考虑模态耦合的球头铣刀颤振稳定域建模方法

球头铣刀广泛应用于曲面加工中,因此构造出针对球头铣刀的颤振稳定域叶瓣图意义重大。利用精细积分法对铣削系统二阶动力学方程进行时域数值求解,由切削刃与切触区域不同时刻的关系,确定出时域数值求解方程中所需要的刀刃瞬时切削部位,通过Floquet定理获得了高精度的颤振稳定域叶瓣图,并在三轴数控机床上进行了正确性试验验证。试验结果与预测结果相一致,表明所提供的方法能够为球头铣刀实现无颤振切削加工提供有力的技术支撑。     

基于增强型完全离散法的球头铣刀五轴加工稳定域建模方法研究

基于坐标变换思想,精准高效地提取出球头铣刀五轴数控加工过程中与工件接触区域,利用增强型完全离散法获得铣削动力学方程的时序表达式,实现了效率和精度的共同兼顾,在单齿周期内球头铣刀视为圆弧切削的基础上,由刀刃与接触区域不同时刻的关系,确定出时域方程中所需要的瞬时切出角,借助于Floquet定理构建出了球头铣刀存在前倾角和侧倾角时的加工稳定域叶瓣图,并对其进行了有效性试验验证,试验结果与预测结果相符合,表明了该方法的正确性。     

基于接触区域的球头刀五轴加工无颤振刀具姿态研究

为解决球头刀五轴铣削过程中接触区域获取困难和难以调整主轴转速实现稳定性铣削的问题,提出一种基于接触区域的姿态稳定性图获取方法。首先,建立了考虑刀具姿态与螺旋角影响的动态切削力模型。通过NX二次开发提取刀具与工件接触区域的初始数据,并采用一种坐标变换法获得不同刀具姿态下的接触区域。然后,使用全离散法构建姿态稳定性图判断了在不同刀具姿态下的铣削稳定性。最后,通过实验案例在五轴加工中心中进行球头刀铣削实验,验证了所提方法的有效性与可行性。现场加工表明,实验结果与预测值吻合良好。     

基于逆向工程技术的球头铣刀实体建模

介绍了利用逆向工程技术对球头铣刀进行三维建模的方法。     

球头铣刀切削力模型的研究进展

综合评述了国内外对球头铣刀切削力模型的研究成果及发展动态,重点介绍了球头铣刀铣削力的经验系数建模、理论建模和自动化加工铣削力建模方法。     

球头铣刀铣削模式与切削性能的计算机辅助预报

讨论并建立了球头铣刀切削几何参数数学模型和铣削过程中切削力、扭矩及切削功率计算机预报数学模型。分析了球头铣刀的铣削模式和铣削中刀具一工件的干涉过程。以车削斜角切削数据库为基础，实现了平面前刀面球头铣刀铣削性能的计算机预报，并通过数值模拟和切削实验对所建立的数学模型进行了验证。     

特种回转铣刀球头部分的加工方案

讨论了带球头的特种回转铣刀的制造难点 ,提出了解决该加工难点的非数控加工法、新定义方和三轴联动加工方案及其对应的数学模型 ,为研究和加工球头回转铣刀提供了参考     

球头铣刀曲面加工的刀具切触区域解析建模

针对球头铣刀三维曲面加工,提出一种刀具切触区域仿真的通用解析模型。采用微分方法,将曲面加工过程离散为一系列连续的微小斜平面稳态加工。以每一小斜面切削过程为研究对象,建立描述刀具进给方向变化的数学模型,针对不同的进给方向并基于空间坐标系旋转变换,提出一组确定刀具切触边界曲线及各边界交点的解析公式,以精确界定刀具切触区域的封闭几何。通过与Z-Map模型的切触区域仿真对比,验证了本文模型的有效性及其精确高效的特点。     

基于BP神经网络的球头铣刀恒力切削控制方法研究

针对数控机床加工过程中的不可控制参数变化的问题,提出一种基于BP神经网络的球头铣刀恒力切削控制方法。分别建立铣削过程模型与BP神经网络控制模型,针对多指标变化导致恒力控制球头铣刀切削难以实施的问题,利用多层BP神经网络的自主高度拟合特性,结合恒力控制多时刻切削力与相关伺服输入,实现自适应调节多指标完成恒力控制。其中,指标包含切削力、进给量、进给速度、背吃刀量。为进一步探究噪声对控制算法鲁棒性的影响,利用方波噪声对所建立的控制算法进行干扰实验,讨论控制算法的抗干扰能力。结果表明：所提出的控制方法能够对球头铣刀控制进行快速且精确的恒力跟踪,在切削深度加深后能自适应地调整切削力;在添加噪声的恒力控制中,所获得的仿真曲线与未添加噪声时保持一致,进一步证明了该方法的抗干扰能力。该控制方法具有较好的控制性能与鲁棒性。     

基于MATLAB的铣削加工颤振稳定域仿真算法及实现

针对国内数控铣削加工工艺参数选择存在的问题,基于动态铣削力建模和颤振稳定域分析计算,以MATLAB为开发工具,实现了铣削加工颤振稳定域仿真算法.通过模态锤击实验获得的频响函数,仿真出了整个加工系统的颤振稳定域图形,为进行铣削加工切削参数选择和优化提供了理论依据.验证实验证实了仿真算法的有效性和准确性,仿真方法在工厂得到了实际应用并取得了良好的应用效果.     

