复杂曲面零件的五轴数控加工技术研究

随着科技水平的不断提升,精密复杂曲面零件的应用越来越广泛。曲面驱动是复杂曲面零件加工的重要方法,驱动刀轨的规划直接关系到曲面物理特性的调控,应用五轴数控加工技术能够提升复杂曲面零件的加工质量。文章主要研究复杂曲面零件的五轴数控加工技术,以佛像这个复杂曲面零件为例,分析了曲面驱动刀轨规划、工装方案设计、加工策略以及试制加工过程。在实际加工过程中,技术人员应充分理解驱动刀轨规划思路与原理,在粗加工、精加工中完善刀轨设计,并进行试制加工。

五轴侧铣加工铣削接触区域建模

五轴侧铣加工时,刀具姿态的时变性使得加工过程中的刀具和工件接触区域复杂多变,提取铣削接触区域对研究多轴铣削中的切削力、加工误差和颤振稳定性至关重要,对此提出一种无需提取待加工表面信息的瞬时接触轮廓解析法。使用一系列离散切削微元表示刀具,根据刀具位置和铣削参数获得各切削微元特征点集,并使用样条曲线对其拟合。综合距离和进给方向条件限制筛选出每段切削微元的切入/切出点,同时表示在工件坐标系中获得瞬时接触轮廓。仿真和试验结果表明,最大切入/切出角误差均在3%以内,且计算效率约为实体建模法的9.5倍,证明了本方法的准确性和高效性。

考虑机床几何误差的球头刀三坐标NC铣削刀位控制

机床的各种误差是影响机床加工精度的重要因素,其中机床几何误差是主要的误差来源之一。为消除机床几何误差对加工精度的影响,以球头刀三坐标数控(numerical control,NC)铣削加工为研究背景,基于齐次坐标变换理论与刚体运动学方法,结合机床运动链拓扑结构分析,将机床几何误差映射到球头刀刀心的位置误差上。根据球头刀铣削工件表面成形原理,考虑机床几何误差与球头刀刀心位置间的映射关系,构建出刀心曲面与工件表面/设计曲面之间的正逆向计算模型。通过该模型求解出消除机床几何误差的编程刀心曲面,将该曲面导入CAM软件,即可获得消除机床几何误差的NC加工程序。通过曲面实例进行计算和仿真,佐证了该方法的可行性。

复杂螺旋曲面成形铣削刀具的工艺参数研究

简述了大型复杂螺旋曲面成形铣削刀具设计的基本原理和方法。提出了复杂螺旋曲面的工件计算直径dm、工件计算螺旋角βm、刀具安装角中心距α等工艺参数的选择方法，并给出了橡胶定子压胶心轴盘形铣刀廓形设计的应用实例。这一工艺参数确定方法解决了生产实践中的干涉、过切、畸变和失真等问题，能有效地提高产品的制造质量，有助于成形铣削技术的进一步成熟和完善。指出我国在对现有成形铣削机床进行经济性开环局部数控改造的同时，应尽量加快向半闭环成套数控技术转变和发展的步伐，以全面提高生产效率和产品质量。

根茬粉碎还田机灭茬甩刀喷焊NiWC工艺优化

为解决根茬粉碎还田机灭茬刀成本高、寿命短的问题,在45#钢制造的根茬还田刀具易磨损部位喷焊了NiWC合金抗磨涂层。正交试验和方差分析结果表明,试验因素对喷焊层耐磨性的影响程度大小依次为WC的含量、乙炔流量、预热温度和喷涂距离。优化后喷焊工艺参数为:涂层配比为Ni60+35%WC,预热温度为450℃,乙炔流量为1000L/h,喷涂距离为40mm。

铣削加工螺纹刀具的选择

螺纹铣削是一种先进的加工工艺,是一种使用数控机床加工螺纹的方法,它提高了生产效率,保证了螺纹加工的质量。螺纹铣削同样也是一种很好的降低刀具使用成本的新工艺,是代替传统螺纹切削和螺纹挤压的一种有效方式。论述了螺纹铣刀的种类,对螺纹铣刀的主要设计加工问题进行了研究,并对螺纹铣削的加工参数进行了计算。

自由曲面NC加工无干涉刀具轨迹生成

对自由曲面ＮＣ加工中的干涉情况和现有处理方法进行分析．以曲面模型→刀具接触点数据→无干涉刀位数据为基本求解策略，综合多种优化措施。

基于Pro/E&VERICUT的曲面加工仿真及优化

论文通过Pro/E软件定义不同切削类型,利用CAM技术生成曲面加工工艺的走刀轨迹和G代码。利用VERICUT仿真该曲面加工过程,对比分析不同切削方式下的加工质量。然后,用恒定体积法优化切削参数,并以连杆外形曲面为实例进行验证,分析结果表明优化后仿真效果更好。实际生产过程中,采用该方法可以有效选择合适的加工程序及切削参数达到提高生产效率的目的。

自由曲面五坐标数控加工中几个关键问题的研究

自由曲面用平头立铣刀五坐标数控加工可以明显地提高切削效率和零件表面质量，但无干涉刀位产生一直是个难以解决的问题。本文对其中的几个关键问题进行了研究，导出了平头立铣刀的有效切削半径的一种计算方法，给出了自适应走刀步长算法和切削行距的计算公式，最后给出了无干涉刀位生成方法，并用实例验证了方法的可行性，为提高加工效率和精度提供了有效途径。

6-TPS并联机床曲面加工的刀具姿态能力分析

为了研究6-TPS并联机床曲面加工的刀具姿态能力问题,首先对刀具的切触干涉、外缘干涉以及机床支链杆长极限、支链干涉、铰链约束和奇异位形对刀具姿态的制约进行了分析,得到了相应的约束表达式;其次分析了相邻支链同侧铰链点的布位对支链干涉检验计算量的影响,并从降低运算复杂性的角度提出了确定同侧铰链点间的距离公式.基于得到的约束表达式及距离公式,给出了确定6-TPS并联机床采用平底刀加工曲面时刀具姿态角许用取值域的有效算法.该算法可用于曲面加工过程中的刀具姿态控制,以避免曲面的过切现象.

