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。     

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。     

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。     

基于MATLAB的非圆齿轮副齿廓算法研究

根据展成法加工齿轮的原理和变位思路设计非圆齿轮齿廓.阐述了精确计算一对外凸节曲线非圆齿轮副齿廓数据的数值算法,并提出依据主动轮节曲线自动优化非圆齿轮副中心距和计算从动轮节曲线的方法.主从动非圆齿轮齿廓的啮合曲线部分分别由同一齿条刀具不同侧包络而成,确保啮合时无间隙.通过齿条刀具沿两齿轮旋转中心连线偏离节曲线改变变位量,消除根切,实现非零变位.采用该方法设计加工出的非圆齿轮已应用于实际样机中,确保该方法的可行性.     

10程序输入补偿指令的应用

数控加工中的倒角、倒圆在加工过程中,刀具的中心轨迹和曲线轮廓的相对位置在不断的变化,这就要求加工中刀具的半径补偿值也需要随之变化。     

车刀刀尖半径补偿的应用研究

为提高刀尖强度、降低加工表面粗糙度,在切削加工中车刀刀尖处通常制有一圆弧过渡刃,而过渡刃的存在会使刀具实际切削位置与理论切削位置不同,导致加工精度下降.介绍加工圆锥面和圆弧面的误差分析与偏置值计算方法,利用车刀半径补偿功能对刀具圆角半径进行补偿,进而提高加工精度.     

刀具半径补偿在数控铣床加工中的应用

刀具半径补偿指令是数控铣床编程与加工中应用最广最重要的指令,正确、合理地使用刀具半径补偿对于复杂零件简化编程计算和提高零件精度具有举足轻重的作用。介绍刀具半径补偿原理,以实例说明刀具半径补偿的过程。     

五坐标虚拟轴弹性研抛机床的环形轨迹规划

以自行研制的五坐标虚拟轴弹性研抛机床为背景，按机床特性和残留高度要求提出两种实用的仿人弹性研磨抛光轨迹规划算法。其中平行环算法简单、运算速度快；而相关环算法可相对提高加工表面的粗糙度。这些方法均可用于自由曲面的直接插补，易于构成基于NURBS标准的面插补器。用Matlab软件对两种算法的正确性作了验证和仿真。这些算法通用性强，可用于自由曲面研抛的轨迹规划。     

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。     

自由曲面研抛加工的直接插补控制

研抛加工的目的是成型质量均恒的精密表面。基于自由曲面研抛加工的直接插补控制,本文就残留高度与研抛轨线间距、工具头半径、曲面曲率半径间的关系,插补误差与插补步长、工具头半径、曲面曲率半径间的关系等问题展开了讨论,揭示了其相关规律,并在此基础上给出了以许用误差为控制目标的研抛加工路径规划、插补综合控制策略。实验数据表明,该控制策略误差目标可控,误差控制效果明显。     

三角网格细分曲面数控加工刀轨快速生成算

提出了一种基于三角网格细分曲面模型的刀轨生成算法,建立三角网格细分曲面模型的空间聚类索引结构,基于该结构实现网格模型与刀轨截面快速、精确求交获取刀触点集,并根据刀触点对应曲面位置处的微分几何性质确定刀位点,采用最小生成树算法对刀位点集排序生成刀轨.实例证明,该算法可有效提高复杂曲面模型的刀轨生成效率及精度.     

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。     

数控车削系统刀尖半径补偿模型

分析了数控车削系统刀尖半径补偿模型存在的缺陷,提出应综合考虑刀尖实际形状及其大小、刀尖磨损、刀具与工件接触等,用一个一般化的刀尖模型替代目前理想化的圆弧模型。在新的模型中,用刀尖补偿需求半径来表达切削过程中应给予数控系统的半径补偿值,实现精确补偿。由于包括了刀尖磨损、刀尖与工件的接触位置情况,其数值不能通过直接测量获取,故采用了一种借助于数控机床运行特点的测量方法,在测量结果中包含了各种误差源的补偿量。该模型和相应测量法的使用,有效提高了锥面、曲面的精加工精度和加工效率。     

基于瞬时切削力和实体模型的三轴铣削仿真与试验

引入加工面生成点概念,提出基于瞬时切削力的刀具变形计算和变形刀具移动扫描体的实体建模方法,通过布尔运算生成包含有几何与物理误差的仿真加工模型, 以图形动态显示仿真加工模型的生成过程,并给出精确测量仿真加工模型的方法; 采用PARASOLID建模核心和OpenGL对上述算法完成系统实现.仿真和实际加工试验结果表明,最大仿真误差为0.012 mm、最小仿真误差为0.004 mm,平均仿真误差为0.008 mm.     

抛物线回转型腔的宏加工

结合一抛物线回转型腔展开工艺分析,根据零件特点构建几何模型,编制其宏程序,并进行刀轨模拟检验,文章总结出曲面型腔或凸台加工中宏编程的一般思路和方法.     

弧面凸轮单侧面加工多重包络原理与刀位控制方法研究

为提高弧面凸轮廓面加工精度、减小加工过程中刀具误差对凸轮廓面法向误差的影响,分析了弧面凸轮结构特点和现有加工方式存在的问题,提出单侧面加工多重包络原理,并进行了实例仿真计算。利用空间啮合原理和旋转变换矩阵,根据多重包络原理推导出凸轮实际廓面方程,研究了多重包络原理的刀位补偿和刀位控制方法。仿真计算和分析表明,利用单侧面加工多重包络原理可显著减小凸轮廓面法向误差、提高凸轮加工精度。     

离心泵整体叶轮流道数控加工误差的仿真

对数控加工所获得的叶轮流道的加工误差进行仿真。首先对刀位轨迹线进行归一化处理,以此计算出脊棱高度曲线,再采用线性插值的方法得到曲面上采样点的加工误差。由于自由曲面加工中的刀位点比较密集,本文利用彩色云图将加工误差可视化,完善了对数控加工结果的计算机几何仿真。该算法已在自行研制的叶轮CAM系统中得到验证,并且与实际加工结果一致。