自由曲面等残留高度数控加工刀轨生成方法

等残留高度数控加工刀轨的相邻行刀位点之间的残留高度值为最大允许值,实现了最大化刀轨行距、最小化刀轨总长度。针对自由曲面提出了一种三轴等残留高度刀轨生成方法:基于刀具进给方向法平面上的曲面局部轮廓和刀具圆,构建了等残留高度点的迭代算法;提出了下一行刀位点初值的优化算法,通过自适应离散刀具与曲面相交的局部曲面、迭代计算刀位点和离散点之间最小距离的方法获取下一行等残留高度刀位点。与等间距法刀轨相比,所提出算法生成的等残留高度刀轨行数和总长度明显减少,验证了算法的可行性和有效性。

基于改进等残留高度法的曲面刀路规划研究

刀具路径规划是复杂曲面数控加工技术的核心部分,它会对曲面加工的质量和效率产生极大影响。等残留高度法是近年来应用广泛的一种刀具路径规划方法,但其在规划双曲抛物面等几何形状特殊的曲面时仍存在刀路冗余现象。选择沿最大主曲率方向的曲线作为初始路径改进等残留高度法,代替传统方法中选择曲面长边界作为初始路径的方式,计算加工步长和行距,生成覆盖整个复杂曲面的刀具路径。对比两种方式生成的刀具路径,实验结果表明,改进的等残留高度法可以有效地解决刀路冗余,提高加工效率。

基于等残留高度的数控加工刀具轨迹规划方法

刀具轨迹规划是复杂工件曲面制造与加工中的核心环节,对于工件成品质量有着极其重要的影响。为获得加工性能良好、较为光顺的刀触点轨迹,设计一种基于等残留高度的数控加工刀具轨迹规划方法。考虑曲面的曲率变化,首先,以减小相邻两个轨迹线间的依赖性为目的,利用等残留高度法规划刀具的移动轨迹。为使刀触轨迹线能够达到自由曲面边界,设计基于密切圆追踪的边界处理方法,实施简单的延伸处理。通过设定的距离判定条件与角度判定条件实施奇异折线点的判定,实现刀具轨迹的奇异波动处理,使所生成的轨迹过渡平缓、光滑连续,真正具备较好的加工性能。测试结果表明,设计方法的残留高度值主要分布在0.2~0.25这一区间内,占比达到53.28%,而0.25~0.3的占比较低,说明该方法能够充分地利用残留允差,有着较高的加工效率。

三角网格表面等残留高度刀轨生成算法

针对截平面法规划的三角网格表面的刀轨长度较长、加工表面残留高度不均匀的问题,提出一种基于改进截平面法的等残留高度刀轨生成算法.首先在估算刀触点轨迹线垂直方向曲率半径的基础上,计算刀触点轨迹投影线并对其进行修正,去除其中冗余的投影点;然后由修正后的刀触点轨迹投影线构造驱动表面,利用驱动表面和网格表面迭代计算刀触点轨迹线;最后由刀触点轨迹线计算无干涉刀轨.与截平面法生成的刀轨进行比较分析的结果表明,文中算法生成的刀轨长度较小且获得的残留高度保持均匀,适合于三角网格表面表示的复杂表面的精加工.

基于包络面的网格曲面等残留高度路径规划

研究面向三角网格曲面数控加工的刀具路径设计,提出了一种基于刀具包络面的等残留高度刀具路径生成算法.该算法首先建立刀具运动刃口回转面的包络面方程,然后通过相邻轨迹刀具包络面求交得到残留曲线,并利用全局搜索和局部搜索两个步骤精确地计算残留高度值,据此判断当前刀位点是否满足等残留条件,若不满足则沿行距方向搜索等残留刀位点,最后进行加工干涉检查和处理.算例分析的结果表明,由本文的算法生成的刀具路径残留高度均匀,刀轨长度较短,无加工干涉,在保证加工精度的前提下,能够有效地提高加工效率.

测量点数据等残留高度刀具路径规划

在介绍计算几何模型的基础上,提出一种刀具路径算法.首先分别以刀具半径值和残留高度值为等距距离,通过等距计算求出等距点集和残留高度点集;然后以前一行刀具路径为中心构建刀具包络面,并求出刀具包络面与残留高度点集的交点,即过渡点集;最后通过求以过渡点集为中心的刀具包络面与等距点集的交点,得出相邻行刀具轨迹,依次递推,求出所有的刀具路径行.针对计算过程中可能出现的欠切问题,给出了应用密切圆追踪的边界处理方法.通过实例验证了该算法的可行性.与等间距刀具路径生成方法进行比较表明,应用文中算法解决针对测量点数据的数控加工刀具路径生成问题,可缩短刀具路径长度,提高加工效率.

