CNC加工中刀具路径对曲面加工精度影响分析

在曲面加工过程中,刀具路径是影响切削效率和加工质量的关键因素之一;在CAM软件中,可供选择的刀具路径较多。文章主要介绍平行铣、环形铣、等高外形铣三种常用的曲面加工刀具路径特点和适用范围以及对曲面加工精度的影响。     

三角网格曲面环形刀五轴加工宽行距刀具路径生成方法

针对三角网格曲面五轴数控加工中普遍使用的截平面法加工行距较窄、加工效率较低的问题，提出一种可变行距的宽行加工刀具路径生成方法。首先，以三角网格数据重构为基础，提出一种基于KdTree网格区域划分的求交算法，实现了网格数据点的快速获取；然后，分析环形刀及三角网格曲面的几何特性，在无曲率干涉条件下提出通过改变侧倾角并优化前倾角使刀具有效切削半径最大化的方法，获得以加工行距最大化为优化目标的最佳刀具倾角组合；最后，结合三角网格曲面的特性建立一种环形刀刀具离散模型，并提出了相应的干涉检测与修正方法。仿真实验表明，在相同加工条件下，本文加工行距优化方法较现有方法明显增大了加工行距、提高了加工效率，而且所提出的刀具干涉与修正处理方法能有效避免局部刀底干涉及全局刀杆干涉现象的发生。     

收割机搅龙五轴数控加工刀具路径规划——基于UG仿真和曲线插补

搅龙是收割机较为复杂的零部件,其加工质量影响到收割机进给系统的作业效率和作业质量。为了提高搅龙叶片的加工质量,降低加工误差,提出了一种基于UG仿真和曲线插补算法的五轴数控加工刀具优化算法。在UG仿真软件中建立了工件和刀具的基本模型,根据模型的特点选择了合适的加工环境和加工参数,采用NURBS插补算法,最后自动生成了刀具路径轨迹,并根据刀具路径轨迹进行了走刀仿真模拟,进一步对刀具路径进了优化。仿真实验结果表明:采用UG软件对五轴数控加工刀具路径进行优化后,其加工误差要明显的低于优化前的加工误差,从而验证了刀具路径优化算法的可靠性。     

三轴曲面数控加工工艺参数的优化研究

曲面加工过程中刀具的耐磨性是影响工件加工质量和刀具使用寿命的主要性能指标,制定科学合理的加工工艺是提高数控加工过程中工件质量的主要手段。课题组利用CAD/CAM软件对加工对象进行三维建模和后置处理,得到最佳的刀具使用参数和数控加工程序,并将其应用于实际加工过程中。结果表明,合理设置刀具切削工艺参数和数控加工工艺,能提高刀具使用寿命和工件加工质量,实现曲面数控加工的高质量效果。     

三坐标自由曲面精加工中的步进优化方法

由于自由曲面的几何复杂性,所以自由曲面相对来说较难加工。工作主要集中在对于精加工操作的刀位轨迹的步距进行优化。给定任意的自由曲面,并且生成了加工的G＆M机器代码,在三坐标数控机床上利用球头铣刀进行曲面加工。在偏置曲面上产生刀具路径规划。考虑到曲面的强度和单一性因素,所以生成等间隔平面往复式刀具路径。所产生的刀具路径要符合在给定的曲面上所规定的误差。输入的是.prt格式的曲面实体模型,输出的是包含加工代码的.txt文件。最后将给出实例用来证明本算法的有效性。     

三坐标自由曲面精加工中的步进优化方法

由于自由曲面的几何复杂性,所以自由曲面相对来说较难加工.工作主要集中在对于精加工操作的刀位轨迹的步距进行优化.给定任意的自由曲面,并且生成了加工的G&M机器代码,在三坐标数控机床上利用球头铣刀进行曲面加工.在偏置曲面上产生刀具路径规划.考虑到曲面的强度和单一性因素,所以生成等间隔平面往复式刀具路径.所产生的刀具路径要符合在给定的曲面上所规定的误差.输入的是.prt格式的曲面实体模型,输出的是包含加工代码的.txt文件.最后将给出实例用来证明本算法的有效性.     

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.     

