电火花线切割五轴联动加工运动规律及仿真研究

为研究空间曲面的加工过程和规律,提出电火花线切割五轴加工计算机仿真技术研究方法.分析了空间曲面电火花线切割加工的特点及运动规律,建立了电火花线切割多轴加工系统运动的数学模型.通过运行相应的仿真程序,可以在计算机上直接观察到电火花线切割加工的全部过程,获得了比较理想的仿真结果.仿真所得到的理想加工参数为复杂零件加工提供了理论基础.从而拓宽了电火花线切割加工的工艺范围,解决了空间曲面零件的加工难题.     

空间曲面零件电火花线切割加工新技术

开发了能实现空间曲面工件电火花线切割加工的多轴联动加工系统。阐明了系统的组成及运动规律。通过计算机仿真和加工实践。研究验证了数学模型的正确性。从而拓宽了电火花线切割加工的工艺范围。解决了空间曲面工件的加工难题。     

线切割五轴联动加工技术开发与仿真

为解决复杂曲面零件的加工难题,开发了以"转、摆、摆数控工作台"为核心的复杂曲面电火花线切割加工系统.分析了复杂曲面线切割加工的运动规律,提出电火花线切割五轴加工计算机仿真技术研究方法.通过运行相应的仿真程序,可以在计算机上直接观察到电火花线切割加工的全部过程,获得了比较理想的仿真结果.开发出一套加工性能稳定的五轴联动电...     

数控线切割加工空间曲面CAD/CAM技术研究

目前国内加工空间曲面零件通过采用锥度切割装置使电极丝倾斜一定角度来实现锥度切割,这种方法易产生的加工误差较大.论文在五轴联动数控线切割加工系统的运动分析的基础上,建立了直角坐标下空间曲面零件线切割加工成型的数控模型,阐述了利用G代码合成空间曲面的方法,提出了运用模块化技术设计空间曲面线切割五轴联动数控系统上位机软件设计方案,为空间曲面线切割CAD/CAM系统的研究提供了依据.     

空间复杂曲面的高速走丝线切割加工技术研究

为实现空间复杂曲面零件的加工,基于原有的线切割加工系统,设计了一种带有自动分度的多轴联动数控回转台,建立了空间曲面零件线切割加工运动规律数学模型及仿真模型,并对几种典型运动形式进行了仿真研究和样件加工试验,将样件检测结果与设计数据和仿真结果进行对比.结果表明:所加工样件形状及尺寸精度均达到了预期效果,验证了各种运动形式下加工模型及仿真模型的正确性;同时,所设计的多轴联动线切割加工系统具有较高的加工质量和较低的成本,验证了该系统的实用性.     

空间曲面电火花线切割CAD/CAM系统

为解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,实现大锥度空间复杂曲面零件的加工,以空间曲面数学模型和数控模型为基础,开发了一种计算机辅助设计/计算机辅助制造(Computer aided design/computer aided manufacturing,CAD/CAM)系统.其硬件系统以研制的数控转摆摆工作台为核心装置,并与现有高速走丝电火花线切割机床结合,组成空间曲面线切割加工系统.其软件系统可以根据上下导线的参数方程进行分析计算,建立空间曲面的三维模型,自动生成NC加工代码,进行加工仿真和空间曲面零件的加工.利用本系统进行典型空间复杂曲面零件的加工试验,结果表明加工结果与仿真结果基本相似.此外,还分析数控模型以及回摆间隙角对加工误差的影响.这些工作为解决高速走丝电火花线切割加工空间曲面的难题打下基础.     

基于翻转式数控回转台的线切割加工技术研究

开发了能实现复杂型面零件电火花线切割加工的多轴联动加工系统,阐明了系统的组成和运动规律,研制了其主要硬件装置——数控回转台,并进行了加工实验研究。从而进一步拓宽了电火花线切割加工的工艺范围,解决了复杂型面零件的加工难题。该方法在模具制造中得到了较良好的应用。     

电火花线切割车削机床的研究及实现

介绍了数控电火花线切割车削机床的机械结构及利用旋转主轴进行的加工.电火花线切割车削机床利用数控线切割机床新增加的旋转轴,不仅可以加工大锥度的圆台,还可以加工形状复杂的空间曲面零件.为解决快走丝电火花线切割加工空间曲面的难题打下基础,具有较高的应用和推广价值.     

复杂曲面零件电火花线切割加工系统研究

开发了以新型翻转式自动分度数控回转工作台为核心的复杂曲面电火花线切割加工系统。阐明了系统的运动规律,建立了通用数学模型,并进行了计算机仿真和样件加工实验研究。利用该数控回转工作台,采用二维加工信息流控制技术,与国产高速走丝电火花线切割机床相结合,从根本上解决复杂曲面零件高速走丝电火花线切割加工的关键技术问题,大幅度提高了线切割加工的加工质量和生产效率。该方法在模具制造中得到了良好的应用。     

复杂曲面电火花线切割多轴加工计算机仿真研究

提出电火花线切割多轴加工计算机图形仿真技术。建立了电火花线切割多轴加工系统运动的数学模型 ,编制了大量的仿真程序 ,获得了比较理想的仿真结果 ,并对此仿真技术的应用进行了分析     

直纹空间曲面零件的虚拟加工系统

文章研究了空间直纹曲面虚拟零件的实现原理、数据模型和实现方法,针对加工实际中出现的各种具体情况,研究了相应的算法,用三维真实感图形实现空间直纹面零件的虚拟动态加工过程,用人工神经元网络实现零件的虚拟加工效果,使整个系统与实际加工过程更接近,用于四轴线切割机床加工前的校验或自动编程系统的仿真.     

