金属板料数控渐成型与数控铣削的残余高度对比分析

针对金属板料研究了数控渐进成型技术和数控铣削的残余高度计算方法,对比分析了方法的可应用性,并且通过实验验证了在不同技术手段下金属加工件的残余高度。实验表明在工艺参数相同的情况下,数控铣削技术和数控渐进成型技术形成的加工件表面残余高度相差较小。

改进的等残余高度加工自由曲面刀具路径生成算法

提出了改进的等残余高度算法用于加工自由曲面刀具路径生成。算法在生成相邻刀具路径轨迹时分两步,首先根据当前刀具路径轨迹,采用了Newton-Raphson迭代法精确求取刀具运动包络体上的点到自由曲面的距离,结合给出的Newton迭代法的迭代角度初值计算方法,精确求取满足要求的等残余高度点构成等残余高度线;然后根据求取的等残余高度线精确求取相邻刀具路径轨迹,求取过程类似。验证实例表明,该方法可极大地减少刀具路径轨迹长度,均匀曲面加工残余高度,提高曲面加工质量。

自由曲面五轴等残余高度高精度加工的路径规划

针对自由曲面的加工 ,提出了等残余高度的路径规划算法 :当刀具沿切削路径运动时 ,刀刃上与曲面法向距离等于加工精度的点形成了过渡路径 ;通过此路径求得一条相邻的刀具路径 消除了传统的路径规划算法中对相邻路径的切削方向及局部几何信息的近似 ,相应地提高了路径规划的精度 实例表明 。

数控渐进成形与数控铣削的残余高度对比分析

数控渐进成形与数控铣削既有共同之处也有不同之处。针对目前在数控渐进成形研究中都采用数控铣削模式的加工轨迹,并且对于残余高度的计算也都采用依据铣削加工模式计算方法的问题,通过对比分析数控渐进成形件与数控铣削件的表面残余高度,研究了数控铣削加工模式中残余高度计算方法在数控渐进成形中的可应用性,以及等残余高度轨迹在数控渐进成形中的实用性。研究结果表明,数控铣削加工中残余高度的计算方法和等残余高度轨迹在数控渐进成形中具有可应用性。

基于残余高度控制的球面数控加工宏程序编制

通过分析数控加工时凸球面的残余高度与切削层的关系,确定宏程序的参数变量,使每一切削层的残余高度值一致;并且编制了通用的凸球面数控铣削加工宏程序,在保证加工质量的前提下,以可变的行间距生成高效率的数控加工刀具轨迹。

高速冷滚打齿块侧面残余高度解析与试验研究

为提高高速冷滚打成形技术的表面质量,对高速冷滚打齿块侧面残余高度的成因进行理论分析和仿真计算。简述高速冷滚打成形技术的基本原理,分析齿块侧面残余高度的影响因素;对齿块侧面残余高度进行数学几何建模计算,得出残余高度的数学关系式;并通过MATLAB对齿侧面残余高度进行几何仿真,研究分析主要成形参数对其影响。在自主开发的冷滚打设备上进行齿块冷滚打试验,对齿侧面残余高度进行测量,验证了几何解析的正确性和精度可靠性。

基于球刀数控加工的残余高度控制研究

数控加工中球头铣刀铣削的零件表面粗糙度与刀具轨迹行距有密切的关系,为了满足零件表面的粗糙度要求,文中主要阐述在平面、斜面和曲面的情况下通过控制加工相关参数来改变零件表面粗糙度,达到零件的设计要求,提高加工效率。

基于残余高度控制的刀具动态补偿技术研究

目前数控编程技术主要分为2种:一种是通过CAM软件编程生成数控程序(NC)代码;另一种是通过宏程序等方式编制的NC代码。CAM软件编程通用性强,目前已成为数控编程的主流技术,但其生成的程序量大的缺点在一些内存空间有限的数控机床上使用有一定的局限性,而这类机床在企业中占有很大的比例,因此宏程序占用内存小、程序可调等优点,在企业数控加工中有很大的应用空间,而在曲面零件的加工中,大部分都是使用G10刀具动态补偿技术编制的宏程序。通过加工实例来阐述动态刀具补偿编程的残余高度算法及在VERICUT仿真软件下虚拟仿真的实现,论证了在等残余高度的编程方法下工件表面质量与步距角、被加工表面的曲面半径及刀尖圆角半径之间的关系。

