基于NCSIMUL的五轴机床虚拟仿真技术研究

针对五轴加工机床存在程序编制复杂,人工检查困难,加工过程中易碰撞等问题,以Mikron HEM 500U五轴加工中心机床为例,研究了双摆台五轴加工中心结构,提出了应用NCSIMUL软件构建虚拟机床的方法,搭建了虚拟加工环境,通过叶轮零件仿真加工,完成了APT刀位源文件到NC代码的自动转换,实现了零件五轴联动加工,验证了NC代码的正确性,检验了加工工艺合理性,保障了机床安全性,减少了零件试切时间,缩短了加工周期,仿真结果验证了虚拟五轴加工中心仿真加工的可靠性。

基于激光跟踪仪的数控机床加工误差控制研究

数控机床使用时间延长,会使加工轨迹与实际轨迹轮廓之间偏离出现加工误差,同时存在加工效率差等缺陷,为了获得理想的数控机床加工效果,提出了基于激光跟踪仪的数控机床加工误差控制方法。首先采用激光跟踪仪确定数控机床加工轨迹,引入叉耦合控制器,计算数控机床加工过程中轨迹误差估计值,然后根据误差分配结果确定加工轨迹轮廓误差补偿控制量,并根据插补值进行数控机床加工控制,最后进行仿真测试,结果表明,本方法降低了数控机床加工误差,提升了数控机床加工精度,具有较高的实际应用价值。

五轴铣车机床加工铝合金变形模拟分析及应用

针对五轴铣车复合机床加工电动汽车铝合金电动机壳薄壁零件时容易产生铝合金局部变形等缺陷问题,分析铝合金电动机壳的结构特点,阐述运用五轴机床的铣、车转换功能固定机床主轴便于安装车刀,使用力矩电机驱动工作台高速旋转,将电动机壳内壁加工转变为简单的车削加工。应用ANSYS有限元软件模拟分析不同车削深度时刀具与工件的摩擦生热、塑性变形和切削受力情况,根据模拟结果合理精准选择数控加工编程时的车削深度参数,从而减少铝合金零件加工变形缺陷,提高薄壁铝合金零件五轴加工的精度、质量和效率。

基于VERICUT的5轴数控铣床虚拟仿真系统设计

5轴联动切削运动要比普通3轴数控铣床复杂,它释放了刀具相对工件的转动自由度,且更容易遇到刀具干涉问题的。为减少零部件试切,检验数控工艺合理性,因此,复杂零件5轴联动铣削加工前,有必要对其加工过程进行虚拟仿真。为此,本项目首先对5轴数控转动自由度原理进行了详细分析,并基于VERICUT设计一台虚拟仿真5轴数控铣床。然后以一个典型空间曲面零件作为虚拟仿真加工任务,来验证5轴联动数控加工工艺的合理性和正确性。

S形检测试件五轴联动数控加工方法研究

作为国际标准试件中的新成员,S形检测试件由于其造型复杂,一直是加工领域中的一个难题。在UG NX环境下,通过三维建模、工艺规划、数控编程得到了S形件加工后置指令。基于虚拟机床技术理论,搭建了后置指令加工仿真通用平台,并验证了S形件数控程序的准确性。提出并对比分析了多种编程加工方法下S形件的理论误差。选取最优编程方法进行切削实验,实现了S形件的五轴联动加工。

虚轴机床加工过程的仿真研究

对虚轴机床进行了研究，在完善机床约束条件的基础上。通过合理的机床模型的构造。对加工件的过程进行了仿真研究。并取得了预期的效果。

基于机构刚度的六杆虚拟轴并联机床几何结构优化

提高虚拟轴并联机床的机构刚度是改善加工精度进而对机床进行精确控制的关键因素。针对虚拟轴并联机床的机构几何参数的优化问题,建立了以刚度为基础的机床加工过程中机构刚度分析模型。这种模型考虑了加工过程中几何和载荷变化对机床整体刚度的影响,它可以计入机床的瞬时弹性特性。利用这种模型对不同几何参数的虚拟轴并联机床机构进行加工模拟,计算一系列加工路径中其刀具偏移,从而可以优化出具有最小刀具偏移量,亦即刀具端具有最大刚度时的机构几何参数,进而改善机床的加工精度。研究结果对于六杆虚拟轴并联机床的机构设计与参数确定提供了简洁有效的方法。

