通用立铣刀真实切削轨迹下五轴铣削力计算

针对五轴铣削中刀具位姿变化和刀具类型差异所导致的铣削力预测难的问题,提出通用立铣刀五轴铣削力计算方法。基于通用立铣刀结构形式,建立通用立铣刀几何模型;综合考虑刀齿真实运动轨迹和刀具姿态变化,构建刀具瞬时切屑厚度模型;将刀具沿轴线方向等分成若干切削刃微元,并根据线性切削力假设建立刀具微元铣削力;将微元铣削力从刀具坐标系转换至工件坐标系下,并沿刀具轴向铣削深度进行积分,获得通用立铣刀的五轴铣削力模型;最后,在混联五轴数控加工实验平台上开展了铣削力测试。实测结果表明:所提铣削力计算方法正确有效,可作为后续五轴铣削工艺参数优选的理论依据。

基于改进Z-MAP方法的数控仿真切削轨迹的研究

针对平底铣刀、球头铣刀不同的切削轨迹,提出了改进的Z-MAP方法,实现了切削段的扫掠面计算与切削计算的算法.该算法在数控仿真系统中的应用表明,数控仿真过程中的刷新速率可以提高到(56.170±1)f/s.

三螺杆泵从动杆截面造型与切削轨迹规划研究

螺杆作为螺杆泵的核心组成部分,其加工精度直接影响着螺杆泵的工作性能。根据某型号三螺杆泵从动杆的截面设计数据点对其进行拟合,获得螺杆三维模型;在此基础上根据残留高度法获得刀具行距及刀位点坐标,对盘铣刀加工螺杆的轨迹进行规划,并通过切削仿真进行验证。

球头铣刀多轴铣削加工的切削刃微元点轨迹模型

切削刃微元点轨迹是描述瞬时未变形切削厚度的基础,瞬时未变形切削厚度是铣削力预测的关键.为此,针对球头铣刀多轴铣削加工过程,建立利用位置矢量来准确描述切削刃微元点的轨迹模型.首先,通过建立工件和刀具瞬时坐标系的空间变换模型来描述刀具的位置和位姿;然后,在此基础上结合球头铣刀切削刃的几何特点建立切削刃微元点的空间位置矢量,并进一步推导描述切削刃微元点轨迹的矢量形式;最后,利用C++编程语言和OpenGL图形接口实现切削刃微元点轨迹仿真,并通过对比分析仿真结果与跟踪球头铣刀1∶1三维模型上标记点的位置数据,验证了切削刃微元点轨迹模型的正确性.

等高齿弧齿锥齿轮切削模拟仿真

依据等高齿弧齿锥齿轮啮合原理与加工方法获得切削轨迹方程,建立刀盘、刀条及齿坯的三维模型,通过Advant Edge软件进行等高齿弧齿锥齿轮的切削模拟仿真,得到不同切削参数下的切削力和切削温度,获取较合理的切削参数。根据切削模拟仿真进行了切削试验,对齿轮精度进行了检测。

球头铣刀切削加工表面形貌仿真技术研究

针对五轴机床加工过程中刀具接触点连续变化导致工件表面形貌预测不精确的问题,提出了一种基于切削刃运动轨迹的球头铣削加工表面形貌预测模型.考虑刀具几何形状、表面倾斜角以及切削工况,建立球头铣刀切削刃运动轨迹公式;并使用Visual C++语言开发表面形貌仿真软件;通过切削加工验证试验验证模型预测精度.试验数据与仿真结果对比表明:表面形貌仿真预测结果与试验数据具有很好的一致性;因此该模型可用于五轴加工过程中球头铣刀加工表面形貌的精准预测.

振动研磨装置设计

研究设计一种小巧、价格低廉的研磨装置,可直接装夹在某些机床(如车床)的刀架上,通过切换,对轴的表面进行研磨加工,以获得较小的表面粗糙度或较高的尺寸精度.以车床为例,论述该装置的基本原理,实现方式.通过分析和绘制研磨的切削轨迹,着重讨论如何确定合适的振动参数,以达到最佳的研磨效果.初步实验结果表明,可将金属轴之表面迅速研磨至粗糙度Ra0.2μm以下,并可获得接近镜面的抛光效果.

工件自旋转平面磨削单晶功能材料的研究进展

单晶Si,Si C,α-Al2O3,Li Ta O3等是制作半导体晶圆的常用功能材料,晶圆的精密加工多采用工件自旋转平面磨削(RISG)。RISG不同于传统的往复平面磨削,相互接触的砂轮和晶圆绕各自轴线旋转,依靠砂轮的轴向进给磨削。本文介绍了RISG加工的原理及磨粒运动的数学模型,分析了磨纹密度、倾斜角、系统刚度等因素对RISG加工晶圆的平面度和表面粗糙度的影响,并通过分析磨削力探索RISG的材料去除机理,展望了晶圆加工的研究方向。

三维超声辅助磨削的表面质量研究

针对三维超声辅助磨削加工方法的研究,建立砂轮磨粒切削运动模型,推导单颗磨粒切削轨迹方程,通过仿真分析二维和三维超声辅助磨削单颗磨粒切削轨迹,初步得出三维超声辅助磨削有望得到更优的表面质量。通过三维超声辅助磨削加工试验并观测陶瓷试件的表面粗糙度和微观形貌,证明三维超声辅助磨削的陶瓷表面粗糙度值相对较小,表面轮廓相对平整,三维超声辅助磨削能得到比二维超声辅助磨削更优的表面质量。

C/SiC复合材料表面粗糙度铣削加工工艺研究

分别运用镶嵌金刚石铣刀、钨合金铣刀、金刚石磨棒以及超硬铣刀对C/SiC复合材料进行切削加工,通过大量的切削工况的试验,分析了刀具、切削轨迹和加工余量对于材料表面质量和粗糙度的影响。试验研究表明:金刚石铣刀相比其他三种刀具能有效地改善材料的粗糙度和亚表面质量;综合材料粗糙度参数和电镜结果得出铣削轨迹对材料表面质量的影响依次为单向刀路、纵向往复刀路,横向往复刀路、螺旋刀路;当C/SiC复合材料的加工余量减少到一定程度,表面粗糙度会趋于稳定。

行星复合铣削及其刀具研究

行星复合铣削方法是复合加工方法的一种实现形式,该加工方法所产生的切削力较普通端铣加工的切削力有大幅度的降低,从而能有效地降低切削热、减少工件变形、提高刀具寿命。行星复合铣削方法切削力大幅度地降低的主要原因是该方法的切削轨迹使其能将厚切削层分解为细小的切削层,而该方法中的立铣刀的螺旋角和半径对实际切削力的影响很小。行星复合铣削方法在刀盘低速旋转时就能实现高速切削,有效地避开了高速旋转刀盘的动平衡问题,结合其切削力小的优势,通过增大刀盘直径并增加立铣刀数量来提高加工效率。行星铣刀采用行星轮系结构,能够达到行星复合铣削方法切削轨迹要求,具有扭矩大、运转可靠等优势。