多自由度周向包络铣削异形螺杆研究

提出盘形铣刀加工异形螺杆工艺方法周向无瞬心包络法,先是加工出工件的一个端面廓形,然后沿螺旋方向移动刀具加工下一个截面廓形。根据加工不同异形螺杆要求,分析加工所需运动联动控制方法。建立盘形刀具、工件数学模型和接触迹计算模型,根据模型和铣削工艺,研究盘形刀具包络铣削加工异形螺杆接触迹“有向最短距离”计算方法,用高级语言编程进行了实例计算。     

四自由度数控铣削异形螺杆关键技术研究

基于高效盘铣刀无瞬心包络理论,提出四自由度刀具,变安装角数控铣削复杂异形螺杆的螺旋曲面;由于刀具在切削中不断地变化安装角,为了寻求有效轨迹计算模型,把迭代计算算法引入到轨迹计算中,建立计算模型。从空间啮合和干涉中考虑问题,使切削轨迹计算准确性大大提高,避免了先前刀具定安装角切削方法的不足,大大提高螺杆铣削加工精度和表面质量,也扩大了加工螺杆的范围。     

异形螺杆的铣磨复合加工原理

针对异形螺杆加工中存在的表面质量差问题,提出了一种基于无瞬心包络法的异形螺杆铣磨复合加工方法。在对无瞬心包络理论研究的基础上,首先,建立盘形铣刀与异形螺杆之间的包络运动关系,得到盘形铣刀包络铣削异形螺杆的刀触点计算方法;其次,从成形磨削的啮合原理出发,从成形砂轮与异形螺杆之间的空间啮合关系,求解空间接触曲线,并推导出成形砂轮磨削异形螺杆的砂轮廓形计算方法;最后,通过仿真切削加工验证了无瞬心包络铣削法的刀路轨迹和成形砂轮廓形计算的正确性。     

异形螺杆无瞬心包络铣削技术研究

阐述了异形螺杆无瞬心包络铣削的基本原理,研究了高效率、高精度加工异表螺旋面所需数控程序编制过程中的主要关键技术问题,该加工方法已得到多家企业的应用。     

一种加工复杂螺旋曲面的新方法

提出了四自由度刀具变安装角无瞬心包络铣削螺旋曲面的新方法。描述了一种复杂螺旋曲面加工专用数控主轴装置,分析复杂螺旋曲面的加工特点和加工中存在的问题,从而设计出了一种卧式专用数控机床的主轴装置。系统结构简单,运行平稳可靠。     

食品膨化挤出螺杆的内旋风铣削加工方法研究

传统的膨化挤出螺杆加工方法，其加工质量、加工效率等均不能令人满意。这里在研究三自由度无瞬心外包络法铣削螺杆螺旋曲面的基础上，将无瞬心包络加工工艺与以往内切式旋风成形铣削技术相结合，应用内旋风铣的圆形轨迹包络加工挤出螺杆。这种数控加工技术具有内旋风式铣削的高效性和包络法的高柔性，显著提高了膨化挤出螺杆的加工效率和加工精度。     

内旋风式无瞬心包络加工螺杆数控铣削技术

文章针对大型截面廓形为凸形复杂螺杆螺旋曲面的加工,提出了一种高效、高精度、实用的内旋风式无瞬心包络数控铣削技术,并论述了其基本原理及其刀具轨迹的计算方法.     

异形螺杆加工所用无瞬心包络法原理与实践

介绍了异形螺杆数控铣削加工中应用无瞬心包络原理的理论与实践。考虑到此类工件的特殊和难度而提出的加工原理、机床结构及数控程序的编制均经过了实验室考验,并已得到了多家企业的应用。     

单螺杆泵定子内螺旋曲面包络镗削技术研究

结合单螺杆泵定子衬套的特殊结构,提出了定子内螺旋曲面加工的新方法即无瞬心包络镗削方法,该方法以螺杆-衬套副的运动原理为依据,以螺杆无瞬心包络铣削加工方法为理论实践基础,利用数控机床实现定子内螺旋曲面廓形的镗削加工。还分析了螺杆在衬套中的运动规律,阐述了无瞬心包络镗削加工技术的基本原理,并论证了该技术实现的可行性。     

包络法实现数控螺杆铣床螺旋面加工的研究

采用包络法对数控螺杆铣床螺旋面进行加工,用螺旋面方程精确描述螺旋运动,进而来控制数控铣床刀具刃形空间运动轨迹,包络加工出所需的螺杆螺旋面,运用LabVIEW软件对包络法实现数控铣床螺旋面加工进行仿真。仿真结果表明,该方法可以简单、精确地控制数控铣床实现复杂螺旋面的加工。     

五轴NC加工中刀具运动包络面的计算

在机械加工过程中,刀具的铣削在加工体表面形成沟槽,对该沟槽型面的数字化描述是精确计算表面加工残差、判断加工干涉的理论基础,进而可实现表面加工精度评估与控制及加工轨迹全过程的精确规划计算。沟槽型面是刀具刃口回转面在空间运动形成的包络面的一部分,因此推导包络面的解析方程成为解决问题的关键。结合五轴加工机床的运动特点,通过建立加工刀具刃口回转面的数学模型,推导出五轴NC加工刀具运动刃口回转面包络的解析方程。数字仿真的结果与实际完全一致,验证了方法的正确性和有效性,具有较强的理论性和实用价值。     