基于残余高度的数控渐进2次挤压成形轨迹生成

为提高数控渐进成形中成形件轮廓的尺寸精度和表面质量,提出一种可用于修正尺寸误差和消除残余痕迹的2次挤压成形轨迹生成方法.首先利用水平面按一定间距切割将待成形件内表面等距偏置挤压工具头半径得到的刀位面来生成第1次挤压成形轨迹,然后通过识别残余痕迹波峰来确定2次挤压成形的刀位点,最后以同一层刀位点Z坐标值的平均值为高度切割刀位面生成出2次挤压成形轨迹.数字模拟和实验结果表明,该方法能够有效地提高成形件轮廓尺寸精度并降低表面粗糙度.

面向高速加工的等残余螺旋轨迹生成方法

针对现有轨迹生成方法难以满足高速加工的要求的问题,提出一种等残余高度螺旋轨迹直接生成方法.首先根据首末2条边界曲线的不同连接方式进行分类,对存在的3种连接方式分别设计了不同的初始螺旋轨迹生成方式;然后采用等残余轨迹生成方法偏置初始螺旋轨迹.这种直接生成的螺旋轨迹与传统通过求环形轨迹间的对角曲线生成的螺旋轨迹相比,可更好地保证加工表面的质量,同时也有效地增大了单条路径长度,具有较少的路径转接点.实例分析表明,文中方法能够满足高速加工的要求.

基于残余波峰的二次铣削加工

为降低铣削加工中加工件的表面粗糙度,提出一种基于残余波峰的二次铣削加工轨迹生成方法。该方法根据一次铣削加工中的残余波峰位置,生成相应的波峰消除轨迹,来消除一次铣削加工中所产生的残余波峰,以降低铣削加工表面的粗糙度,提升表面质量。基于STL模型给出基于残余波峰的二次铣削轨迹生成方法,并采用此方法进行铣削实验。实验结果表明:二次铣削加工后的实验件表面粗糙度明显降低,波峰高度明显下降,验证了此方法的可行性。

基于覆岩剩余自由空间高度的地表最大下沉值确定方法

针对待采综放工作面的地表最大下沉值难以精准确定的问题,依据采空区覆岩移动、变形、破坏特点和矿压显现规律,提出覆岩剩余自由空间高度等于地表最大下沉值的观点,通过分析覆岩剩余自由空间高度与采高、垮落带高度和垮落岩体残余碎胀高度之间的空间转变关系,构建了待采工作面地表最大下沉值的计算模型。以大平矿S2S2工作面为例,利用计算模型得到的地表最大下沉值为11.17 m,通过现场实测得到的最大下沉值为11.07 m,计算结果与实测结果的相对误差为0.10 m,误差率仅为0.90%。

盾尾刷压缩弹塑性数值模拟及弹性性能评价

盾尾刷于盾尾盾壳与拼装管片环间形成环形2—4道油脂腔密封系统,阻止盾尾空隙中的地下水、土砂、泥水和同步注浆浆液进入隧道内,保障隧道内环境整洁与盾构掘进安全,所以准确掌握盾尾刷的力学特性是确保盾尾密封和盾构掘进安全的前提。基于Midas GTS建立了盾尾刷弹塑性受力计算模型,模拟盾尾刷加载卸载过程中贴合力的变化,并与试验结果对比验证该计算模型的合理性,同时可得出盾尾刷贴合力、刚度系数、压紧板残余高度和残余角度等指标。研究结果表明:(1)数值模拟所得到的贴合力变化与实验数据基本一致,验证了建立的数值模型和材料参数选择的合理性;(2)在盾尾刷压缩过程中盾尾间隙逐渐减小,贴合力几乎线性增大而压紧板的残余高度和残余角度几乎线性减小,但塑性变形占比逐渐增大而弹性变形占比逐渐减少,最终趋向于各占约50%;(3)盾尾刷的弹性性能是盾尾刷密封性能评价的关键,其弹性性能可根据贴合力、刚度系数、压紧板的残余高度和残余角度进行评价;(4)根据现场盾尾刷失效情形总结出了3种失效模式都与盾尾油脂逃逸无法维持油脂腔内油脂压力的稳定有关,油脂逃逸则是由盾尾刷弹性性能决定的。本文建立的盾尾刷弹性性能评价指标可作为盾尾刷性能评价参考。