6-SPS并联机床加工过程仿真

针对并联机床研究不断深入的现状 ,介绍了 6-SPS并联机构以及加工过程仿真研究的意义。采用VC + + 6.0及OpenGL开发了 6-SPS并联机床加工过程仿真系统 ,对各功能模块进行了简单介绍。并以单叶双曲面为例 ,进行了轨迹规划以及加工过程仿真 。

五轴机床后处理旋转角求解及优选研究

通过五轴机床的运动学方程,可以逆解刀轴矢量与两个旋转轴转角的数学关系,在CAM软件后处理过程中,A、C的角度解可能存在多个取值。通过定义最短旋转圆路径,限制C轴的转动角度范围为[-180°,180°],以改进C轴的转角运动。仿真和实验证明,所提出的后置处理旋转角改进方法能够避免A-C轴转动角度的突变,使A、C轴旋转运动连续、平稳,避免发生过切与干涉,对于五轴机床的实际加工应用有非常明显的意义。

农机零部件现代加工技术研究

农机的叶轮和发动机弯管等复杂零部件属于农机的核心零部件,如果采用传统的加工方式,不仅加工效率低,表面加工质量也较差,且刀具磨损和材料浪费严重,增加了生产成本。为此,将现代机械加工技术引入到了农机零部件的设计制造过程中,包括五轴数控加工和3D打印技术,并以农机部件叶轮和发动机弯管的制造论证了方案的可行性。其中,叶轮的五轴加工主要采用曲线拟合的方式,发动机弯管的加工采用直接成型的方法。加工结果表明:采用五轴数控加工和3D打印技术可以有效地提高零部件的生成效率,降低设计生产成本,提高机械加工的质量,对于提高现代化农机制造水平具有重要的意义。

基于UG的叶轮数控加工仿真研究

依据整体叶轮的几何特点,创建了叶轮的三维实体模型,确定了叶轮五轴数控铣削加工工艺路线,规划了叶轮的粗、半精、精加工刀具轨迹,并通过UG/Post Builder后置处理器验证了刀具轨迹的可行性,生成了NC程序代码,从而缩短了叶轮加工的生产周期,降低了生产成本,为工艺人员对整体叶轮的加工提供了参考依据。

航发压气机叶片的加工仿真分析

航发压气机叶片型面及加工工艺复杂。为降低加工成本、提高加工效率,对某型复杂薄壁航空发动机压气机叶片零件进行加工仿真研究。分析叶片的结构特点,结合加工工艺路线制定原则,制定了叶片加工工艺路线,规划了刀具轨迹;根据五轴机床行程及运动特点,定制了五轴机床专用后处理器,并将刀具轨迹后处理生成了叶片加工的NC程序,同时输出加工总计用时;构建立式五轴数控机床仿真模型,对加工工艺进行仿真验证,取代实际加工试切步骤,节省生产成本和时间。仿真加工结果验证了加工工艺的合理性和后处理的正确性,为加工参数的进一步优化和加工误差分析奠定了基础。

五轴联动机床(A-B转台)后置处理设计及数控仿真

通用的CAD/CAM软件都有其自带的CAM模块,通过计算可以得到刀具轨迹的全部信息。但为了适应五轴联动专用数控机床的要求,还要进行专门的后置处理,即将CAM系统通用后置处理所得的刀具轨迹文件转换成特定机床适用的加工代码。五轴联动机床的后置处理涉及刀位文件的转角计算和坐标变换计算,且坐标变换关系比较复杂。本文研究A-B型工作台双转的五轴联动数控机床之后置处理,通过推导机床坐标系与工件坐标系坐标变换公式以及利用VisualC++开发工具,开发出相应的后置处理程序,并通过VERICUT软件进行了加工仿真来对该程序加以验证。

基于MasterCAM的DMU60P四轴机床后处理开发

针对DMU60P四轴机床的特殊运动关系,开发了实现DMU60P四轴机床自动编程的Master CAM通用后处理程序文件、机床文件和控制器文件,拓展了Master CAM的编程功能,并通过模拟仿真和加工验证了其正确性和可行性,解决了四轴编程困难、程序调试周期较长与加工效率低等实际生产问题。对同类多轴机床的后处理开发研究有一定的推广价值。

