复杂曲面环形刀五轴加工的自适应刀轴矢量优化方法

针对复杂曲面的环形刀五轴加工,建立了二阶泰勒逼近下的加工带宽模型与刀轴倾角之间的函数关系。通过分析函数变化规律,基于刀具切削刃与被加工曲面的形状匹配原则自动计算满足局部可铣性充分条件的后跟角,并以最大化加工带宽为目的优化侧偏角。算例表明,该算法能有效地缩短加工路径,提高加工效率。     

自由曲面五轴加工刀轴矢量的运动学优化方法

针对五轴加工中刀轴矢量变化过大导致加工误差较大和破坏零件表面加工质量的问题,提出采用运动学方法优化刀轴矢量。建立机床的运动学约束条件,并由此确定机床转动角速度可达区域作为刀轴矢量优化的约束条件。针对选定结构的机床,结合平底刀加工不发生过切的充要条件和被加工曲面沿行距方向的法曲率,给出初始后跟角的自动计算方法,并指出机床转动角度的变化相对于后跟角的变化是单调的。在得出切触点无干涉区域与机床转动角速度可达区域的基础上,从两个区域的交集中选取优化的刀轴矢量。如果两个区域的交集为空,则调整该点之前切触点的刀轴,从而使交集不为空。算例分析表明,所提出的运动学优化方法合理可行,能够使刀轴矢量变化均匀,充分发挥机床的性能。     

五轴数控编程刀轴矢量控制技术研究

运用五轴数控编程的刀轴矢量控制技术,在整体式叶轮的加工过程中可以避免刀具与零件发生干涉,高质量地完成复杂曲面的加工,有效提高了加工效率。     

复杂曲面五轴数控加工关键技术研究

曲面驱动是复杂曲面加工中的一种高效刀轨规划方法。以典型的复杂曲面零件——"佛像"为载体,介绍了曲面驱动方法下的刀轨规划的原理,以及驱动面的设计思路和制作流程;同时对编程中的关键技术以及试制过程中的工艺工装进行了总结。该零件主要由多个复杂不规则曲面组成,采用"曲面驱动"进行刀轨规划,能获得与曲面近似的走刀轨迹和光顺的刀轴矢量。经试制,采用该刀轨规划策略和工艺方案,有效地提高了零件的表面质量,达到了设计和精度要求。     

自由曲面五轴变步长数控加工刀轨生成方法

为了在满足逼近误差要求的同时最大程度减少冗余刀轨,对自由曲面提出了一种五轴变步长数控加工刀轨生成方法.首先对刀触点轨迹基于线性误差计算出初始刀触点点集,再以局部干涉调整前倾角的方式计算出无干涉刀位点和刀轴矢量;以最大非线性误差刀位处到刀触点轨迹的最小值作为相邻刀位点之间的逼近误差,并基于数据点自适应离散法计算逼近误差;...     

自由曲面行距自适应五轴数控加工刀轨生成方法

在满足残留高度的前提下,增大行距能够有效减少加工刀轨的行数,从而减少刀轨总长度。针对自由曲面平底刀五轴加工,提出了一种行距自适应的刀轨生成方法。在刀具进给方向法平面上,以椭圆等效表示平底刀切削轮廓,基于曲面局部轮廓线和等残留高度点的几何特征提出迭代计算等残留高度点的方法;再根据等残留高度点、切削轮廓和曲面之间的几何关系,通过迭代调整下一行切削轮廓位置计算出满足残留高度要求的下一行刀轨信息;最后以下一行和当前行刀触点之间最小的参数差值作为自适应行距值规划刀轨。以叶片曲面为例生成刀轨,验证了算法的可行性和有效性。     

基于机床运动学约束球头刀多轴加工刀轴矢量优化方法

针对目前航空发动机叶片进排气边加工精度和表面质量较差的问题,提出了一种基于机床运动学约束球头刀多轴加工刀轴矢量优化方法。建立刀位优化变量与刀位数据之间的关系方程,同时建立刀位数据与机床回转轴角度之间的运动变换方程,从而推导出刀位优化变量与机床回转轴角度之间的关系方程。通过求解上述方程得到球头刀多轴加工复杂曲面的刀轴矢量计算公式。在此基础上,给出球头刀多轴加工刀轴矢量优化方法和刀轨生成方法。同时,以某航空发动机叶片为例,分析了本文算法和Sturz算法对机床回转轴角度的影响。分别利用本文算法和Sturz算法生成该叶片进气边加工的刀轨,并在五轴数控机床上进行加工试验。试验结果表明,该算法能够避免加工过程中机床回转轴的大幅波动,使机床轴运动更加平稳和光滑,从而提高曲面的加工质量和加工效率,具有一定的实际应用价值。     

基于关键刀轴矢量插值的球头铣刀五轴加工光顺刀轴矢量生成方法

提出基于贪心策略的复杂曲面加工刀具路径关键刀轴矢量序列整体优化方法,以及基于关键刀轴矢量插值的球头铣刀五轴加工复杂曲面光顺刀具姿态生成方法。计算各关键刀位刀触点处的刀轴矢量可行域,基于贪心策略从刀轴矢量可行域中选择关键刀轴矢量序列并且插值关键刀轴矢量序列,检查加工路径刀轴矢量序列是否存在碰撞干涉,进而获得可行的关键刀轴矢量序列集合。根据光顺评价指标从可行的关键刀轴矢量序列集合中选择最优的关键刀轴矢量序列,然后获得整个加工路径光顺的刀轴矢量序列。试验结果表明,该方法生成的复杂曲面加工刀具姿态能够使机床旋转轴运动平稳。     