提高数控铣床生产效率的方法

影响数控铣床加工效率的因素很多,也很复杂。在数控的教学实践和对企业的调查中发现:可以从加工路线、刀具、安装夹紧、切削用量、刀具预调或自动测量、正确的维护保养、加强培训等几个方面着手,缩短换刀时间,实现快速加工,从而达到提高数控铣床加工效率的目的。     

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。     

基于响应曲面的树枝粉碎装置设计与试验

针对树枝粉碎机粉碎效果差、功耗大等问题,设计了一种树枝粉碎装置,可通过喂料机构对树枝的强制性喂入,鼓式刀辊与定刀对树枝的连续切削,实现树枝的均匀连续粉碎。首先,设计了各关键部件结构参数;其次,基于树枝粉碎过程的动力学分析,分析了影响功耗的因素;再次,采用响应曲面试验,研究了刀具楔角、刀具后角、树枝喂入角对树枝剪切应力的影响;最后,使用Design-expert优化功能并根据加工工艺要求,确定了最优参数组合,并进行验证试验。响应曲面试验结果显示:试验因素的显著性主次顺序为刀具楔角、树枝喂入角、刀具后角;最优组合参数为刀具楔角为37.42°,树枝喂入角为45.41°,刀具后角为4.85°;结合实际加工条件以及工艺加工要求确定粉碎装置参数为刀具楔角40°,树枝喂入角45°,刀具后角5°。试验验证表明:最优组合下树枝粉碎合格率(木屑尺寸小于20mm占比)为96.41%,且小于5mm的占比为82.74%;对比于传统粉碎装置的作业效果,树枝粉碎合格率提升了7.91%,尺寸小于5mm的木屑占比提升了10.94%,优化效果明显。基于响应曲面设计的树枝粉碎装置具有作业质量高、粉碎效果均匀、功耗小的特点,...     

基于UG自动编程技术的拖拉机零件数控加工技术研究

随着现代农业自动化水平的不断提高,更多具有自主作业能力的自动化农业机械被运用到了农业生产过程中,但农机需要精度较高的零部件与之匹配才能实现精准化作业。为了提高拖拉机零件的数控加工效率和精度,将UG软件引入到了零部件的数控加工工艺设计过程中,根据零部件的模型进行了工艺分析和参数确定,在确定好刀具和坐标系、加工工序及刀具走刀路径后,采用UG自动编程技术生成了加工代码,从而有效地提高了数控加工的效率和质量。为了验证方案的可行性,以拖拉机轴类的数控加工为例,对方案进行了可行性验证。验证结果表明:采用UG软件可以自动生成刀具的加工轨迹,并实现加工过程的仿真模拟,最后形成加工代码,证明在拖拉机零部件的数控加工过程中使用UG自动编程是可行的。     

拖拉机复杂曲面零部件数控加工刀位轨迹优化

拖拉机回转体曲面零件属于复杂的加工零件,在数控加工过程中由于编程的不同会导致加工工序和工艺等存在较大的差异,合理的刀位轨迹编程可以有效地提高数控机床的加工效率和加工精度。为此,将曲线拟合算法引入到了刀位轨迹优化过程中,并根据刀具加工步长和加工误差对刀位轨迹进行了密化插值优化,得到了加工精度较高的刀位算法。为了验证方案的可行性,对拖拉机犁耕装置的附加叶轮进行了结构分析,并成功提取了关键的曲面曲线型值点;然后,利用曲线拟合的方法得到了加工路线形状,对刀位轨迹坐标进行了提取,通过密化插值最后实现了刀位轨迹的优化。同时,利用UG软件生成了刀位轨迹,从而验证了刀位轨迹优化方案是可行的。     

拖拉机零部件数控多加工路线优化——基于蚁群算法集成求解

数控加工路线是机床零部件加工编程的关键,针对计算机辅助设计中工艺路线规划问题,提出了一种基于蚁群算法集成求解的拖拉机零部件数控多加工路线优化算法,可根据加工元、加工方法及加工元约束条件,优化零部件加工机床路线,计算出机床最优的加工工艺路线。通过实例验证,证实了该方法可以较大程度地优化加工路线,大大节省了加工时间,提高了作业效率。     

应用于智能插秧机的叶盘数控加工参数优化研究

为进一步提高应用于智能插秧机的叶盘加工质量及插秧机整机工作效率,对叶盘的数控加工参数展开优化研究。选定一型号智能插秧机,在对其核心参数及工作原理深入理解基础上,对插秧机的叶盘进行加工参数优化,通过目标寻优函数建立数学模型,并利用绘图软件UG给出叶盘关键组件的三维物理模型,规划好加工工艺路线进行加工试验。研究表明:依照科学数控加工工序及刀具的合理选择,得出的叶盘加工精度较参数优化前可提升10%左右,加工制造成本可降低3%左右,耐用度和智能插秧机的整机工作效率均有提升,此参数优化研究与试验具有重要的实际应用意义。     

基于DXF文件的图形自动编程数控系统设计

数控加工自动编程技术是现代制造中降低生产成本、提高生产效率的重要环节之一.本文开发了一种基于DXF文件的图形自动编程数控系统,描述了系统的总体结构和功能模块,从零件信息读取、工艺处理及数控代码生成、加工轨迹模拟设计三个方面说明该系统的工作原理.通过具体实例分析,该系统能够实现二维图形信息的获取,并自动转换为数控程序代码,与数控机床通信即可进行加工.     