虚拟加工设备的建模和加工过程物理仿真

介绍了虚拟加工设备建模用到的常用软件。对虚拟数控机床和刀具的建模进行了讨论。着重研究了虚拟加工过程物理仿真,利用有限元(FEM)法建立了切削力仿真模型,利用多体系统运动学理论建立了虚拟数控机床的运动模型。最后,提出虚拟加工物理仿真技术发展中存在的问题以及未来的研究方向。

基于UG和Vericut的开式整体叶轮加工仿真

为降低整体叶轮类零件最终抛光工序的劳动强度、提高加工效率,切削加工工序有很高的尺寸精度要求,文章以提高切削加工仿真尺寸精度为目的,以UG为平台进行了叶轮零件的建模及加工轨迹规划,在Vericut软件中构建了DMU50五轴数控机床的加工仿真环境。将数控加工仿真与刀具路径轨迹规划结合研究,通过仿真检查结果反复修正刀路轨迹,最后设计生成的刀具路径轨迹在仿真加工中残留在0.15mm以内,过切在0.10以内,有效的降低了抛光工序加工余量,可以减少抛光工序工作量,提高抛光效率,降低由于抛光余量大造成烧伤的危险。

基于UG的6-SPS并联机床加工过程仿真

6 SPS并联机床加工过程仿真系统是在CAD/CAM/CAE集成软件UG基础上利用VisualC + + 6 0和OpenGL开发的。重点描述图形化仿真模块和后置处理模块 ,并以球冠加工为例 ,验证该加工过程仿真系统的正确性和实用性。

基于VERICUT的五轴卧式机床建模与加工仿真

文章详细介绍了基于VERICUT8.0的西门子840D五轴卧式机床的模型建立与加工仿真。通过获取实际机床的结构,使用UG CAD模块构建机床三维模型导入VERICUT中创建相应的模型,并根据实际机床与加工情况对VERICUT中的模型进行相应的配置。以S型试件作为仿真加工对象,采用UG CAM生成的方向矢量程序以检验程序与加工设置的正确性,同时验证840D方向矢量程序功能的应用。最后通过实际机床的加工验证了所建模型与程序的正确性。基于VERICUT成功创建了西门子840D五轴卧式机床加工的仿真平台,利用仿真平台以预知使用该机床对所需零件的加工状态。

复杂型面零件的数控加工工艺研究

随着多轴数控机床的不断发展与日趋完善,其在加工某些空间位置精度非常高或型面非常复杂的机械产品方面显示出了巨大的优越性,加工的效率更高、加工质量更优。我国完全自主产权的CAXA制造工程师拥有目前国际上比较成熟的"CAD/CAM"一体化系统,能够实现产品从设计到加工制造数据信息的无缝连接。为企业的产品开发和制造创造出更大的经济效益。本文以CAXA制造工程师为工具,设计完成了典型复杂零件的建模、自动编程、几何仿真校验和后置处理的全套无纸化加工工艺设计;探索了用四轴、五轴加工中心实现典型复杂零件的高精度、高效率和高质量加工的工艺方法。

五轴机床在粽角榫加工中的运用研究

中式家具的数控加工已经成为家具产业升级和发展的必然趋势,其中重要一环就是解决中式传统家具中榫卯结构的数字化生产。笔者以CB型双摆头五轴木工机床为例,提出并验证了五轴机床加工粽角榫的后置补偿通用算法。通过齐次坐标变换矩阵和正向运动学分析得到CB型双摆头五轴机床结构的形状创成函数,再通过逆向运动学得到CB型五轴数控机床偏置补偿的通用公式;通过UG软件创建的标准加工路径文件,结合补偿公式,得到了可被机床正确加工的NC代码;最后利用Vericut仿真软件和实际加工验证了该后处理偏置公式的正确性。本研究求得的函数可以实现软件生成的标准NC代码和实际带有安装误差的五轴机床NC代码数据之间的相互转换,有助于五轴机床在榫卯加工中的推广和普及。