自由曲面粗加工分层行切刀轨规划方法

粗加工分层行切刀轨加工效率高、适用范围广,但在加工自由曲面时相邻行刀轨连接处容易产生过切或切削余量过大。针对三轴数控粗加工的不足,提出了一种分层行切刀轨规划方法:获取加工平面上的曲面轮廓,以初始刀轨与轮廓交点定义加工区域,并以交点邻域的局部轮廓计算出无干涉刀位点;向相邻行刀轨搜索不与轮廓线发生干涉的刀位点进行连接,对连接刀轨提出以精度为约束的离散特征点计算逼近误差的方法,通过新增过渡刀位点使最终的连接刀轨逼近误差低于最大允许值。所提出的方法对包含自由曲面的零件生成了刀轨,并进行仿真加工,结果验证了方法的可行性。

环切刀轨无跳刀过渡连接算法

在口腔修复体数控粗加工中环切走刀方式应用广泛,为了减少加工时刀具跳刀次数以缩短空走刀时间和优化刀轨环之间的过渡连接,提出了基于单根树结构的环切刀轨无跳刀过渡连接算法。在该算法中,根据刀轨环计算过程中建立的父子关系构建刀轨环树,然后对刀轨环树拓扑分解实现刀轨环编组,编组环集合中具有父子关系的刀轨环之间通过"过渡点对"构建过渡连接关系,最后遍历刀轨环树获得无跳刀刀轨。实验表明,该算法无跳刀,无重复切削,满足实际加工要求。

平面型腔广义转角残留区螺旋环刀轨计算算法

为清除平面复杂型腔粗加工后产生的多种不规则的残留区,提出一种螺旋环刀轨方案;在构建广义转角残留区的基础上,设计和建立统一的螺旋环刀轨生成算法,以满足顺铣和径向切深均匀的要求.首先引入广义转角残留区的概念,统一定义和表示转角、窄颈残留区;然后根据瓶颈线对窄颈残留区进行分区,构建广义转角残留区;最后依据径向切深,采用迭代的方法生成螺旋环刀轨.实例结果表明,该算法是正确和有效的.

刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法

针对刀轨环如何高效地连接成环切刀轨的问题,提出了刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法。首先在基于向量角分线的子域上生成等距环,然后建立刀轨环数组和生成环的多个单向链表,采取顺序取外等距环、逆序取内环的方式生成单根节点刀轨环关系树,提出尖角垂线过渡的连接方式,遍历刀轨环树获得无跳刀刀轨,最后构建加减速数学模型并验证算法的有效性。试验表明,该算法计算效率高,无跳刀,满足实际加工要求。

散乱点云数控加工刀轨优化算法研究

提出一种散乱点云数控加工刀轨优化算法,该算法在精度允许范围内,通过迭代逼近对散乱点云数控加工刀轨进行精简,根据光顺性条件调整刀轨节点,实现数控加工刀轨的优化,实例证明该算法在保证加工精度的前提下可高质量地生成散乱点云数控加工刀轨,显著提高产品的加工效率及加工质量。

自由曲面等残留高度数控加工刀轨生成方法

等残留高度数控加工刀轨的相邻行刀位点之间的残留高度值为最大允许值,实现了最大化刀轨行距、最小化刀轨总长度。针对自由曲面提出了一种三轴等残留高度刀轨生成方法:基于刀具进给方向法平面上的曲面局部轮廓和刀具圆,构建了等残留高度点的迭代算法;提出了下一行刀位点初值的优化算法,通过自适应离散刀具与曲面相交的局部曲面、迭代计算刀位点和离散点之间最小距离的方法获取下一行等残留高度刀位点。与等间距法刀轨相比,所提出算法生成的等残留高度刀轨行数和总长度明显减少,验证了算法的可行性和有效性。

