基于VERICUT的动叶轮叶片切削优化

动叶轮是某泵体的重要零件，其制造质量直接影响泵体的工作性能。动叶轮叶片属于环形封闭式结构，在进行动叶轮叶片铣削加工时，刀路轨迹将直接决定工件的加工效率和刀具的耐用程度。该文采用CAM编程方式，利用五轴定向功能铣削动叶轮叶片，制定了单向螺旋顺铣的走刀路线，该切削方式大幅缩减加工时间，提高了刀具使用寿命。此外，结合VERICUT软件的优化控制功能，通过恒体积去除率方法提高叶片空走刀部位进给量，有效减少程序空走刀时间，再次缩短了加工时间，提高了动叶轮叶片的加工效率。     

圆锥刀侧铣整体叶轮叶片曲面的刀轴轨迹规划

针对圆锥刀侧铣加工整体叶轮叶片曲面中复杂的刀轴轨迹规划问题,提出一种可行的刀轴轨迹生成方法。该方法首先根据两点偏置法给出初始的刀轴面,然后利用圆锥面的几何性质调整优化刀轴位置,"强制"刀具面与叶片曲面每瞬时线接触,建立以刀轴位置为变量的刀具面上多点与叶片曲面相切的超定方程组,并用最小二乘法求解。利用共轭曲面的数字仿真原理,以叶片曲面为基准面,以其上发出的标杆射线为纽带,建立刀具包络面与叶片曲面之间的误差计算模型,并给出加工干涉的判定依据。实例计算表明,刀轴优化后的包络误差显著降低,验证了所提方法的有效性。     

等残留高度算法应用于自由曲面五轴刀路规划研究

针对五轴零件加工过程中自由曲面生成的刀具路径代码冗余,加工效率较低和加工表面质量不高等问题,对自由曲面加工中的常用刀具路径算法进行了分类,提出了等残留高度相关算法模型。计算了等残留高度点及在自由曲面的投影点,并对角度值β进行了迭代计算,对自由曲面加工中的五轴刀轴倾角λq值进行了推导计算;以螺旋桨叶片复杂自由曲面模型为刀路加工载体,生成了五轴刀路轨迹,与Mastercam软件的高速动态铣削(旋转五轴)模块功能生成五轴一般刀路进行了对比分析。研究结果表明:等残留高度算法能缩短五轴自由曲面的刀路长度,提高加工效率及零件表面质量。     

叶片类零件四坐标高效螺旋数控编程方法研究

研究了多坐标联动机床叶片螺旋加工方法 ,避免了轨迹上横向进刀 ,并按照等加工精度原理计算出合理刀位点。根据切削试验结果 ,对进给速度进行优化 ,保证了实际加工过程中刀具相对于叶片的匀速进给 ,有效地避免了叶片前缘、后缘处刀具啃切。与原有的叶片加工方法相比 ,基本上消除了原有的手工去除余量过程以及昂贵的叶片专用加工机床 ,提高了生产效率 ,降低了生产成本     

小型整体式叶轮加工及仿真技术研究CSCD

以带有两级叶片整体式小型叶轮为例,基于UGNX7.5平台建立其三维模型;通过软件加工模块中的各类功能,设计了全部加工刀路;接着采用符合实际情况的机床模型展开了切削仿真试验研究与设计优化;最后在试切环节验证了刀轨的正确性。该研究表明:在小型整体叶轮零件加工中,刀轨设计结果与机床实际运动轨迹不完全一致,通过机床切削仿真对刀轨设计进行验证,能够最大程度的发现和修正刀轨设计中存在的问题及错误,是一种高效、可靠的设计方法。     

六轴联动叶片型面砂带磨削方法及加工仿真研究

依据砂带接触轮与叶片型面的最佳接触条件,提出了叶片型面六轴联动砂带磨削加工方法,并进行了叶片砂带磨削的刀位点计算;采用VERICUT构建了虚拟数字机床并进行了仿真加工实验,验证了叶片型面砂带磨削加工刀位点以及轨迹计算的正确性.     

面向特征库的整体叶轮刀轨规划方法

针对整体叶轮曲面曲率变化大、流道为特殊型腔的特点,提出了一种面向特征的刀轨规划方法。分析了整体叶轮加工型面的特征及加工难点,建立由叶片、流道、进出水边、叶根等不同型面刀轨构成的特征库。设计叶轮加工型面与特征刀轨库间的匹配规则,开发了整体叶轮加工型面特征刀轨规划系统。算例仿真表明,该方法可有效减少叶轮加工曲面的刀路数量,提高整体叶轮自由曲面叶片的加工质量和效率。     

截面线等误差步长法计算点云刀具路径规划

提出了一种利用截面线等误差步长法计算点云刀具路径的算法。首先定义一组截平面,运用点云切片算法求出截平面与点云的交线,作为刀触点(CC)轨迹。刀触点轨迹是由大量离散点组成的点集,本文中提出了一种等误差步长法对刀触点轨迹计算刀触点,然后利用最小二乘法拟合刀触点附近点获得平面,平面法矢作为刀触点的法矢,沿法矢偏置刀具半径得到对应的刀位点,并对生成的刀位点进行干涉处理。该算法计算出的刀具路径包含的刀位点数量更少,误差均匀且都满足最大误差要求,最后通过实例验证了算法的可行性。     

数控展成电解加工对刀误差对加工精度的影响

介绍了用数控展成电解加工方法加工整体叶轮叶片型面的对刀误差,给出了各项对刀误差所引起的型面加工误差的计算公式,并分析了各项对刀误差对加工度的影响。     

自由曲面叶片数控加工刀具轨迹规划方法

研究了自由曲面叶片数控加工刀具轨迹规划方法。解决了两个问题:(1)叶片曲面建模过程中的布尔操作破坏了曲面参数域,从而在叶尖处造成冗余刀轨,并在叶根处有可能形成干涉;(2)叶片前后缘处曲率半径的剧烈变化导致步长计算容易超差从而造成啃切现象。针对问题(1),本文提出一种新的参数映射方法,将裁剪后的曲面参数域重新映射到一个规范化的参数域上去,并在新的参数域上规划刀轨;针对问题(2),本文提出一种改进的弦截法来计算走刀步长。该方法收敛速度快,且避免了对复杂函数的求导,计算量小。同时本文采用搜索解空间,并修改变量替换方式来避免该方法收敛于错误的解。仿真实例表明,本文方法达到了预期效果,在提高了加工效率的情况下,避免了啃切现象的发生。