链轮齿沟齿侧加工方法简析

１前言链轮作为传动元件，在煤矿机械中起着重要的作用。我厂采用链轮类型多为滚子链链轮，它在与链啮合过程中，承受巨大的交变载荷，这就要求链轮有高精度的加工过程，使其不干涉和根切，从而延长链轮的使用寿命。所以链轮加工方法的选择尤为重要。２传统加工方法的对比...

考虑刀具偏心的五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度模型

在五轴侧铣加工过程中,两个旋转轴运动使得刀具姿态实时变化,增加了IUCT计算的复杂程度,为保障其计算精度往往采用较为耗时的计算方法。为了解决五轴侧铣铣削中IUCT预测效率低下的问题,提出一种考虑刀具跳动的IUCT计算方法。首先建立刀具的几何模型,沿刀轴方向将刀具离散,获得当前切削点的坐标。其次,根据两个相邻刀具的位置关系推导出IUCT的显性表达式。最后,通过对比该模型和现有模型,结果表明,所提出的IUCT预测模型不仅具有良好的计算效率,同时具有较高的预测精度。

回转刀具侧铣加工扫掠包络面几何造型及其应用

三维曲面加工是通过刀具扫掠包络面逼近设计曲面来实现的。针对侧铣加工,提出一般回转刀具扫掠体包络面的双参数球族包络表示方法,建立刀具包络面及其第一和第二基本型的解析表达式。定义两种用于评价设计曲面与包络曲面之间偏差的法向误差函数,并推导出其关于刀具回转面和刀轴轨迹面形状控制参数的一阶梯度表达式,在此基础上提出了刀具扫掠包络面最佳逼近设计曲面的扫掠造型方法,为研究五轴侧铣加工所关心的各类运动几何学问题提供了理论框架。侧铣加工离散刀位优化的应用实例验证了所提方法的有效性。

空间凸轮廓面侧铣加工及最小二乘优化刀位方法

通过对空间凸轮非等价加工方式下理论刀轴轨迹曲面微分几何特性的研究,表明加工空间凸轮工作廓面必然存在法矢异向误差。为寻求加工误差最小的最佳刀轴矢量,提出了数控侧铣加工空间凸轮廓面的方法。根据实际刀轴轨迹面是直纹面的性质,以NURBS直纹面重构理论刀轴轨迹面,采用最小二乘优化方法确定侧铣加工刀位,给出了理论加工误差模型,并通过实例的数值计算和加工实验结果证明了该方法的有效性。

五轴侧铣加工空间刀具半径补偿研究

通过分析五轴侧铣加工的特点,给出一种空间刀具半径补偿算法,该算法利用几何平面投影原理,将三维空间内的刀位点投影到二维平面内,结合直线插补的二维平面刀具半径补偿公式,确定二维平面刀具半径补偿向量。再通过逆投影,得出三维空间刀具半径补偿向量。基于VERICUT平台对该算法进行仿真,结果表明所建立的五轴侧铣加工空间刀具半径补偿算法正确有效。

基于正向杜邦指标线的五坐标侧铣加工

为实现叶轮类零件的多坐标侧铣加工,通过引入正向杜邦指标线,利用鼓锥形刀对自由曲面的五坐标侧铣加工进行研究。针对具有严格凸切削刃的侧铣加工刀具,提出不发生局部干涉的充要条件是切触点处刀具曲面的正向杜邦指标线位于被加工曲面的正向杜邦指标线之内。给出利用鼓锥形刀侧铣加工自由曲面时实施干涉检查的判断准则以及消除干涉的修正方法,推导出具有严格凸切削刃的刀具在给定的残留高度下侧铣加工带宽的计算方法。在此基础上,利用等残留高度法实现鼓锥形刀侧铣加工自由曲面无干涉刀具轨迹的生成。算例表明,在相同残留高度下,鼓锥形刀侧铣较之球头刀加工效率提高37．44%,说明侧铣加工是提高切削效率和加工质量的一种有效途径。

双侧盲孔加工机械的双轴旋转角度的定位控制实现

提出了一种替代PLC运动控制单元的角度定位控制方案,以C8051F单片机为核心器件,利用其定时器具有翻转输出功能,产生2路独立脉冲输出,实现角度定位控制.讨论了频率参数的确定和机械零点的返回,给出了单片机角度控制器硬、软件设计方案.与常规PLC控制相比,该方案具有成本低廉、速度高等优点,已在双侧盲孔加工机械中成功获得应用.