船用柴油机机架类零件特征刀轨规划与优化技术

针对某柴油机制造企业机架类零件结构的特点,在CAD/CAPP/CAM集成系统的框架下,从刀具加工轨迹规划所面临的实际问题出发,研究了基于特征的刀具轨迹规划及优化技术,开发了船用柴油机机架类零件特征刀具轨迹规划及优化系统,并运用UG加工仿真模块对优化结果进行了切削仿真,与传统刀具轨迹规划的结果进行对比验证了该方法的实用性。该系统能提取加工特征几何、工艺等用于刀轨规划所必需的信息,实现了机架类零件的加工特征刀具轨迹的快速生成,而且对其他类型复杂零件的刀轨规划与优化问题也有很好的借鉴意义。

压缩机叶轮零件数控加工刀轨规划与仿真分析

针对涡轮增压器中关键零件压缩机叶轮加工难点,从毛坯、机床、刀具和装夹方案等方面展开工艺分析,采用叶片粗加工、轮毂精加工、叶片精加工和圆角精加工等4个加工策略进行刀轨关键参数设置,研究了基于NX和VERICUT的刀轨规划及仿真分析过程。分析结果表明:刀轨规划效果良好,可以获得较优的零件轮廓和较高的表面质量,也能够保证叶轮整体性能要求。研究结果也为现场加工此类零件提供了一定的参考依据。

基于支持向量回归的数控加工刀轨自动规划方法

传统的刀轨规划方法基于经验公式和手工计算,效率低下且难以保证加工精度,对此文章提出基于支持向量回归的数控加工刀轨自动规划方法。试验结果表明,基于支持向量回归的数控加工刀轨自动规划方法可提高效率与加工精度,具有较高的实用价值。

点云模型粗加工刀轨高效生成方法研究

为了提高点云粗加工刀轨生成效率,提出一种基于栅格划分的刀轨计算方法和基于距离法的行切刀轨连接方法,利用栅格数据量较小、组织简便的优点,将点云划分到栅格、再运用分层切削法计算粗加工刀轨,避免了海量数据点运算量大的问题;为减少抬刀次数、简化刀轨连接,提出一种直接根据刀轨之间距离关系连接相邻刀轨的算法,避免了识别、组织切削区域或构建中间数据结构,实现了刀轨的高效连接。最后对算例生成刀轨并进行加工仿真,验证了方法的可行性。

点云模型再设计的刀轨重新生成技术

逆向工程中的点云模型往往需要多次修改和试制才能满足需要,通常修改的区域都很小,若只对修改区域重新生成刀轨将大大减少计算时间,为此提出一种算法。首先识别出受修改影响的刀位点,逐行重新计算坐标,并新增刀位点使其满足加工误差,未受修改影响的刀位点继续沿用;然后计算新生成的刀位点与邻行刀轨的残留高度,若超过允许值,则新增若干行刀轨。实例验证表明,当点云修改区域所占比例较小时,与重新生成所有刀轨相比,算法耗时较少。

型腔边界拐角精加工刀轨生成算法的研究

在识别粗加工余料区域的基础上,从均匀径向切削深度、平滑刀轨路径等方面考虑,研究并实现了型腔边界拐角处的精加工刀轨生成算法。采用将拐角区域加工分为多个循环进行渐进切削的策略,可减小径向切深。同时,每一切削循环内切削段和空程刀轨段、各循环之间均采用圆弧过渡,刀轨路径满足一阶连续,从而可减小切削力的变化幅度和方向突变,提高加工精度。

型腔高速铣削刀轨生成算法研究

在常规的环切刀轨生成算法基础上 ,设计了型腔高速铣削加工刀轨生成算法 对刀轨的拐角进行了平滑处理 ,实现了相邻刀轨环之间的光滑曲线过渡 ,避免了刀具运动方向的急剧变化 。

