复杂曲面零件的五轴数控加工技术研究

随着科技水平的不断提升,精密复杂曲面零件的应用越来越广泛。曲面驱动是复杂曲面零件加工的重要方法,驱动刀轨的规划直接关系到曲面物理特性的调控,应用五轴数控加工技术能够提升复杂曲面零件的加工质量。文章主要研究复杂曲面零件的五轴数控加工技术,以佛像这个复杂曲面零件为例,分析了曲面驱动刀轨规划、工装方案设计、加工策略以及试制加工过程。在实际加工过程中,技术人员应充分理解驱动刀轨规划思路与原理,在粗加工、精加工中完善刀轨设计,并进行试制加工。

小型推进器转轮五轴数控加工

以小型推进器转轮的五轴数控加工为研究对象,根据曲面造型理论进行转轮的三维数字化建模,并进行数控加工工艺规划和编程,基于双转台型五轴数控机床重点提出了具有RTCP功能的后置处理器开发关键技术,通过国内自主生产的双转台五轴联动加工中心完成小型推进器转轮的加工。经检测,加工的推进器转轮样件满足质量要求,验证了刀具路径和后置处理器的正确性和可靠性。充分发挥了五轴数控机床的加工潜能,同时也为其他类似复杂曲面类零件五轴数控加工提供了可借鉴的方案。

五轴数控机床旋转轴综合误差测量与辨识

针对五轴数控机床旋转轴的运动误差和几何误差的综合评估问题,在不考虑直线轴运动误差影响的情况下,提出了一种采用R-test测量仪的测量及其辨识方法。首先,测量过程按照参考球的两种不同高度设置进行,仅移动旋转轴,而不移动直线轴。其次,利用R-test测量仪对旋转轴的运动精度进行了测量。此外,假设旋转轴位置几何误差和工作台上参考球的设置误差是影响测量结果的因素,并通过最小二乘法对这些因素进行分离。采用IBS公司的R-test测量仪,对米克朗公司UCP800Duro立式五轴加工中心C轴的运动误差和几何误差进行了测量实验。研究结果表明,该方法能够正确识别旋转轴的运动误差和几何误差,可以有效地综合评估旋转轴的运动精度,并有助于进一步提高旋转工作台的精度。

双转台五轴数控机床旋转轴位置无关几何误差辨识

针对双转台五轴数控机床旋转轴几何误差辨识精度问题,提出一种在机床坐标系下的旋转轴位置无关几何误差(PIGEs)辨识模型。建立了刀具球与工件球在机床坐标系下的实际初始坐标,通过逆矩阵得到工件球在所测轴的实际初始位置,基于4种测量模式建立了包含球杆仪安装误差与旋转轴PIGEs的杆长变化量数学模型。仿真分析了PIGEs对测量模式的影响,结果表明刀具球在两旋转轴轴线交点位置时,平行度误差不影响球杆仪杆长变化量。最后,通过实验辨识出旋转轴8项PIGEs,并对旋转轴PIGEs的4项位置误差进行补偿。实验结果表明,补偿后的位置误差最大绝对值由203.5μm减小至5.1μm,所提出的辨识模型可以有效提高五轴机床精度。

基于球杆仪的五轴数控机床误差快速检测方法

几何误差是五轴数控机床重要误差源,针对传统测量方法仪器昂贵、测量周期长问题,提出基于球杆仪的五轴数控机床几何误差快速检测方法。对于机床的平动轴误差,利用多体系统理论及齐次坐标变换法,建立平动轴空间误差模型,通过球杆仪在同一平面不同位置进行两次圆轨迹,辨识出4项平动轴关键线性误差;针对五轴机床的转台和摆动轴,设计基于球杆仪的多条空间测试轨迹,完整求解出旋转轴12项几何误差。实验结果显示,所提方法获得转角定位误差与激光干涉仪法最大误差为0.001 8°,利用检测结果进行机床空间误差补偿,测试轨迹偏差由16μm降至4μm,为补偿前的25%,验证了方法的有效性。提出的五轴机床几何误差检测方法方便、便捷,适用于工业现场。

五轴数控工具磨床制程能力与过程能力的定量评价研究

为考察五轴数控工具磨床的制程能力,选用两种不同品牌的五轴数控工具磨床加工硬质合金球头立铣刀,测量了立铣刀球头的曲率、刀具球头与圆柱部分衔接处的刃口崩边大小和砂轮磨痕间距来定量评价磨床加工复杂刀具的能力(即制程能力);通过过程能力指数C_(p),从刀具跳动、刀刃直径、球头半径R和球头曲率等四个参数评价磨床的过程能力。