立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时的刀位求解

针对剖分式直齿锥齿轮齿面的立铣刀铣齿加工,本文提出了一种立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时的刀位求解方法。根据直齿锥齿轮齿面成形原理,建立了齿面加工坐标系,分析了剖分体的齿面加工路径。通过刀具位置及其姿态分析,进行了齿面数控加工过程的刀位求解,得到了在剖分轮坯上切齿时刀心坐标、刀轴矢量的显函数表达式。在此基础上,通过后置处理及数控加工编程,结合VERICUT软件进行了切齿加工仿真及结果分析。通过侧铣加工及测量实验,验证了本文提出的立铣刀侧铣加工剖分式直齿锥齿轮时刀位求解方法的可行性和正确性。实验结果表明:加工出齿轮的齿距极限偏差为25.3μm,齿距累积总偏差为21.8μm,径向圆跳动偏差为38.3μm,齿廓总偏差最大偏差为5.6μm,齿廓形状公差最大偏差为2.6μm,所有加工偏差值均在正常的范围之内,且达到了规定的特大型直齿锥齿轮的精度标准。

侧铣加工中铣刀形状和运动路径的求解

研究五轴联动数控机床侧铣加工中铣刀的形状确定和运动路径的规划问题.利用旋转曲面铣刀和设计曲面呈相切关系的事实,将一个铣刀的刚体运动描述为一个带约束的优化问题并给出求解方法.该方法以用户交互给出的一个线段作为铣刀轴的初始位置,通过计算铣刀的最优刚体运动生成一个轴线段的运动序列,并再通过对旋转曲面的经线做最小二乘拟合得到一个旋转曲面铣刀.实验结果表明,文中方法得到的刀具的运动生成的加工曲面与设计曲面具有较小的逼近误差,从而提供了一种铣刀运动路径优化算法的初始化方法,对提高已有路径优化算法的效率和结果的质量有重要作用.

侧铣加工空间刀具半径补偿技术实现

通过对侧铣加工空间刀具半径补偿算法的研究,建立刀具和工件模型,并对其进行了求解和公式推导。对任意侧铣加工曲面进行偏置计算,生成带有刀具半径补偿的侧铣偏置曲面,从而解决了侧铣加工中曲面偏置位置的问题,实现了侧铣加工空间刀具半径补偿,该方法的应用为数控系统研究侧铣空间刀具半径补偿提供了参考。

四坐标侧铣加工中的误差分析

首先将四坐标侧铣加工存在的加工误差分为由四坐标加工自身的局限性引起的误差和法矢异向误差两种,然后分别对这两种误差的产生原因进行了分析并给出了计算公式,另外还给出了法矢异向误差沿直母线方向的分布并提出了一种减小法矢异向误差的算法。

侧铣式高速电弧放电加工的极间流场仿真及加工试验

在高速电弧放电加工方法的基础上提出一种用于加工连续曲面、直纹面等的新型加工工艺——侧铣式高速电弧放电加工方法。与其他利用电弧进行加工的工艺方法相比,侧铣式高速电弧放电加工主要利用电极的侧面进行电弧蚀除加工,可用于加工各种复杂曲面和曲率半径较大的型腔及沟槽、流道等。侧铣电极采用侧面周边及底面多孔结构,能够实现极间的强化内冲液,在电极旋转运动的配合下,可有效控制电弧进而达到高效去除材料的目的。为了深入研究流场对侧铣式高速电弧放电加工效果的影响,建立了加工过程的极间流场模型,仿真并分析了侧铣电极在不同冲液孔分布及冲液入口压力下的极间流场。分析及进一步的工艺试验结果皆表明,在冲液入口压力为1.6 MPa时,在保证电极结构强度的条件下,增加电极的周向孔数,可以实现极间工作液的充分流动,使流场分布更均匀,从而改善电弧放电状态,可以获得较好加工效果。试验表明,在峰值电流400 A时,侧铣式高速电弧放电加工Cr12模具钢的材料去除率可以达到4 095 mm^3/min,相对电极损耗率为2.5%。最后,采用侧铣式高速电弧放电加工方法进行了连续曲面及涡轮叶片特征流道加工的可行性验证。

侧铣式高速电弧放电加工工艺研究

侧铣式高速电弧放电加工利用电极侧面放电蚀除工件材料,能加工复杂的型腔、沟槽及直纹面等。为了探索这种新型电弧放电加工的工艺特性,探讨了峰值电流、脉宽和冲液压力等条件对工件材料去除率和相对电极损耗率的影响。实验结果表明:提高冲液压力和峰值电流均能增大工件材料去除率;相对电极损耗率随冲液压力的提高而增大,随峰值电流的提高而减小。在一定范围内,工件材料去除率随脉宽的提高而增大,相对电极损耗率随脉宽的提高而减小。