复杂自由曲面曲率分布特征对数控铣削性能的影响

针对复杂自由曲面的数控铣削性能难预测的问题,提出曲面曲率分布特征值,用于评价数控加工效率和加工精度。在构建的刀位面上策划等间距行走的刀位轨迹,建立刀位轨迹长度和刀具间的最大残余高度作为加工效率和加工精度的评价指标,分析曲面曲率分布特征值对加工效率和加工精度的影响。试验结果证明该自由曲面数控加工模式的有效性。分析发现,随着曲面曲率分布特征值增大,刀位轨迹长度和最大残余高度同时增加,导致加工效率和加工精度同时下降。此外,在曲面曲率分布特征值小于0.5mm–1时,加工效率降低幅度不超过7%,但加工精度却下降6～7倍。因此,曲面曲率分布特征值可用于评价和预测复杂自由曲面的数控铣削性能。

板料渐进成形表面粗糙度理论和实验数值的比较研究

金属板料渐进成形件的表面质量是当前研究的热点和难点问题。通过改变增量步长、刀具头半径和成形角这三个影响因素,可以计算出不同影响因素下的理论残余波峰高度(理论粗糙度值)。以方锥台件为实验模型,通过设置不同的增量步长、刀具头半径和成形角,检测了样件的表面粗糙度,将最终的实验值与理论值(理论残余高度和理论表面粗糙度)进行了分析对比。结果表明:实验值小于理论值;残余波峰高度的理论值即为理论上的表面粗糙度;通过实验验证了理论分析式的正确性;找出了实验值小于理论值的原因。

数控渐进成形不等层间距等高线轨迹生成

考虑数控渐进成形中层间距对成形质量的影响,提出了一种基于等残余高度的、并对成形角不同曲面区域生成不等层间距的等高线轨迹生成方法。首先生成等残余高度的等高线轨迹,然后在大成形角、大层间距区域中插入等高线来优化层间距。最终生成能满足等残余高度要求、并能通过减小成形力来减小反弹变形的轨迹。数值模拟分析与试验结果表明,该方法生成的不等层间距成形轨迹与等残余高度轨迹相比,成形件所受的等效应变均匀性好,成形件轮廓精度高,能够获得较好的工艺质量。

CAM编程的误差控制系统

CAM编程中的误差控制最主要是控制残余高度,残余高度的控制与刀具类型、刀轨形式、刀轨行间距等多种因素有关。本文对不同刀轨形式产生的残余高度作了分析,并提出控制数控加工误差应选用合理的刀轨形式。

基于残高控制的异形截面螺杆螺旋槽的精加工刀路规划

异形截面变螺距螺杆作为功能件应用广泛。在分析异形截面变螺距螺杆的结构特征与技术要求的基础上,设计了四轴数控铣削加工该螺杆的方案,并采用流线曲面驱动,规划了螺旋槽的精加工刀路;构建了残余高度与刀具直径、切削行距之间的几何关系。检测结果表明:该加工方案加工过程稳定,加工出的螺杆精度可达到技术要求。

基于变化补偿的倒圆角与拨模斜面整体加工宏程序编制

通过分析圆角面与拨模斜面上的残余高度与切削步距的关系,确定不同切削层的长度补偿值与半径补偿值,应用数控系统的参数输入指令将长度补偿值与半径补偿值写入CNC储存器,通过不同的补偿值实现对倒圆角与拨模斜面的轮廓铣削。编制出通用宏程序,调用轮廓加工程序即可实现对零件的倒圆角与拨模斜面的连续加工。

基于残高控制的深槽插铣工艺参数多目标优化

针对镍基高温合金的深槽插铣加工过程开展研究,以材料去除率和残余高度为优化目标,提出了一种切削力约束和稳定性约束下的工艺参数优化模型。针对加权法建立目标函数时各目标权重难以量化调节的问题,采用比值加权法建立目标函数,保证了优化方向的平衡性。选用优化实例,采用遗传算法对优化模型进行求解,对比优化结果和经验结果的性能指标。结果表明,在满足约束条件的情况下,优化后的工艺参数不仅可以显著提高材料去除率,还可以控制残余高度,从而实现高效、高质量加工。