀具以及切削参数选择的基本方法,并通过软件模拟和实验研究两种方法进行加工方案优化,最终得出最佳的加工方案.     

高速铣削的加工参数表的制定

高速铣削加工的成功实施需要数控机床、CAD／CAM软件等软硬件及编程员专业素质的互相配合。编程员使用CAD／CAM软件编程时,要根据高速铣削的高速切削、快速进给、薄切层等特点确定各项参数。文章主要讨论用MASTERCAM9．1编程进行曲面高速铣削加工时,确定加工参数表中加工方式、刀具参数、加工参数等重要参数的方法。     

特殊曲面和高精度螺纹的数控车削加工

一些特殊曲面如:椭圆、双曲线、抛物线等在普通机床加工是非常难控制其尺寸精度的,而螺纹车削由于切削速度较快,切削力较高和作用力聚集范围较窄导致加工难度高.介绍了如何使用宏程序进行加工特殊曲面,并从刀具的几何参数、切屑液和程序的编辑三个方面分析了如何提高数控车削螺纹的精度.     

提高模具电火花加工切割形状精度的途径

电火花线切割是模具零件的主要加工方式。模具加工精度包括表面粗糙度、形状位置精度和尺寸精度,慢走丝线切割难以控制表面粗糙度和形状精度。影响数控电火花线切割加工精度的因素主要有偏移量、取件位置、切割路线、起点、装夹与定位及引入、切出、超切、回退程序等。通过进行合理的工艺分析,正确计算数控编程中电极丝的设计走丝轨迹,可确保模具的加工精度。通过确定穿丝孔和优化切割路线来改善切割工艺,是提高模具型腔切割质量和生产效率的一条行之有效的重要途径。     

五轴数控机床进给系统刚度对自由曲面轮廓误差影响机理研究

五轴数控机床进给系统组成结构复杂,特别是在复杂曲面加工过程中其动态刚度不断发生变化,成为制约其加工精度的主要因素。研究过程中以五轴机床运动产生的弹性变形为出发点,建立了A/C双摆头机床进给系统动力学模型,推导了因进给系统弹性变形导致的轮廓加工误差,并基于一种新型的自由曲面检验试件,给出了其数控加工过程的运动控制策略,分析了轮廓度误差与试件曲率间的关系,得到了数控机床进给系统刚度特性对自由曲面轮廓误差的影响机理,最后在机床上进行了切削验证。上述研究成果有助于完成复杂曲面加工过程中机床工作性能评估,为利用检验试件分析机床动态刚度特性提供了原理性支持。     

圆柱分度凸轮单侧面加工原理及刀位控制方法研究

提出了在不增加机床控制轴数的情况下 ,实现圆柱分度凸轮单侧面加工的刀位控制原理。给出了刀位控制数学模型 ,该方法可克服等径范成法的加工缺陷 ,提高加工精度和表面质量 ,延长刀具使用寿命 ,扩大刀具使用范围 ,很经济地实现廓面的磨削加工。本研究对于提高圆柱分度凸轮机构的传动精度、扩大其使用范围 ,有重要的理论意义和实际应用价值。     

数控车削刀具刀尖圆弧半径对加工精度影响的分析与解决途径

分析了数控车削加工中,在加工圆锥面、圆弧面以及非圆曲线表面时,刀具的刀尖圆弧半径的大小对零件加工精度的影响。对产生误差进行了研究,并论述了消除误差的途径。     

Experimental investigation of tool vibration and surface roughness in the precision end-milling process using the singular spectrum analysis

The vibrations on the cutting tool have a momentous influence for the surface quality of workpiece with respect to surface profile and roughness during the precision end-milling process. Singular spectrum analysis (SSA) is a new non-parametric technique of time series analysis and forecasting. The significant features of the cutting tool vibration signals from the sensors are extracted and transformed from the SSA-processed vibration signals. In the present study, SSA is applied to extract and transform the raw signals of the vibrations on the cutting tool for investigating the relationship between tool vibration and surface roughness in the precision end-milling process of hardened steel SCM440. In this experimental investigation, the spindle speed, feed rate, and cutting depth were chosen as the numerical factor; the cutting feed direction and holder type were regarded as the categorical factor. An experimental plan consisting of five-factor (three numerical plus two categorical) d-optimal design based on the response surface methodology was employed to carry out the experimental study. A micro-cutting test was conducted to visualize the effect of vibration of tooltip on the performance of surface roughness. With the experimental values up to 95% confidence interval, it is fairly well for the experimental results to present the mathematical models of the tool vibration and surface roughness. Results show that the effects of feed rate and cutting depth provide the reinforcement on the overall vibration to cause the unstable cutting process and exhibit the result of the worst machined surface. The amplitude of vibration signals along the cutting feed direction is generally larger than that along other direction. The spindle speed and tool holder type affect the stability of cutting tooltip during the cutting process.     

内螺旋油槽薄壁套筒的数控车削

论述薄壁套筒类零件的加工,通过探讨薄壁零件在数控车床加工中存在的易变形、零件尺寸及表面粗糙度不易保证等技术问题,对加工难点进行分析,确定了工艺路线和加工方案,完善了夹具设计、加工程序编制、切削参数的确定、工件的装夹、螺旋槽车刀的制造等几个方面,从而有效解决了薄壁类零件的车削加工难题。