管管相贯开孔及焊接装配面模型与RP仿真

为实现在五轴联动数控机床上完成对管管相贯情况下的管端焊接装配面及主管开孔的切割,在分析带有偏心的两管相贯数学模型基础上,应用空间解析几何数学方法推导出了在圆管上开不规则马鞍形孔的数学模型.基于骑坐式及插入式管管搭接方式建立了带钝边的焊接装配面模型.并在此基础上对机床的加工方式及精度进行了分析与控制.通过AutoCAD VBA编程生成相关数据,对比RP(rapid prototyping)技术生成的实物模型,验证文中提出的开孔及焊接装配面数学模型及其精度控制方法的可靠性与通用性.同时也说明了RP技术在开孔仿真和管件搭接模型验证中的优越性.

多管相贯结构中圆管分点平移试探排料算法

在多管相贯的桁架结构中,圆管端口截面相贯线通常为突变多、形状复杂的空间曲线。针对传统排料算法难以处理多管相贯模型下圆管排料的问题,利用空间解析几何知识和数值积分原理,在分析相贯线平面展开的基础上,提出了多管相贯结构中圆管的分点平移试探排料算法。该算法以细分点为自变量,通过对细分点位置进行平移,循环比较展开图中管件废料的积分面积,从而找出最优排料方案。该算法能有效处理端口截面相贯线为任意形状的圆管排料问题。对以该算法为基础的排料模型进行了仿真试验,验证了该算法的通用性和可靠性。

方管管端焊接坡口模型及加工工艺精度

针对一般用于加工圆管的五轴联动数控切割机床在加工方管时出现的加工工艺问题,相对传统的管、管模型,运用解析几何方法推导出了新的圆、方管空间相贯数学模型,提出了解决纵向轴补偿的"外接圆包络法",研究了适用于方管切割时切割角度的割炬位姿和两面角、坡口角等相关参数的数学模型,解决了方管相贯线拐点处坡口处理难题,提出了对带突变的切割轨迹的精度进行控制的自适应分点法和突变位置速度的控制处理方法,并验证了所建立的数学模型的可靠性和实用性.为多功能数控管道切割机床的开发提供了新的理论依据和思路.

通用典型桁架结构管端切割数学模型及仿真

为提高桁架结构同类型部分切割的效率,以工程管桁结构为对象,整理出典型多体相贯结构进行参数化,在两管相贯相贯线数学模型的基础上详细推导出空间K形接头的计算模型,在此基础上,提出了可通用的典型多体相贯结构建模方法和步骤.该数学模型给出了实现各种典型多体相贯结构精确建模的方法,解决了传统模型处理贯通情况适应性差问题.通过实例仿真表明,模型计算精度高、通用性强、编程实现难度小,可用于桁架结构中多种典型多体相贯结构的建模.

HTM6380卧式加工中心立柱-主轴系统热态特性研究

精密卧式加工中心立柱-主轴系统的热态特性对机床加工精度和稳定性具有重要影响。针对HTM6380卧式加工中心立柱-主轴系统的结构特征,通过对立柱-主轴系统的主要热源发热量及边界条件的分析计算,建立了精密卧式加工中心立柱-主轴系统的温度场模型并进行了实验验证。通过分析立柱-主轴系统的热变形状态,得出了影响系统精度的主要部位,为后续进行精密卧式加工中心热特性优化设计奠定了基础。