Investigation of Cutting Force by End Milling Operation

In this work, the cutting forces by end milling operation are analyzed. Therefore, the main parameters of cutting force as cutting speed, feed rate and depth of cut also are investigated in our case. The cutting force is modelled and analyzed into mathematical Wolfram simulations in order to compare the results and in the same time achieve the best solutions. Theoretical results are carried out by using the regression method that required fulfilling the critter by Fisher. The number of experiment, measurements and results of cutting force are presented in 2D as well as 3D. In order to verify the accuracy of the 2D diagram, the results for our case is used both two way such as experimental and theoretical method as well as results are compared. In other hands, these results indicate directly that the optimized parameters are capable of machining the workpiece. The obtained measurement results are compared with theoretical methods in Wolfram software.

五轴数控机床轮廓误差计算和预测方法

轮廓误差是评价五轴数控机床加工性能的重要指标。为了计算和预测轮廓误差,提出了一种基于Simulink数字孪生(SDT)模型的计算和预测五轴机床轮廓误差的方法。首先,以“S”形试件为研究对象,利用UG软件得到了加工G代码和刀位信息,利用刀位点和刀具的几何关系计算得到了加工表面点云,同时考虑了刀具轨迹和刀轴姿态,根据NURBS曲面拟合方法,拟合出了理想和实际加工表面;然后,利用霍斯豪夫距离计算了预测点和实际加工表面的法向距离,即轮廓误差,同时在欧式空间中预测了非可展直纹面加工中出现的过切、欠切和奇异点缺陷,轮廓误差在69μm到241μm之间,表明实际加工特征和数字孪生模型预测结果一致;最后,利用残差平方和来评价拟合精度,计算了目标面平均轮廓误差。研究结果表明:五轴轮廓误差计算精度提高了37%,与雅克比矩阵方法相比,计算效率提高了25%,正反向计算误差在±0.6μm之内,证明了该方法的有效性。该结果可为后续机床数字孪生建模、轮廓误差计算与补偿提供一定的参考。

菲迪亚高速龙门铣床增加自动化刀库改造研究

当数控铣床应用于工业加工时,发现其最为显著的优势在于自动性特征,通过接收计算机数字化编程指令,可按照编程程序开展切削加工任务。但是对菲迪亚某型号的高速龙门铣床进行研究发现,在加工作业中,需要借助于人工展开手动换刀,而无法执行自动化换刀作业。基于此,需要为其增加自动化刀库,充分满足其全自动化使用需求。本文对数控铣床加以分析,并结合自动刀库的科学选择,从改造连接电气、修改数控程序、换刀流程设计、铣床调试优化等角度对刀库的增加实践加以阐述,以期提供改造参考。

基于CNC车铣复合机床的异形零件高效加工工艺研究

近年来,制造业对异形复杂零件的加工效率和精度提出了更高要求。计算机数字控制机床(Computer Numerical Control,CNC)车铣复合机床集车削和铣削功能于一体,在加工复杂异形零件方面具有独特的优势。提出基于CNC车铣复合机床的异形零件高效加工工艺,包括工艺规划与编程、夹具选择、加工执行与监控等关键环节。通过优化刀具路径、切削参数,采用自适应加工策略和在线测量补偿手段,大幅提升了异形零件的加工效率、精度和表面质量,为制造业的转型升级提供了有力支持。

微细切削用小型数控铣床的研制

介绍了一台自主构建的适于微小尺寸零件制造的300mm×400mm×500mm三轴小型数控铣床,xyz工作空间尺寸为50mm×50mm×20mm,全闭环数控系统分辨率为0.05μm,能实现亚微米级加工精度.该机床关键部件采用高速空气静压电主轴、交叉滚柱支撑的高分辨率超精密滑台、永磁直线电机、CCD显微镜以及基于IPC的多轴运动控制卡,结合优化的插补控制策略及误差补偿机制,能实现三维复杂形面超精密微细切削加工的精度要求.初步调试后的加工试验结果显示,该铣床已经具有加工大深宽比meso尺度三维零件的能力.