加工圆柱螺旋曲面用盘形铣刀廓形设计的向量法

采用盘形铣刀加工圆柱螺旋曲面，工件上的螺旋曲面是盘形刀具切削刃回转面螺旋运动所形成的包络，两个面在空间相对运动的任一瞬时必沿一条曲线相切，此曲线称为接触线。接触线缆工件轴心线作螺旋运动，便形成工件的螺旋曲面，绕刀具轴心线回转便形成刀具回转面。依照有关文献的解析法，建立了一套加工圆柱螺旋曲面用盘形铣刀廓形设计的向量法。经实例应用，表明向量法具有直观。简捷、形象、实用等优点，对无专用数控机床的中小型机械制造厂提高单螺杆式机械的制造质量，具有普遍实用性。

石材曲面制品集成制造技术研究与开发

研究开发了石材内外曲面制品的加工工艺及其加工机床。该工艺简便实用,机床结构合理,采用普通工具即可实现石材内、外曲面的加工,尤其适于加工外墙用大型曲面制品。

整体构件异形曲面电解加工运动分析与设计

为了解决整体构件异形曲面的加工难题,提出了展成电解加工及电解光整加工的方法,分析展成运动方式,讨论确定机床进给运动方案,重点探讨直纹面整体构件叶片间通道电解加工及异形曲面电解光整加工的进给运动参数设计方法,分析并给出合理的流场设计方案。通过优化异形曲面电解加工的数控编程、完善工艺设计与试验,最终加工出了合格件。

基于Mastercam的电话机凹凸模型腔的曲面造型和NC加工

主要介绍了通过Mastercam进行电话机凹凸模型腔的曲面造型的设计,然后进行计算机模拟加工,通过刀路模拟、实体验证等操作,确定加工过程的正确性。然后通过Mastercam的后处理功能生成NC程序,将生成的NC程序通过局域网传输给数控机床进行实体DNC数控加工。为了保证加工的精度与加工效率,必须安排合理的加工工艺。

多轴CNC机床加工曲面上曲线的刀具姿态实时控制

多轴ＣＮＣ机床加工的空间曲线都是位于曲面上的，且切削刀具不是数学上的理想质点，因此，从满足机械 加工工艺和机床ＣＮＣ系统实时控制的要求出发，建立了刀具及其姿态控制的数学模型，该模型中的曲面－曲线标 架只需要被加工曲面－曲线具有一阶连续性，这大大减小了设计和构造空间曲面—曲线的复杂程度，提高了 ＣＮＣ系统的实时性。最后，以磨削圆锥球头立铣刀的刀刃为例，说明了模型的实际应用方法。

脊状表面的加工成型技术及其减阻试验研究

为了研究脊状表面的减阻特性,采用数控加工技术在有机玻璃平板上制备脊状表面。在制备过程中,成功解决了脊状结构尺寸的确定、材料的选择、表面粗糙度的提高等问题。利用热线风速仪在低速风洞中分别对光滑表面和多个脊状表面进行了流场测试,获得了湍流边界层内流动参数的分布情况。试验结果表明,脊状表面改变了边界层内的流场结构,抑制了湍流脉动,降低了湍流强度,导致了减阻效果。同时,采用数控加工技术在有机玻璃平板上制备脊状表面的方法是可行的。

异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀制造模型研究与应用

随着硬质合金刀具的广泛应用,硬质合金插齿刀的研究越来越受到齿轮制造业的重视。从提高新构形硬质合金插齿刀异形凸曲前刀面铲磨精度的角度出发,根据微分几何的包络理论及新构形异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀设计模型,推导出铲磨新构形插齿刀异形凸曲前刀面的数学模型,根据制造模型成功制造出新构形插齿刀。

精细陶瓷零件的加工工艺性研究

通过精细陶瓷零件──陶瓷摩擦盘的平面、内孔及外圆弧的加工，探讨了为攻克几何精度要求高、表面粗糙度应可调等加工难关而采用的工艺方案，讨论了加工中材料去除机理，设计了合适的专用设备及工装，合理选择了磨削用量，从而实现了陶瓷零件优质高效低成本的加工．

关于B样条曲面造型及其刀位数据计算的探讨

复杂形状零件的几何建模是数控编程的首要环节,选择合适的曲面造型方法有利于刀位计算和数控加工编程;本文采用三次B样条曲线为基础的双三次B样条曲面造型方法,并给出了其矩阵表达式,在此基础上能十分方便地进行点矢和法矢计算;针对该造型方法,还给出了三轴数控加工中的刀位数据计算方法。

曲面加工中行距对表面粗糙度影响的研究

采用平行铣削对曲面进行数控加工时,行距对工件的表面粗糙度有一定的影响。通过实验,分析了行距对工件表面粗糙度的影响规律,随着行距的减小,表面粗糙度值也随之减小,表面精度也越高,但行距减小到一定程度,表面粗糙度值将不再减小。