工作台旋转式五轴加工中扫掠轮廓线的求解

国内外对五轴数控加工中的扫掠轮廓线的研究往往集中于主轴摆动式机床。本文给出了实际生产中应用广泛的工作台旋转式五轴加工中环形刀具上扫掠轮廓线的显式表达式,分析了扫掠轮廓线在刀具曲面上的几何特性。所用的计算方法高效精确,为复杂曲面加工过程的动态模拟和加工误差的控制奠定了数学基础。     

Research on the method of precision evaluation and controlling for the cutter location path in five-axis machining

Current five-axis machining path planning is based on cutter location points, and only the scallop height of the points are calculated roughly to evaluate the planning precision, but the height of the scallop formed in the whole movement of the cutter can’t be calculated effectively, therefore, the machining precision can’t be controlled reasonably. This paper presents a new method to calculate the scallop height of the whole movement of the cutter and control the machining precision, which derives a five-axis machining cutter movement envelope equation, calculates the intersection of the cutter enveloping surfaces of adjacent paths to acquire the scallop curve and calculates the distance from the curve to the design surface to acquire the maximal height. Based on the method, the precision evaluation can be realized accurately and the machining precision can be controlled effectively by adjusting the cutter pose and optimizing the machining path interval.     

五轴数控加工中刀具扫掠轮廓线的计算和分析

给出了五轴联动数控加工中环形刀具扫掠轮廓线的表达式,分析了扫掠轮廓线在刀具曲面不同部分的几何特性.所用的计算方法高效精确,并可进一步推广到任意形状的刀具在不同形式的数控机床上扫掠轮廓线的计算和分析.     

五轴NC加工干涉检查与避免算法研究

利用刀具刃口回转面在两刀位点间运动形成的包络面方程与CAD模型面求交来实现五轴NC加工中干涉的判断与检验，依据检验结果对干涉进行处理，从而避免实际加工时干涉的发生。该方法考虑了刀具运动路径上全部刀位点的刀具与工件的位置关系，因而能够实现刀位轨迹全过程的干涉检验，避免了加工时对局部型面的破坏，有利于改善加工零件的表面质量。实际计算验证了该方法的可行性和实用性，具有一定的理论和实际意义。     

A precision design and NC manufacturing model for concave-arc ball-end cutters

Having first defined the helical angle as the angle between the cutting edge and the axis of rotation of the cutter, this paper then presents design models for producing the cutting edge and groove of a ball-end cutter with concave-arc generator. The relative feed speeds of the grinding wheel in the radial and axial directions during NC machining of the cutter are derived based upon a given speed of rotation. The feed speed of the grinding wheel in the radial direction is modified according to the cross section of the groove that passes through the center of the cutter sphere. The paper presents a method for manufacturing a concave-arc ball-end (CABE) cutter using a 2-axis NC machine. The models that are used to calculate the actual obtained groove and the computer simulation method are also included. To further enhance the accuracy of the mathematical models, a compensatory machining process that eliminates residual profile on the revolving surface is presented. This paper provides a valuable reference for the design and machining of this cutter type.     

基于正向杜邦指标线的五坐标侧铣加工

为实现叶轮类零件的多坐标侧铣加工,通过引入正向杜邦指标线,利用鼓锥形刀对自由曲面的五坐标侧铣加工进行研究。针对具有严格凸切削刃的侧铣加工刀具,提出不发生局部干涉的充要条件是切触点处刀具曲面的正向杜邦指标线位于被加工曲面的正向杜邦指标线之内。给出利用鼓锥形刀侧铣加工自由曲面时实施干涉检查的判断准则以及消除干涉的修正方法,推导出具有严格凸切削刃的刀具在给定的残留高度下侧铣加工带宽的计算方法。在此基础上,利用等残留高度法实现鼓锥形刀侧铣加工自由曲面无干涉刀具轨迹的生成。算例表明,在相同残留高度下,鼓锥形刀侧铣较之球头刀加工效率提高37.44%,说明侧铣加工是提高切削效率和加工质量的一种有效途径。     

整体叶轮鼓形刀五坐标数控加工刀位轨迹生成

研究了用鼓形刀具进行整体叶轮五坐标数控加工的编程技术.根据鼓形刀具的几何特点,设计了一种无干涉的鼓形刀刀位轨迹生成算法,开发出整体叶轮五坐标数控加工程序生成功能模块.通过算例,证明设计的鼓形刀无干涉刀位轨迹算法是切实可行的,与球头刀相比,对于同样的残留高度,可以增大加工行距,使刀轨长度变短,可提高整体叶轮数控加工的效率.     

螺杆的内旋包络铣削法及其数控加工的数学建模

常用的螺杆铣削成形法，刀具制造困难、生产成本较高.针对成形法存在的不足，进行包络式螺杆加工方法的探讨.即采用标准的圆形或三角形刀片，在自行改造的内旋风式三轴联动数控铣床上，根据所给的螺杆型线通过包络原理实现螺杆螺旋面的加工.主要介绍内旋包络式数控螺杆铣削加工的数学模型。     

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。