5轴新型数控铣床仿真建模的实现

为了改进传统铣床对复杂曲面的加工能力,提出了一种新型的5轴(自由度)串并联数控铣床。该型数控铣床与传统铣床相比,能够完成复杂曲面工件的铣削加工,增加了铣床的功能。同时,分析了该型铣床的结构,实现了包括建模造型、参数化建模分析在内的数控铣床的仿真建模,并分析研究了其工作空间的生成和空间的优化选择。

数控弧齿铣齿机的切削动力学研究

以一台数控弧齿铣齿机为例,分析了机床结构及其受力特点,结果表明,切削分力的大小和方向在从切入到切出的过程中变化很大,造成了铣齿过程的不稳定。通过测量刀具和工件间相对激振的频率响应曲线,分析出机床结构存在两个薄弱模态对应的模态频率。试验模态分析和机床结构有限元计算均验证了结构薄弱模态的存在,并得到了相应的振型特点。谐响应分析表明,机床每一切齿走刀过程的切入和切出期间,不同大小和方向的切削力激发了机床结构相应的薄弱模态。机床的自激振动试验验证了谐响应分析的结果,并得到了稳定的切削区间。

自由曲面数控加工技术的研究进展

数控加工是自由曲面高质量和高效率的加工方法，生成无干涉过切刀具轨迹是自由曲面数控加工技术的关键。随着高速加工技术的发展，高速机床生成的刀具轨迹越来越受到重视。本文综述了刀具轨迹生成过程中的关键技术、加工仿真以及在高速加工中自由曲面的数控编程问题，分析了商用系统的现状及不足，最后探讨了自由曲面ＣＡＰＰ的关键技术及其策略。

基于滚铣两步加工的余弦齿廓创成方法研究

基于齿轮啮合原理和数控加工理论,提出一种余弦齿廓滚铣两步加工新方法,即首先利用标准渐开线滚刀滚切出渐开线变位齿轮作为粗加工,并使其加工余量最小;再在此基础上利用立式三轴数控铣床进行铣削成形精加工。建立余弦齿廓滚切加工最小变位系数的数学模型,推导出余弦齿廓铣齿运动的空间转换矩阵,得到三轴数控铣齿成形的通用运动控制模型,分别确定滚齿和铣削的加工刀具选择方法,避免加工过程中出现'过切'及'欠切'现象。最后通过具体实例进行Matlab和Pro/E加工仿真,验证理论模型的正确性和加工方法的可行性。

整体叶轮侧铣数控加工刀位轨迹生成新方法

为提高整体叶轮的加工质量和效率 ,提出了分段侧铣的方法。在每一段曲面上 ,基于斜等距曲面的原理 ,推导出叶片分段侧铣加工时刀位轨迹的生成和计算 ;并用计算机仿真和刀心轨迹图对刀位进行了验证。结果表明 ,采用分段侧铣的方法 ,生成的刀位轨迹刀轴矢量变化均匀 ,刀轴未发生干涉 ,且加工效率和加工质量明显得到提高。

汽轮机叶片圆环形盘铣刀包络铣削方法

为提高汽轮机叶片的加工效率,缩短汽轮机生产周期,在分析汽轮机叶片曲面构成及其加工方法的基础上,提出了采用圆环形盘铣刀包络铣削汽轮机叶片曲面的新方法.利用定向最小距离原理,对圆环形盘铣刀包络加工刀触点和刀具轨迹进行计算,研究了刀触点的计算模型和计算方法.采用该加工方法后,刀具轨迹行程相对于采用球头铣刀包络加工时有明显缩短,在提高叶片加工效率方面作用明显.研究内容为汽轮机叶片专用数控机床和叶片抛光机的设计提供了理论参考.