球头铣刀切削力计算机预报模型的数值仿真

借助建立的铣刀切削力、扭矩和切削功率的计算机预报模型 ,对平前刀面球头铣刀的切削性能进行了数值仿真研究 ;通过分析各种切削参数对切削性能的影响规律 ,获得了不同切削条件下球头铣刀切削力和扭矩的特征和变化趋势     

球头铣刀切削力模型的建立

在考虑刀具的瞬时变形和刀具变形的再生反馈对切削厚度的影响的基础上,建立了包含主轴偏心、刀具磨损、刀具振动和工件振动的球头铣刀动力学模型,并通过试验验证了所建立模型的正确性。切削力模型的建立对实现球头铣刀切削力的预报具有重要的现实意义,并为进一步提高表面加工质量奠定了基础。     

基于不同铣削方式的球头铣刀切削性能的研究

利用Third Wave Advant Edge软件针对球头铣刀的平面和斜面铣削建立铣削模型,采用单因素的方法对球头铣刀铣削7075-T6进行有限元仿真试验,得到铣削力和铣削温度在不同铣削方式下随转速、进给量及切削深度变化的规律,为球头铣刀铣削7075-T6的铣削方式和铣削参数的合理选择提供依据。     

球头端铣刀刀刃曲线的光滑连接

本文导出了球面螺旋线方程，提出并证明了球面几何的一个新定理，可以方便地解决球头铣刀顶部斜对与螺旋刃的光滑连接问题。     

球头铣刀的设计与仿真

提出了一种应用计算机绘图软件和OpenGL设计球头铣刀的方法,建立了一种球头铣刀的前刀面与后刀面的数学模型.通过OpenGL建模,建立了仿真处理系统和球头铣刀的螺旋柱面、球头(包括前刀面、排屑槽、主后刀面和副后刀面)和砂轮的三维仿真模型.应用数学模型和VC++软件平台,并利用OpenGL控制界面实现了设计结果的可视化及...     

基于ANSYS球头铣刀建模与静力、模态分析

为有效提高球头铣刀的动态性能并优化其结构,运用CATIA构建球头铣刀的三维实体模型,运用ANSYS有限元分析软件对球头铣刀进行静力分析和模态分析,分析结果表明,所建立的铣削力模型可以实现对球头铣刀铣削力和变形量的准确预报,为球头铣刀设计优化提供科学依据.     

基于球头微铣刀的铣削力建模与试验研究

以光学玻璃材料为加工对象,基于铣削力微元分析方法,建立了微铣削力理论模型,并通过试验研究对理论分析进行了验证,结果表明,理论计算模型与实验实测的结果较为吻合,球头铣刀动态铣削力模型与实测铣削力曲线总体趋势基本吻合,其误差范围在20%以内。     

球头铣刀椭圆形刃口曲线几何模型的研究

分析了球头铣刀平面形刃口曲线在设计和制造中存在的问题 ,提出了球头铣刀椭圆形刃口曲线的成形原理和几何模型。该模型将椭圆柱体与刀头球面相交所形成的曲线作为球头铣刀刃口曲线 ,不仅保证了刀体与刀头光滑过渡 ,使铣刀排屑顺畅 ,而且提高了重磨精度。     

基于球头铣刀车铣表面微观花纹研究

采用正交试验方法进行球头铣刀正交车铣加工硬铝工件材料的切削实验,确定车铣切削用量(铣刀转速、轴向进给量、每齿进给量、刀具齿数、加工深度和螺旋角等)对已加工表面微观花纹的影响。同时建立球头铣刀正交车铣已加工件表面微观花纹的数学模型,给出仿真步骤及算法流程,基于Fortran的主体计算程序和基于Matlab的后置处理程序对表面微观花纹进行仿真,比对表面微观花纹在切削实验与仿真的不同。     

圆角铣削颤振稳定域建模与仿真研究

为避免在圆角铣削加工中产生颤振,建立考虑再生作用的圆角铣削动力学模型,推导其平均方向力系数计算公式。鉴于圆角铣削时主轴转速通常远大于圆角处的进给角速度,两者的平均方向力系数近似相等。因此,经典直线铣削颤振稳定域解析模型适用于圆角铣削,前提是需要用最大径向啮合角代替名义径向啮合角进行仿真。根据铣刀与工件的啮合情况,将圆角铣削分为均匀切宽圆角铣削和非均匀圆角切宽铣削两类,并分别推导出其最大径向啮合角计算公式。在动力学建模基础上开发圆角铣削颤振稳定域仿真模块,仿真结果得到了切削试验的验证,为圆角铣削切削参数的选择提供了一条有效途径。