复杂曲面五轴侧铣加工的运动学优化方法

针对五轴侧铣加工中刀轴的运动可能导致加工材料过切与效率低下的问题,提出采用多约束自适应的刀轴运动学优化方法来解决该问题。建立球头铣刀在刀具路段上的运动学模型,通过分析刀轴运动对刀刃微元去除材料的影响,确定刀轴运动优化的约束条件。在虚拟环境中仿真复杂曲面五轴侧铣加工过程,通过自适应控制器调整刀轴运动速度,使机床在多约束加工条件下最大限度地发挥其工作潜能。整个刀轴运动规划过程随刀具与工件接触区域的变化而不断优化,最后将优化结果存储在每个刀位点上。仿真与实验结果表明,刀轴自适应控制的运动学优化方法有效可行,为五轴侧铣加工过程提供了有力的分析工具。     

圆环面刀具五坐标数控加工复杂曲面优化刀位算法

本文分析了圆环面刀具的特点 ,提出了一种针对圆环面刀具的五坐标数控宽行加工复杂曲面的刀位计算方法。该算法把曲面离散为点 ,从宏观范围考察瞬时刀位下刀具和型面的接触误差分布 ,并按宏观曲率吻合原则对刀位进行调整优化 ,实现了宽行线接触加工。通过对叶片曲面试算证明了该算法准确。用本算法对UGⅡ软件给出的刀位进行了评估 ,证明其刀位不是优化的     

用特定向量控制刀轴矢量的任意曲面数控加工算法研究

针对数控加工中有相当难度并且有一定普遍性的任意曲面,扩展了在数控编程中应用最广泛的参数法,提出了两种由有限的特定向量来控制刀轴矢量的方法。     

五轴数控加工中多刀加工自由曲面的刀具选择

针对自由曲面的五轴数控加工，提出一种新的刀具选择方法，此算法可以自动地选择出最优刀具组合，每个刀具对应一个或多个特定的加工区域。多刀具组合的加工方法既可以保证加工曲面的精确性，又可以实现大刀具的高效加工。此外，还提出了种五轴教控加工时间的近似算法，通过对比用刀具组合加工时间和单个刀具加工时间，从而证明了该方法的有效性。     

复杂曲面的逆向构造及五轴数控加工试验

本文选取结构复杂的"双头狼"模型为试验工件,运用逆向工程技术建立了对应的三维参数化实体模型,并在Hypermill软件中完成了五轴加工程序的编写及机床仿真。通过机床实际加工表明,Hypermill软件编写的五轴数控程序具有精度高、安全性好的优点。同时,逆向工程与五轴技术的融合,对于促进创新具有积极意义。     

五轴数控加工叶轮轮毂曲面刀位轨迹的规划

对整体叶轮轮毂面的刀位轨迹排布进行了研究.首先运用分层的思想和旋转法得到均布于等长叶片叶轮轮毂面上的刀位轨迹;并在其基础上采用区域划分法对交错叶片叶轮轮毂曲面的刀位进行规划,得到C1连续的刀位轨迹.     

复杂曲面数控加工研究

对复杂曲面的数控加工现状、难点及解决这些难点问题的意义作了具体介绍,首先利用CAD/CAM设计软件设计工艺品葫芦;再进行具体工艺分析,包括如何选刀、如何确定最佳加工路线等,巧妙利用外形轮廓G73指令编写加工程序,录入到机床系统中,通过对刀、程序校验、进行首件试切加工;最后总结突破难点的成效、价值以及不足之处,应做哪些补充。     

复杂曲面环形刀五轴端铣加工的刀具轨迹规划方法

为了降低复杂曲面类零部件加工的刀具路径,减小刀具路径条数,提高加工效率,提出了一种新的复杂曲面环形刀五轴端铣加工刀具轨迹优化方法。在局部可铣性基础上对刀轴矢量角进行自适应优化,采用新型加工带宽计算方法——等残留高度算法,给出了等残留高度算法的刀具轨迹生成具体步骤。仿真结果表明:与传统等残留高速算法相比,刀具轨迹优化算法的刀具路径更短、条数更少,能够有效提高复杂曲面加工效率。     

复杂曲面零件数控加工的关键问题——解读《复杂曲面零件五轴数控加工理论与技术》

复杂曲面零件在航空、航天、能源和国防等领域有着广泛的应用,其制造水平代表着一个国家制造业的核心竞争力。五轴数控铣削加工具有高可达性、高效率和高加工精度等优势,成为复杂曲面零件的常用加工方式。在此背景下,毕庆贞、丁汉、王宇晗结合五轴数控铣削加工领域的实践经验和关键技术,共同撰写了《复杂曲面零件五轴数控加工理论与技术》一书,针对五轴加工中后置处理、刀具路径规划、路径光顺、误差检测与补偿、原位测量与自适应补偿等数字化制造的关键问题展开了详细叙述。     

细分曲面五轴数控加工基础技术研究

探讨了细分曲面五轴数控加工基础技术.以Catmull-Clark细分曲面为研究目标,首先讨论细分曲面顶点法矢量计算及等距面实现,然后建立细分曲面粗加工模型;其次对该模型采用环形刀刀轴矢量按曲面法线导动方式进行五轴数控加工,推导了刀具姿态、切削半径及刀位轨迹生成计算,最后给出了计算机仿真的实例.     

空间自由曲面五轴联动数控加工

介绍了五轴数控机床的运动方式,阐述了空间自由曲面五轴联动数控加工中刀具路径规划的基本方法:参数线法、CC路径截面线法、CL路径截面线法、导动面法等。之后对五轴加工中刀具轴向规划进行了论述:垂直于表面方式、平行于表面方式、倾斜于表面方式。最后归纳总结了刀具干涉的检测与处理的方法,并分别说明了其优缺点和适应范围。