基于等残留高度的光顺刀具轨迹规划算法

提出了一种新的等残留高度光顺刀具轨迹规划算法。针对数控加工中高速铣削时刀具轨迹规划方法进行比较和研究,以参数曲面为例,用matlab软件对此算法进行编程,通过控制轨迹线的曲率来保证刀具轨迹光顺性,有利于获得好的加工质量。尤其是对高速铣削加工,此算法具有较大的实际应用价值。

细分曲面等残留高度刀轨规划

提出了一种基于细分曲面等距面变形的逼近等残留高度刀轨生成算法。利用Catmull-Clark细分曲面具有的逐步逼近的多分辨率特性和误差公式,根据加工误差确定细分次数,并以此作为目标曲面生成等距曲面;根据等距面上点的曲率半径和倾斜角度确定变形率,利用其1-环领域得到变形系数并生成等距面的变形曲面,采用截平面法计算得变形后的刀轨,利用变形系数将刀轨进行逆变形得到原空间上的刀轨。实例证明:该算法在陡峭区域走刀间距变小,刀具路径变密,保证了加工精度。

环形刀等残留高度多轴加工步距计算

针对不同曲面的环形刀多轴加工,提出了最大步距计算的数学模型,建立了残留高度为常数时步距与刀轴倾角之间的函数关系,通过函数关系推导出最佳步距的值。实验表明,该算法在保证加工精度的前提下,能有效缩短加工刀轨路径,提高加工效率。

等残留轨迹规划方法在高速加工中的应用研究

在数控加工中,加工轨迹规划方法直接影响到加工的效率及质量,尤其在高速加工中轨迹规划方法合理的选择关系到加工的成败。本文对等残留轨迹方法与等参数线轨迹规划方法的在高速加工中加工效率和加工后表面残留高度进行了分析比较,探讨了两种方法加工效率和表面质量与自由曲面曲率的关系。结果表明等残留高度法能根据自由曲面状况,不同程度的提高加工效率及表面质量,并与曲面曲率具有较大的相关性。

用改进的等残留高度法生成五轴NC加工刀位轨迹

提出了一种判别曲面凹凸性的新算法 ,该方法利用微分几何“法截线”的性质进行判别。还指出了现有求取刀轴倾角方法存在的问题 ,提出了一种“逐步寻优”求取刀轴倾角的新算法。最后用实例对新算法进行了验证。

复杂曲面等残留高度螺旋刀具轨迹生成方法的研究

复杂曲面加工中,刀具轨迹规划是数控加工技术的关键,它的优劣性将直接影响曲面加工的精度和效率。在总结等残留高度法和螺旋走刀模式的特点基础上,对等残留高度法进行改进,提出了基于等残留高度法的螺旋加工模式刀具轨迹生成方法,给出了该方法的生成刀具轨迹的流程。该方法解决了等残留高度法轨迹线零散、轨迹不光滑、不利于高速加工的缺点,实现了加工轨迹光滑连续,在确保加工精度的前提下,提高了曲面加工效率。最后,利用此方法对叶片零件加工实例进行了刀具轨迹规划,在UG加工模块中完成了加工仿真,验证了方法的优越性。

等残留高度法中的刀具初始轨迹优化

刀具运动轨迹是数控加工技术的核心部分,它会对数控加工的加工质量和加工效率产生极大影响。等残留高度法是近年来被提出的一种非常高效的刀具轨迹规划方法。传统等残留高度法中,一般选择曲面最长边界作为刀具轨迹的初始轨迹。选择马鞍曲面上沿最大凸曲率方向的曲线作为初始轨迹,结合传统的等残留高度算法,生成覆盖整个加工曲面的刀具轨迹。对比新刀轨算法和传统等残留高度法,实验结果表明,采用新算法生成的刀具轨迹可以有效地提高加工效率。

基于等残留高度的自由曲面三轴数控加工刀具轨迹规划

提出了一种新的自由曲面三轴数控加工刀具轨迹规划方法,该方法首先将自由曲面进行离散,并沿曲面的法矢方向将离散曲面偏置一个刀具半径值,得到该曲面的偏距面,在偏距面上基于等残留高度来规划刀具轨迹。该方法已经在实际中得到很好的应用。