整体叶盘五轴数控加工技术研究

整体叶盘作为航空发动机的关键部件,其加工技术受到了广泛关注。五轴数控加工技术作为一种先进的加工方法,在整体叶盘加工中具有广泛的应用前景。基于此,探讨整体叶盘五轴数控加工技术的关键技术、应用与发展趋势,以及整体叶盘五轴数控加工及仿真。

基于五轴数控加工工艺的复杂曲面零件加工轨迹分析

复杂曲面零件加工轨迹受加工工艺、刀头类型等因素影响,运用五轴数控加工工艺分析复杂曲面零件加工轨迹时,大多配备平头刀具,这在一定程度上缩小了道具路径分析范围。以复杂的涡轮叶片曲面零件加工项目为例,基于投影法计算加工轨迹,得到刀触点相关参数,并进行仿真分析。研究表明,五轴数控加工工艺用于复杂曲面零件加工轨迹分析,具有高效率、高质量、低成本的优势。

基于球杆仪的五轴数控机床动态精度检测

针对五轴数控机床的动态精度检验,提出一种基于球杆仪的五轴联动检测方法。该方法基于传统圆弧检测,通过研究S试件构型,提取S形试件加工时五轴联动刀轴矢量,与圆弧检测点位进行匹配,使得在刀尖点做圆周运动的同时,刀轴做复杂摆动,从而模拟在加工复杂曲面时机床的实际运动状态;构建了基于球杆仪的五轴数控机床动态误差模型,通过运动链传递,推导出各轴动态误差与球杆仪数据的表达式;利用该方法指导各轴伺服参数优化调整,能够提高数控机床的动态精度。通过进行在机测量实验,验证了该方法对数控机床五轴动态性能检测的有效性。

整体叶轮五轴数控加工技术研究

整体叶轮包含大量复杂曲面,传统的三轴数控加工工艺受刀轴矢量约束较多,加工难度较大,极易出现形变、碰撞干涉等问题。基于此,本研究采用文献分析法探讨如何采用五轴联动加工技术优化整体叶轮的加工过程,阐明了整体叶轮的结构及加工技术难点,论述了整体叶轮五轴数控加工方法及刀轨生成的编程过程。研究结果表明,整体叶轮五轴数控加工方法包括三种,即点铣法、侧铣法、插铣法;五轴数控铣削加工的刀具轨迹可采用UG编制;整体叶轮五轴数控加工环节主要包括粗加工、叶片精加工、分流叶片精加工、轮毂精加工等。刀具刀柄选择、加工工艺路线设计、整体叶轮开粗、精加工等环节是整体叶轮五轴数控加工的关键工序,在实际的整体叶轮五轴数控加工过程中,需要根据工件的实际要求选择合理的加工方法。

高职院校高端五轴数控技能人才培养研究

在高职院校教育教学改革实践中,通过关注高端五轴数控技能人才的系统培养和优化,打造高素质的人才培养体系,实现课程教学活动实现创新发展的目标。因此本文从高职教育入手,对高端五轴数控技能人才培养工作的开展进行了深度探索和分析,重点从人才培养工作的实践措施进行系统的论述,旨在能优化人才培养体系,促进高职院校人才培养工作的科学变革,使人才培养工作实现高效化发展的目标。

基于五轴数控机床的复杂曲面加工研究

近年来,复杂曲面零件的加工需求日益增长。深入研究基于五轴数控机床的复杂曲面加工技术,首先详细阐述五轴数控机床的工作原理,其次分析复杂曲面加工的难点,最后着重探讨工件装夹定位、刀具路径规划、加工参数设置和后处理等关键的复杂曲面加工工艺要点。对比实验结果表明,五轴加工在形状精度、表面质量、加工效率和刀具寿命等方面具有显著优势。

五轴数控机床运动自由度分析

五轴数控机床的切削运动要比普通三轴数控铣床复杂,它释放了刀具相对工件的转动自由度,更容易遇到刀具干涉问题。为对五轴数控机床的切削运动有一个全面了解,文章对五轴数控机床的切削运动自由度原理进行分析,尤其对其中的转动自由度,利用了静态欧拉角、动态欧拉角的原理对其进行了较为详细的讨论。

面向五轴数控加工仿真的机床运动位姿算法研究

数控加工仿真是制造业发展过程中数字化与智能化的集中体现,然而现有研究在机床运动位姿计算精度上还存在不足,如未考虑数控系统指令模式、加减速控制以及机床几何误差等约束条件。针对上述问题,本文对五轴机床仿真运动算法进行研究,首先对五轴数控机床拓扑结构、模型和坐标系进行了完整定义,在此基础上探索了基于数控系统指令模式的刀具轨迹仿真密化以及相应的时间标记计算方法,并结合五轴数控机床几何误差模型,得到了更符合实际几何状态的机床模型运动位姿。通过对仿真机床实例的拓扑结构建模、刀位轨迹仿真密化以及机床模型位姿计算,对所提出的机床运动位姿算法进行了验证,证明该算法的可行性和有效性。