型腔铣削加工光滑螺旋刀轨生成算法

针对传统行切、环切刀轨存在方向突变的拐角,不适用于型腔快速铣削的问题,提出一种新的刀轨生成算法。首先通过线性插值型腔边界的等距多边形生成螺旋状折线,然后以指数函数分布规律插入控制顶点,以这些控制顶点所定义的B样条曲线为基础规划最终刀轨。所生成刀轨不需要离散成大量小直线段即可直接用于具有NURBS插补功能的高速数控系统;另外,刀轨可以任意阶连续,从而减小切削力的变化幅度,避免方向突变,提高加工效率和加工精度。

基于UG10.0多轴编程刀轨转曲线研究

为了解决UG10.0编程软件自身多轴编程功能不能优化地编制出特殊曲面的刀路轨迹的缺陷,通过研究采用刀轨转曲线方式(即研究编制输出数据点后处理文件),采用数据点后处理和曲线转化相结合方式编制出优化的刀轨路径。经大量的实际加工验证,此编程方式可提高编程人员多轴程序的效率,提升加工程序的准确性和优化性。

三角网格曲面等参数线刀轨生成算法

提出一种三角网格曲面等参数线刀轨生成算法。采用调和映射的方法对三角网格曲面进行参数化,给出了四种等参数线刀轨规划方式;根据网格模型、投影网格和参数网格之间的对应关系,由残留高度确定参数网格中的x或r参数线;在此基础上,采用"区域划分"的方法快速生成了无干涉、无冗余数据的网格曲面等参数线行切和环切刀轨。实验结果表明该算法是可行和有效的。

实体模型的三轴数控粗加工刀轨生成算法

提出一种适合实体模型的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法 .首先根据加工行距作一组平行于刀轴的平面 ,与模型的待加工表面求交 ,得到一系列交线 ;再根据精度规划一组垂直于刀轴的分层平面 ,与上述交线求交 ,在每一分层平面上判断加工区域 ,规划出加工刀位轨迹 ,将每一分层平面上的刀位轨迹按适当的方式连接起来 ,就构成零件的整体加工轨迹 .该算法避免了轮廓环等距、自交处理和布尔运算等复杂的计算过程 ;同时 。

三角网格细分曲面数控加工刀轨快速生成算法

提出了一种基于三角网格细分曲面模型的刀轨生成算法,建立三角网格细分曲面模型的空间聚类索引结构,基于该结构实现网格模型与刀轨截面快速、精确求交获取刀触点集,并根据刀触点对应曲面位置处的微分几何性质确定刀位点,采用最小生成树算法对刀位点集排序生成刀轨。实例证明,该算法可有效提高复杂曲面模型的刀轨生成效率及精度。

细分曲面的NC刀轨生成算法及实现

提出了一种基于LOOP细分规则的NC精加工刀轨生成算法 ,该算法将细分曲面应用于CAD/CAM系统 ,适用于任意拓扑的三角网格模型 ;通过控制曲面等距误差来生成满足给定精度要求的NC刀轨 .其核心思想是 :首先计算LOOP细分曲面控制顶点的极限点和法矢量 ,然后从极限点开始 ,沿其法矢方向以球头刀的半径长度按照给定精度向外等距 ,获得等距曲面 ,最后在等距曲面上生成精加工数控刀轨 .实例表明该算法稳定、高效。

基于散乱点云数据的五轴数控加工刀轨生成算法

提出一种基于散乱点云数据的五轴数控加工刀轨生成算法,该算法根据点云数据的型面特征规划驱动刀轨,基于点云数据的动态索引获取瞬时加工区域,计算瞬时加工区域中数据点对应刀位点集,选取刀轴正向最高点作为当前刀位驱动点对应的无干涉刀位点,检测相邻刀位点间的极限加工误差并采用二分插值法控制刀轨精度,最终生成满足精度要求的五轴数控加工刀轨,实例证明该算法刀具适用范围广,可对各种复杂型面的产品点云数据生成高质量的五轴数控加工刀轨。