点云曲面等残留高度刀具路径规划

现有方法在解决满足一定条件的测量点刀具路径直接生成问题时存在若干缺陷,为此提出一种基于最小二乘支持向量机的点云曲面三坐标加工等残留高度刀具路径生成方法。应用最小二乘支持向量机拟合散乱点,完成四边形网格划分,实现散乱点的网格化重建。分别以残留高度和刀具半径为等距距离,对初始网格进行等距计算,得到以网格形式表示的残留曲面和刀具中心曲面。应用曲面等残留高度刀具路径生成几何模型,通过网格曲面与刀具包络面之间的求交计算和逐步递推方法,求出矩形域内点云曲面加工等残留高度刀具路径。应用边界网格识别和测量点高斯映射技术提取边界特征点。通过边界裁剪,求得实际边界域内的刀具路径。通过实例验证了该方法的可行性,并与目前常用的等间距刀具路径生成方法进行比较,结果表明该方法能够合理地解决加工精度和效率间的匹配问题。

基于等残留高度的自由曲面加工刀具轨迹规划

对于曲面加工来说,效率和精度是相互矛盾的2个方面。加工时,用等残留高度法生成刀具轨迹,选择待加工曲面最长的1条边界线作为第1条加工的轨迹线,通过控制相邻刀具接触点的距离,使刀具轨迹间的残留高度均匀一致,依据刀具半径和允许的残留高度,迭代生成另一条刀具轨迹线。等残留高度法生成的刀具路径间的残留高度均为设定值,所生成的刀位点数最少,刀具路径长度最短。采用牛顿法作为等残留高度法的刀位点搜索方法,得到等残留高度刀具轨迹的生成过程。

一种自由曲面的改进的等残留高度加工方法

自由曲面的数控加工策略直接决定着其加工质量。等残留高度法是一种加工效率和加工质量都较好的加工策略。对于比较复杂或者有突变点的自由曲面来说,由等残留高度法得到的加工轨迹并不平滑。提出了一种改进的基于等残留高度的加工轨迹计算方法,可得到平滑的加工轨迹。

基于包络面构建的等残留高度刀具路径规划

提出一种基于包络面构建技术的等残留高度刀具路径规划方法。在计算过程中,首先分别以残留高度值和刀具半径值为等距距离将被加工曲面进行等距,得到残留曲面和刀具中心曲面。然后以前一行刀具路径为引导线,构建截面半径等于刀具半径的包络面,通过包络面与残留曲面之间的求交计算,得到残留曲线;以残留曲线为引导线,再次构建包络面,包络面与刀具中心曲面之间的交线即为当前刀具路径行。依次递推,求出所有刀具路径行。最后针对可能出现的欠切问题,给出边界处理方法。通过实例验证了算法的可行性,并与现有算法进行比较,表明应用该方法生成三坐标自由曲面加工的刀具路径,可在保证加工精度的前提下,大大提高加工效率。

基于等残留高度的球形曲面的数控加工

在对球头铣刀精加工球形曲面的残留高度研究的基础上,同时分析了残留高度与表面粗糙度之间的关系,根据残留高度计算了球头铣刀步进角的大小。通过控制步进角完成曲面加工,达到有效控制球形曲面在手工编程中的残留高度,以满足零件表面粗糙度的要求。以半球曲面为例,基于等残留高度进行球形曲面精加工数控宏程序的设计,同时采用连续进给编程的方法,有效保证了零件的加工质量,提高了加工效率,为球面数控加工的设计提供了编程方法与策略。

等残留高度算法应用于自由曲面五轴刀路规划研究

针对五轴零件加工过程中自由曲面生成的刀具路径代码冗余,加工效率较低和加工表面质量不高等问题,对自由曲面加工中的常用刀具路径算法进行了分类,提出了等残留高度相关算法模型。计算了等残留高度点及在自由曲面的投影点,并对角度值β进行了迭代计算,对自由曲面加工中的五轴刀轴倾角λq值进行了推导计算;以螺旋桨叶片复杂自由曲面模型为刀路加工载体,生成了五轴刀路轨迹,与Mastercam软件的高速动态铣削(旋转五轴)模块功能生成五轴一般刀路进行了对比分析。研究结果表明:等残留高度算法能缩短五轴自由曲面的刀路长度,提高加工效率及零件表面质量。