基于Geomagic和UG的螺旋桨逆向设计与五轴数控编程

在Geomagic中通过对螺旋桨叶片点云文件进行点云预处理、封装形成三角面,在多边形阶段进行模型修补和模型优化,进行曲面分类以及对轮廓线进行编辑,最终拟合成曲面。将其导入UG软件中进行模型创建,并完成螺旋桨叶片的五轴数控编程。

五轴数控机床后置处理算法研究及其验证

针对五轴数控机床的三种类型的机床,通过研究刀具的平移旋转时刀位点的变换,建立刀位点的变换关系式。针对不同的机床的运动特性,根据不同类型的机床系统,推导出不同种类机床的后处理算法。通过研究机床刀轴矢量的变换,得出角度变换的关系式,从而完成了CLSF文件和NC文件内数据的转化。建立了C-A型双转台机床、C-A型双摆头机床,B’-A型摆头转台机床三种不同机床的运动模型,并使用UG NX软件进行建模加工处理并完成验证算法的正确性。

透平叶片曲面重构及其五轴数控加工工艺

【目的】透平叶片属叶片类复杂曲面零件,主要应用在燃气轮机等的发动机上,需要叶片表面质量及轮廓精度的制造工艺要求比较高。透平叶片的曲面造型与精密制造具有较高难度,对损坏的透平叶片进行修复制造,要用到逆向工程技术对叶片的曲面进行重构。根据叶片的结构特点需要使用五轴数控加工技术才能更好地完成加工。【方法】以透平叶片为研究对象,通过光学扫描仪来提取透平叶片样件的点云数据,运用逆向设计软件Geomagic Design X对透平叶片的点云数据进行优化处理和三角形面片化,对透平叶片的快速曲面重构,将透平叶片的实体模型导入CAM软件UG中,进行五轴数控加工工艺分析与自动编程。【结果】通过逆向工程技术能快速构建出高质量的叶片曲面,利用五轴加工技术完成叶片的精密制造。【结论】将快速曲面重构技术与五轴数控加工技术相结合,可实现透平叶片的逆向设计与五轴数控加工,为叶片类零件的修复与再设计提供借鉴和思路。

基于UG的整体式叶轮五轴数控铣削加工仿真优化

对叶轮数控加工较为困难,根据叶轮的几何特征进行叶轮的三维建模,明确五轴数控铣削加工工艺,基于NX2000软件制定叶轮的粗、半精和精加工时的刀具轨迹,通过NX加工—后处理构造器创建五轴数控中心工作台,并生成叶轮NC程序代码,完成了叶轮的多轴数控加工。实验结果表明,该流程缩短了叶轮加工的生产周期,降低了生产成本,在一定程度上提供了叶轮加工制造的理论基础并具有一定的实用价值。

工件测量功能在西门子840D sl五轴数控机床中的应用

以西门子840D sl五轴数控机床为例,详细阐述了西门子840D sl五轴机床五轴功能参数配置方法、3D测头调试与标定方法、基于空间标准球与西门子五轴标定循环(CYCLE9960)精确计算五轴转换几何矢量方法。通过对五轴机床回转轴心、轴线等运动系统的矢量校准,有效减少五轴数控机床工件测量误差。同时对840D sl五轴坐标转换和西门子测量循环的工作原理和执行过程也进行了深入研究,基西门子840D sl五轴机床加工过程中刀轴矢量的运动变化规律,采用一种适用于通用五轴机床的工件测量方法,进而实现加工过程中工件坐标自动测量,缩短了零件的加工辅助时间,提高了加工效率和精度。

五轴数控机床非共振椭圆切削振动自动控制

为提高非共振三维椭圆切削振动的控制精度,提出一种五轴数控机床三维椭圆切削振动自动控制方法。将改进的人工蜂群算法应用于非共振三维椭圆切削过程中,对切削参数优化处理,以抑制切削过程中的颤振现象。通过对非共振三维椭圆切削装置轴向运动过程的分析,完成前馈控制器以及结构形貌仿真建模,提取凹坑型织构的典型参数。在前馈控制器基础上增加PID反馈环节,构建复合控制方案,最终实现五轴数控机床非共振三维椭圆切削振动的自动控制。经实验测试结果表明,所提方法可获取比较满意的切削振动控制效果。