金属板料单点渐进成形自适应螺旋线轨迹生成研究

等高线成形轨迹是现行板料渐进成形的主要加工方式。针对等高线成形方式易产生局部凹陷或破裂等问题,提出了一种基于STereo Lithography(STL)三角面片法向矢量的自适应螺旋线轨迹的生成算法。利用顶点偏置法偏置STL三角面片模型,对偏置后的模型采用自适应分层算法求取分层面与模型的交点,得到与XY平面平行的系列轮廓线,并将各层轮廓线离散成等数点,再对相邻轮廓上点的插值得到自适应螺旋线轨迹。算法实例表明,螺旋线成形轨迹能缩短成形时间,可避免等高线成形中刀位点集中造成的质量缺陷等问题。此外,双成角成形件不同区域表面粗糙度的一致性,说明自适应螺旋线轨迹在变成形角成形件上能避免等高线成形件表面粗糙度的多样性,在统一变成形角成形件表面粗糙上具有广阔的运用前景。

螺旋线轨迹在纹理合成算法中的应用

本文在MRF模型和已有块拼贴算法的基础上,根据纹理的邻域相关性以及匹配点的位置分布在上次合成匹配点邻域的概率较大这一特点,直接选取前一匹配块的相邻块为待选最佳匹配块,使算法能够快速地采样到最优匹配块,并能较好的保持合成纹理的邻域相关性;同时,采用螺旋顺序逐块合成纹理,能够加强对合成过程的约束,克服了合成过程中不连续区域的出现。本文算法较好的维持了样本图的结构特征,在保证纹理合成质量的同时,能够有效的减少算法的计算量。

等重叠率螺旋线的非球面抛光轨迹规划

为改善抛光轨迹以获得更好的加工精度,分析了轨迹在非球面上所产生的去除区域的覆盖情况,并提出了一种等重叠率螺旋线抛光轨迹规划方法。基于赫兹接触理论的去除区域的覆盖情况分析表明,常用的阿基米德螺旋线由于弹性接触变化和投影行距变化导致轨迹间去除区域接触变化,从而不能保证加工精度均匀一致,为此引入了重叠率的概念以量化分析该变化情况。提出的轨迹规划方法分析了重叠率的变化特点,并依据螺旋线的性质建立了螺旋线行距与非球面面形的变化关系,保证了轨迹间去除区域的稳定接触。仿真结果表明,在非球面抛光过程中应用等重叠率螺旋线轨迹,重叠率变化范围从阿基米德螺旋线轨迹的56.1%~26.2%缩小到现在方法的56.1%~55.3%,为非球面抛光的均匀性和一致性奠定了基础。

基于变间距螺旋线的计算机控制抛光轨迹规划

目的改善抛光轨迹以获得更好的加工精度。方法分析计算机控制抛光中常使用的阿基米德螺旋线轨迹,发现使用该方法加工回转曲面时,由于投影行距变化,导致轨迹间去除区域的接触情况变化较大,将影响抛光后的表面质量。为此引入面积重叠率这一概念,以量化分析去除区域的接触面积变化情况,同时提出一种变间距的螺旋线轨迹规划方法,该方法可确保加工轨迹产生的去除区域均匀一致。结果分别采用2种螺旋线轨迹规划方法对同一初始表面(面形误差为峰谷值E_(pv)=9.04μm,均方根值E_(rms)=0.6228μm)进行仿真加工,采用变间距螺旋线所得抛光后面形误差为E_(pv)=2.15μm,E_(rms)=0.018μm,而采用阿基米德螺旋线所得抛光后面形误差为E_(pv)=3.47μm,E_(rms)=0.036μm。结论仿真结果表明,采用变间距螺旋线轨迹抛光后的表面质量相比阿基米德螺旋线轨迹有较大的提高。

双偏心套传动机械摆辗机摆头螺旋线运动轨迹的形成、变异与控制

根据摆辗机摆头结构特点,设计了内外偏心套传动矢量运动模型,利用Matlab软件对异速同向双偏心套的运动轨迹进行了模拟仿真,当外偏心套转速ω_1〉0,内偏心套转速ω2〉0,且ω1≠ω2时,摆辗机摆头的运动轨迹为螺旋线型,阐述了一个周期内螺旋线空间曲线的形成规律,并对影响螺旋线的参数进行了分析。结果表明：螺旋线的起点位于（2R,0）处,运动周期为2π,在0-π时刻,摆头轴端中心点逐渐靠近轴心同时螺旋式上升;在π-2π时刻,摆头轴端中心点逐渐远离轴心同时螺旋式上升;螺旋线旋转的圈数为β或1/β真分数的分母和分子之差,β或1/β越小,螺旋线的重叠部分越少;β或1/β接近1,螺旋线的重叠部分越多。

不同轨迹下摆辗成形规律

基于螺旋锥齿轮的摆辗成形技术,结合不同轨迹成形曲线分析,使用有限元分析软件DEFORM-3D对圆轨迹、螺旋线轨迹和玫瑰线轨迹这3种轨迹对齿形填充、轴向载荷、金属流动、损伤因子和温度场5个方面的成形规律做了研究分析,结果表明,3种轨迹下这5个方面的成形均有着明显的不同:玫瑰线轨迹的齿形填充效果最好;圆轨迹的轴向载荷最低且波动相对最小;玫瑰线和螺旋线轨迹下金属可以沿轴向、切向和径向流动,而圆轨迹则只可沿轴、切向流动;工件的损伤因子分布演变规律和温度场演变规律也因3种轨迹下摆头不同的运动方式和变化频率而有所不同。