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。

采用三次NURBS曲面构造鞋楦模型及刻楦仿真

为实现鞋楦曲面的精加工,基于复杂曲面实物的几何模型反求方法,从鞋楦实物模型得到其数字化模型,提出了一种可控精度的鞋楦曲面模型重构方法.利用三维实体激光扫描仪测量获取点数据,基于小波变换原理采用无偏似然估计对鞋楦原始测量点数据进行降噪平滑处理,采用三次非均匀有理B样条(NURBS)曲线表示鞋楦u、v向表面曲线,由此得到三次NURBS曲面并拟合鞋楦表面.建立了鞋楦数学模型,采用等残留高度法计算无干涉刀位轨迹,并基于Unigraphics平台虚拟刻楦进行数控(NC)程序仿真验证.仿真结果表明,该重构方法使鞋楦曲面精度可以调节,根据不同加工效率要求方便地计算刀具轨迹.误差分析结果表明,与设定鞋楦加工精度相比,产生的误差控制在允许范围内.

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。

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。

Tricept型并联机床曲面加工的刀轨规划

研究了Tricept型并联机床采用平底刀加工曲面时的刀轨规划问题.首先简要地介绍了机床的结构组成,并对机床的逆运动学及其位姿作业空间进行了分析.在此基础上,给出了刀具干涉检验及刀具位姿作业空间检验的有效算法.借助于传统五坐标数控机床曲面加工的等残高刀轨路径生成方法,提出了适用于Ticept型并联机床的刀轨规划算法.

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。

复杂参数曲面刀具轨迹铺放算法

结合空间填充曲线法与等残留高度法的优点,提出了一种新的刀具轨迹铺放算法。对u和v方向的等残留高度路径进行叠加求交,用参数变量代替笛卡尔坐标进行自由曲线求交,速度远高于包络面求交法。将每相邻的四个交点作为一个路径回路,通过综合条件判断回路合并方向,使得合并过程满足哈米尔顿回路要求,最终合并得到的哈密尔顿回路即为刀具路径。该方法能够生成近似最短并且连续的刀具轨迹,缩短了自由曲面加工的时间。通过实例验证了该方法的有效性。

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。

等残留高度法加工椭球面的刀具轨迹算法

鉴于采用等间隔参数法和截面法加工椭球面零件时存在残留量不均匀、表面质量和加工效率不高等缺点,提出采用等残留高度法原理加工椭球面。推导了该方法的加工刀具轨迹算法,并采用VB编程实现了该算法,生成了NC加工程序。加工结果表明,该方法可以满足光学自由曲面的加工精度要求。

圆柱直齿轮铣削加工无干涉刀具路径规划

针对圆柱直齿轮的多轴铣削精加工,提出一种无干涉刀具路径规划方法.首先,建立齿轮包络铣削运动模型,准确描述铣刀和工件之间的运动关系;其次,在齿轮齿廓精确模型描述的基础上,通过残留高度曲线与刀具圆弧的求交,计算出残留高度点;根据残留高度点到刀具圆弧中心之间的距离等于刀具半径,计算出刀具路径曲线上的下一刀位点;依次递推计算出等残留高度进给下的所有刀位点;再次,以等残留高度刀位点计算结果为基础,残留高度约束下,计算出等弧长进给和等径向进给的刀位点;然后,通过距离法判断刀具与工件是否存在全局干涉,给出刀具不同刀位点对应的刀偏角,局部干涉通过调整刀具半径来避免;最后,通过仿真计算实例验证所提出方法的可行性和有效性.

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。

基于等残留高度的曲面加工编程技术研究

残留高度是影响曲面加工表面质量的主要因素。在研究球刀加工平面、斜面、球面的残留高度计算公式的基础上,分析了影响残留高度的因素,找出了残留高度的控制方法,提出一种等残留高度的编程思路,并给出了编程算法流程图,同时结合半球面的精加工过程,给出了加工的完整宏程序,最终实现了曲面的等残留高度加工。通过具体的加工数据对比,表明在保证加工表面质量的前提下,等残留高度编程具有加工效率高,加工时间少的优点。

复杂型面天线罩精密修磨的刀具轨迹研究

天线罩是由硬脆材料制成的大型薄壁复杂回转体 ,对其内廓型面精密修磨难度很大 ,而如何规划刀具轨迹则是实现精密修磨所要解决的关键问题。为此 ,本文根据天线罩内廓型面的特点 ,提出一种应用等残留高度与等参数法相结合的刀具轨迹生成方法———不等距截面环切刀具轨迹规划法。实践证明 ,应用这种刀具轨迹规划方法生成的数控加工程序能实现天线罩内廓型面的高效率。

环形铣刀在五轴加工中几何运算的数学模型

基于环形铣刀在五轴加工中建立的几何运算数学模型,通过MATLAB试验分析了刃倾角、曲率半径、残留高度和变形误差对有效切削域的影响。运用本文的研究结果,可以选择合适的刀具位置姿态,使环形铣刀在刀触点位置的有效切削域最大,从而提高加工效率。通过调整刀具姿态使刀触点处由切削力引起的变形误差减小,以保证加工质量。