A Cutter Orientation Modification Method for the Reduction of Non-linearity Errors in Five-Axis CNC Machining

In the machining of sculptured surfaces, five-axis CNC machine tools provide more flexibility to realize the cutter position as its axis orientation spatially changes. Conventional five-axis machining uses straight line segments to connect consecutive machining data points, and uses linear interpolation to generate command signals for positions between end points. Due to five-axis simultaneous and coupled rotary and linear movements, the actual machining motion trajectory is a non-linear path. The non-linear curve segments deviate from the linearly interpolated straight line segments, resulting in a non-linearity machining error in each machining step. These non-linearity errors, in addition to the linearity error, commonly create obstacles to the assurance of high machining precision. In this paper, a novel methodology for solving the non-linearity errors problem in five-axis CNC machining is presented. The proposed method is based on the machine type-specific kinematics and the machining motion trajectory. Non-linearity errors are reduced by modifying the cutter orientations without inserting additional machining data points. An off-line processing of a set of tool path data for machining a sculptured surface illustrates that the proposed method increases machining precision.     

五轴微段平滑插补算法

在五轴加工编程中,计算机辅助制造系统对曲面加工通常采用以折代曲,采用大量的微小G01直线段来加工曲面,在曲率半径较大的工件表面会出现明显折痕,严重影响工件表面的加工质量。为提高五轴数控加工工件的表面质量,提出一种五轴微段平滑插补算法。该算法考虑五轴加工中刀位数据的量纲差异,根据相邻数据点间的线性轴长度、线性轴的夹角和旋转轴角度变化量识别五轴数控加工程序中非连续微段和连续微段加工区域。对非连续微段加工区域按照原始直线段和旋转轴直接插补,从而保证加工精度。对连续微段加工区域,先通过五维变量获取节点参数,采用最小二乘法对指令点在允许的精度范围内进行修正;对修正后的指令点采用4点构造法计算二阶切矢,根据连续微段的指令点修正值,节点参数值和对应的二阶切矢值获取二阶连续的三次样条曲线;在二阶连续平滑的曲线上进行实时插补计算,控制机床进行五轴加工。试验结果表明:通过提出的五轴微段平滑压缩算法拟合后的路径要更加接近原始的曲面模型,平滑处理过的实际工件加工表面也要优于未进行处理的工件加工表面,提高了五轴自由曲面的表面质量。     

快走丝电火花线切割加工仿真系统

通过神经网络技术建立了快走丝电火花线切割加工工艺模型 ,利用穷举法建立了具有一定人工智能的工艺参数全局优化系统 ,开发了模具电火花加工过程仿真系统。该系统不仅可以精确预测加工效果 ,而且克服了工艺参数表的局限性 ,弥补了建立在工艺参数表基础上的参数自动选取系统的缺陷 ,实现了工艺参数全局最优化。测试结果及实际使用结果表明本文所建立的仿真系统反映了机床的加工工艺特性 ,预测误差基本控制在 8%内 ,系统的参数优化选取功能使机床的加工性能得以充分发挥。仿真系统具有广泛的通用性 ,可适用于不同类型的线切割加工机床。     

汽车玻璃钢化风栅成形器五轴加工刀轴矢量插值

为了解决汽车玻璃钢化风栅成形器五轴加工时刀轴矢量频繁变换造成冲击或发生干涉等问题，提出一种刀轴矢量插值方法。根据被加工曲面的几何形状和误差要求确定刀触点，根据被加工曲面的微分几何性质确定刀轴矢量的后跟角和摆转角。在已确定刀触点处的刀轴矢量的基础上，采用空间矢量光滑插值方法获得一系列中间位置刀轴矢量使刀轴变化较均匀。以货车前挡风玻璃钢化风栅成形器的一个拼镶块工作表面和风栅孔五轴NC加工为例进行仿真。结果表明，该刀轴矢量光顺方法可以避免刀轴方向频繁变换，同时也可有效地提高加工精度。     

Influence of machining parameters on surface roughness in finish cut of WEDM

Surface roughness is significant to the finish cut of wire electrical discharge machining (WEDM). This paper describes the influence of the machining parameters (including pulse duration, discharge current, sustained pulse time, pulse interval time, polarity effect, material and dielectric) on surface roughness in the finish cut of WEDM. Experiments proved that the surface roughness can be improved by decreasing both pulse duration and discharge current. When the pulse energy per discharge is constant, short pulses and long pulses will result in the same surface roughness but dissimilar surface morphology and different material removal rates. The removal rate when a short pulse duration is used is much higher than when the pulse duration is long. Moreover, from the single discharge experiments, we found that a long pulse duration combined with a low peak value could not produce craters on the workpiece surface any more when the pulse energy was reduced to a certain value. However, the condition of short pulse duration with high peak value still could produce clear craters on the workpiece surface. This indicates that a short pulse duration combined with a high peak value can generate better surface roughness, which cannot be achieved with long pulses. In the study, it was also found that reversed polarity machining with the appropriate pulse energy can improve the machined surface roughness somewhat better compared with normal polarity in finish machining, but some copper from the wire electrode is accreted on the machined surface.