基于UG建模和仿真的拖拉机箱体零件数控加工研究

为了提高拖拉机箱体复杂曲面的加工精度,合理安排加工工序,提高加工效率,将UG建模和仿真技术引入到了零件数据加工过程中,通过对加工工序和程序的检验与修改,以达到数据加工工序和源程序优化的目的。以拖拉机箱体零部件曲面形状的数控加工为例,采用曲线拟合技术对数控加工过程的刀位进行了优化,利用UG软件对加工过程进行了仿真。仿真结果表明:刀位优化后的曲面加工最大过切和欠切量都有所降低,说明通过优化提高了数控加工精度。     

拖拉机回转体零件数控加工技术研究--基于CAD和UG建模仿真

为了实现拖拉机回转体复杂零部件的数控加工,提高零部件的建模和工艺设计效率,将CAD建模和UG仿真技术引入到了零部件的数控加工工艺的设计上,通过对加工过程的仿真,实现加工工序的优化设计。在利用UG软件进行数控加工仿真时,可以通过碰撞干涉检查和仿真过程的详细查看确定加工工艺的设计是否存在问题,发现是否存在过切等现象,为数控加工时刀具轨迹的修改提供依据,还可以代替零件的试切或试加工过程,对于提高拖拉机复杂零部件的设计和加工效率具有重要的意义。     

自动采棉机表面几何特性与数控加工技术分析

为进一步提高自动采棉机各部件加工与装配精度,实现采棉机作业效率与作业寿命的提升,以自动采棉机的组成结构及作业原理为基础,针对表面几何特性与数控加工技术进行分析。依据自动采摘机实际作业过程中出现的摘锭磨损等故障,给出自动采棉机零部件的数控加工工序模型,运用UG软件三维建模同时进行层次化的加工工艺流程设计及走刀算法优化。以自动采棉机核心部件数控加工系统结构为基准,给定准确的数控代码与加工控制信息,经余量优化误差补偿完成一次加工设计,在特定的虚拟加工环境下进行数控加工仿真试验,结果表明:融入了多规则加工技术核心算法,该型采棉机核心部件的加工误差整体得到降低,且平均提升效果达81.76%,其中锥面长度的加工误差提升效果最好,可达84.42%。该试验分析可为自动采棉机的整机发展提供一定优化思路,具有很好的推广意义。     

基于CNC技术的插秧机运动学分析与研究

为深入了解插秧机的运动学机理,基于CNC智能控制技术对其进行分析与讨论。在充分理解插秧机结构组成与工作原理的基础上,融入SOPC嵌入导航控制,建立插秧机分插部件秧针的位移运动学模型;利用CNC控制与设计加工需求的关联度,建立插秧机关键运动部件线性回归方程;进行了插秧机核心部件参数设计优化与加工试验。结果表明:对数控加工过程中的关键参数建立最佳控制函数,得出最优解,效果明显。插秧机关键部件实现智能加工,可在保证加工精度与要求的前提下迅速完成算法迭代,且轨迹路径完成较为符合实际,可为其他农用机械相关运动规律分析提供参考。     

基于云计算的农机部件数字化车间集成技术研究

为了提高农机加工的现代化和数字化水平,降低设计成本、缩短设计周期、提高农机部件的加工质量,结合复杂零件CAD/CAPP/CAM集成系统,采用数字化虚拟仿真技术,提出了一种基于云计算平台的农机数字化车间集成技术,并提出了基于叶贝斯分类算法的云资源优化配置算法。该技术平台通过统一的零件模型信息源实现了零件几何信息和非几何信息的共享,改进了传统的CAD、CAPP、CAM系统的不足,简化了其数字化制造工作,大大提高了企业的生产效率。以农机部件的数字化加工虚拟仿真为例,对农机部件加工刀具轨迹进行了平台测试,结果表明:利用平台的云搜索功能可以有效地确定刀具走刀方式,生成刀具轨迹,对农机现代化加工水平的提高具有重要的意义。