四坐标侧铣方法加工叶轮的数控实验

提出了四坐标侧铣方法加工叶轮等不可展直纹面理论,并按相对接触条件确定了圆柱刀具与工件的相对位置。相对于端铣加工,该方法大幅度减小了切削余量。最后,通过数控实验验证了该方法的可行性,并结合了径流式叶轮机械轴—径型叶轮抛物面叶片的成型设计计算方法,使设计计算和加工计算更方便,加工效率更高。

直纹面侧铣加工精度可靠性分析

针对直纹面侧铣加工中存在动态不确定性因素导致其精度可靠度计算效率低、可靠度预测困难等问题,提出了基于加工切触点高斯过程(GP)模型的精度可靠性分析方法。考虑机床驱动误差与刀具参数不确定性,将切触点坐标变换值应用高斯随机过程表征,并基于LU400型BC轴机床拓扑结构建立精度可靠度模型;通过K-L变换分解切触点随机过程,求解获得精度可靠度GP代理模型;以模型精度指标迭代更新计算模型,并基于代理模型采用蒙特卡洛法获得可靠度值。结果表明,所提方法具有较高的求解效率和精度,为直纹面侧铣加工精度可靠度预测提供了有效的方法。

五轴侧铣加工空间刀具半径补偿算法的研究

根据五轴数控侧铣加工主要依靠刀轴矢量姿态变化来完成的特点,对侧铣加工中的刀具半径补偿问题进行研究,提出了一种补偿方法.该方法应用在工件坐标系下,与具体的机床类型无关,充分考虑刀轴矢量可变的各种加工情形.算法包括一个加工块内的半径补偿、拐角类型的判别公式、内拐角和外拐角处的过渡处理方法.文中对补偿方法进行了误差理论分析,并结合加工实例在matlab中进行了仿真实验,实验结果显示补偿算法能够满足系统加工的精度要求.

整体叶盘侧铣加工颤振可靠性预测

整体叶盘侧铣加工中,叶片薄、刀具悬长大,极易发生颤振。颤振留下的波纹面,对整体叶盘的表面粗糙度及服役性能影响极大。为了准确预测整体叶盘侧铣加工的稳定性,考虑随机变量对加工稳定性的影响。应用动态结构系统的可靠性分析法——一次二阶矩法,建立了整体叶盘侧铣加工系统的颤振可靠性模型;该模型以结构参数和主轴转速为随机变量,以颤振频率为中间变量。利用颤振可靠性模型绘制可靠性叶瓣图,该图可用于划分加工可靠性区域。通过实例验证了该方法的有效性,并与蒙特卡罗法进行对比。验证结果表明可靠性叶瓣图可用于确定侧铣加工的稳定性概率预测,可以代替传统的稳定性叶瓣图。

五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度计算模型

在五轴侧铣加工铣削力建模中,瞬时未变形切屑厚度的计算是铣削力预测的关键环节,直接影响着铣削力预测的精度与效率。为了提高铣削力的预测精度与效率,基于五轴机床空间运动分析,并考虑刀具径向跳动因素,提出了一种五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度模型。首先,分析了五轴侧铣加工中铣削刃随刀具旋转、摆动与平移的复合运动规律,得到在不同刀位点处各切削刃的坐标位置;其次,考虑刀具径向跳动因素,提出了一种瞬时未变形切屑厚度的快速计算方法;最后,结合参数化厚度补偿的思想,对求解出的瞬时未变形切屑厚度进行修正,建立了一种等效厚度模型。将本文提出的等效厚度模型与现有的圆弧模型和线性迭代精确模型应用于算例中进行仿真。结果表明:等效厚度模型更加接近迭代精确值,平均误差率仅为1.37%,其与圆弧模型的平均误差率相比降低了8.35%,一定程度上提高了瞬时未变形切屑厚度的预测精度;在保证了预测精度的前提下,该模型相比于线性迭代模型将瞬时未变形切屑厚度的预测效率提高了10倍以上,在五轴侧铣加工铣削力预测中具有良好的应用前景。

城轨车辆侧墙板加工工装模块化设计

模块化工装设计有利于提升工装的切换速度及通用性,从而降低工装制造成本、提高生产效率,进而实现精益化生产。文章详述了该工装的设计思路、结构以及使用效果等。

侧铣加工刀位轨迹优化算法研究

针对非可展直纹面侧铣精加工刀轴矢量计算中存在的问题,侧铣加工误差几何模型分析圆柱铣刀加工非可展直纹面误差产生的原因。以两点偏置法和三点偏置法等基本算法为基础,提高非可展直纹面类零件的加工精度,文章提出一种定点旋转寻求最优刀轴矢量组的计算方法,并且采用密切法进一步优化。通过优化算法使加工误差趋于最小,最终得到整体最优的刀轴轨迹。此方法与已有方法进行加工实验对比,从仿真结果可以看出明显提高了加工精度,对非可展直纹面侧铣加工提供一定的参考意义。