数控机床铣削等距型面轴的理论研究

提出了在数控机床上铣削等距型面轴的新方法。通过建立和分析等距曲面及其加工中有关问题的数学模型 ,得到了数控铣削等距型面轴时确定自适应步长的算法以及行距、残留高度等重要理论问题的计算公式 ,为等距型面轴数控加工的实验研究奠定了理论基础。

导轨铣磨专用机床数控系统的设计与实现

大型龙门式数控机床所用的纵向导轨制造工艺复杂,其加工是机床生产中的瓶颈环节。导轨铣磨专用机床可一次性铣削导轨的四个工作面,也可以同时磨削导轨的三个工作面,提高加工效率。针对此专用机床,设计并开发了数控系统。依据专用机床的机械结构,结合实际加工经验,设计出了铣削与磨削的自动加工工艺。铣削粗加工可以一次铣完所有加工面,磨削精加工需要多次走刀与进刀后才可以完成加工。数控系统采用上位机与下位机协同的架构,上下位机之间通过串口,按照通讯协议进行信息传递。下位机实现了12个单轴的控制,并测控多个IO口,软件中实现了监控功能与通讯模块。上位机软件利用面向对象设计技术,开发出图形化人机界面,通过下位机实现对机床的控制。系统在某切割机厂成功应用,结果表明导轨铣磨专用机床的加工效率及易用性比常规方式有较大提高。

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。

一种数控铣床刀具位姿参数的标定方法

在传统立式铣床的基础上进行数控改造,配置了6自由度工作台,形成一种新型的多功能数控铣床。简要介绍了该型铣床的结构,详细介绍了刀具相对于基座坐标系的位姿参数的标定方法,对铣床加工精度的提高有着重要意义。

可进行车铣削加工的车床数控改造

使用三坐标数控系统或串联使用 2套二坐标数控系统 ,均能在改造的普通车床上实现零件的车铣加工。叙述了对普通车床的数控改造以及实现数控改造后可实现的各种加工方法。

数控立式镗铣床主轴系统的刚度分析及结构改进

对自动换刀数控立式镗铣床主轴系统的结构原理进行了介绍,并着重对主轴系统刚度进行理论分析,对主轴系统采用卸荷皮带轮结构改造后,其刚性得到了显著改善,从而提高了产品的加工精度。

并联机床数控加工的刀具瞬时包络面轮廓线研究

文章对用并联机床进行曲面加工,处于两个加工刀位之间的刀具的平移和旋转的运动速度进行了分析。通过引入在一般运动情况下(包括旋转和平移),通用锥形刀具的瞬时包络面轮廓线的求解公式,得到了用并联机床数控加工中刀具的瞬时包络面轮廓线的解法。对这些轮廓线进行放样处理就可以创建刀具的包络面体。应用上述研究成果可以模拟并联机床曲面加工中已加工表面的形状,文中最后给出了计算实例并进行了验证。

侧铣加工中铣刀形状和运动路径的求解

研究五轴联动数控机床侧铣加工中铣刀的形状确定和运动路径的规划问题.利用旋转曲面铣刀和设计曲面呈相切关系的事实,将一个铣刀的刚体运动描述为一个带约束的优化问题并给出求解方法.该方法以用户交互给出的一个线段作为铣刀轴的初始位置,通过计算铣刀的最优刚体运动生成一个轴线段的运动序列,并再通过对旋转曲面的经线做最小二乘拟合得到一个旋转曲面铣刀.实验结果表明,文中方法得到的刀具的运动生成的加工曲面与设计曲面具有较小的逼近误差,从而提供了一种铣刀运动路径优化算法的初始化方法,对提高已有路径优化算法的效率和结果的质量有重要作用.

刀具补偿在模具加工中的应用

刀具半径补偿功能是数控机床的一种特殊功能,合理地使用能极大地方便零件加工程序的编制,大大提高数控编程的效率和零件加工的精度,并为数控设备的合理利用提供参考。