锥形螺旋面数控加工的研究

通过对曲面数控加工运动的研究,指出曲面上的曲线也存在着活动的特征标识这一特性,提出了模仿特征标识沿曲面曲线运动的加工法.并以锥形等螺旋角刀槽作为加工实例,应用特征加工法使程序得到最大限度的简化,而且大大地提高编程效率,对一些类似零件的数控加工提供有益的参考依据.     

异型螺旋曲面数控加工运动学研究与应用

通过对加工运动学原理的研究,找出曲面上的曲线也存在着活动的特征标架这一特性,提出了模仿特征标架沿曲面曲线运动的特征加工法。并以碟形砂轮加工等螺旋角锥形铣刀刀槽作为加工异型螺旋曲面的实例,对特征加工法的应用予以说明。     

基于三角网格曲面映射的数控高速加工刀轨规划

为进一步改善数控加工曲面的表面质量,提出一种针对三角网格曲面的螺旋刀具数控加工轨迹规划方法,在充分考虑刀具轨迹的几何与动力学特性以及三角网格单元特性的基础上,有效减少了抬刀次数,保持了刀具轨迹的连续性。该方法从网格边界轮廓曲线上的刀触点开始逐层偏置,在参数域上对刀触点进行规划,并拟合成螺旋轨迹,将其逆映射到网格曲面上得到螺旋加工轨迹。与传统的截面法和环切法相比,该算法可以生成一条具有边界一致性、轨迹光滑连续的、无需多次进退刀的高质量螺旋加工轨迹。     

面向高速加工的复杂曲面螺旋刀路优化

针对现有螺旋切削轨迹对曲面形状适应性较差,无法直接应用于复杂曲面的局限,提出一种基于曲面重构的螺旋曲线切削法。对于复杂曲面根据各自的特点分别采用曲面提取、修补、延伸等方法重构目标曲面,以重构后的曲面作为圆柱螺旋线的投影对象获取驱动曲线,在CAM软件中以曲线驱动方式生成螺旋曲线轨迹并进行优化。VERICUT软件仿真和实际加工的结果表明:复杂曲面采用曲面重构螺旋切削法可以获得满足高速加工要求的光顺切削路径,扩展了先进螺旋切削方式的应用范围。     

螺旋曲面螺杆的抛光研究

介绍一种在专用数控铣床上实现对螺旋曲面进行数控抛光的加工方法，其目的是为了提高螺旋机械产品中螺旋曲面的加工精度。     

温度对螺旋定子内腔曲面挤压成型的影响分析

对螺旋定子内腔曲面的形成原理及啮合方法进行了研究,并对国内外螺旋曲面的加工方法及应用做了一定的了解后,提出了挤压成型加工螺旋定子内腔曲面的方法。以螺旋定子为研究对象,通过建立其三维实体模型,利用有限元软件对其加工过程进行分析,得到不同温度下加工螺旋定子时所需推力,产生的内部应力及其导程的变化等重要参数,为使用挤压法制造螺旋定子提供了参考和依据。     

SGM法加工的螺旋锥齿轮几何建模研究

模拟螺旋锥齿轮SGM法加工过程,构建SGM法加工的螺旋锥齿轮精确几何模型,以商用软件CATIA V5为工具,用虚拟加工的原理和方法产生螺旋锥齿轮参考几何模型,在参考几何模型上提取采样点,用双三次NURBS曲面对其进行重构,得到NURBS曲面函数表示的精确齿廓曲面和齿根过渡曲面,把精确的几何模型导入到商用有限元软件中,进行应力分析.为建立基于包络原理的空间曲面零件精确三维实体模型和空间曲面零件的CAD/CAE/CAM提供了一种有用方法.     

圆锥滚子双盘研磨工作面求解与形面分析

根据共轭曲面原理对圆锥滚子双盘研磨加工中研磨盘工作面进行理论求解,运用包络法求解螺旋槽工作面的理论形面方程并分析其形面特征.基于研磨盘对圆锥滚子姿态控制和成形加工的工作要求,分析了上研磨盘、下研磨盘和圆锥滚子三者的空间位置和相对运动关系.采用包络法求解上研磨盘工作形面,建立上研磨盘工作面的理论形面方程.通过数值计算分析螺旋槽工作面的形面特征及螺旋槽与圆锥滚子的接触特征,结果表明,螺旋槽工作面一和工作面二的轴截面廓形都是相对于基准直线的内凹曲线,其中工作面一的轴截面廓形内凹量最大值约为0.012 μm,可简化为直线;螺旋槽工作面是一个轴截面廓形不断变化的复杂螺旋曲面:圆锥滚子与螺旋槽工作面为线接触,接触线为不在圆锥滚子轴截面内的空间复杂曲线,其位置与运动参数β有关.给出了螺旋槽工作面形面参数的精确计算方法并分析了螺旋槽工作面轴截面廓形的变化情况.     

螺杆泵定子内螺旋孔型零件的加工工艺设计及误差分析

在分析单螺杆泵运行过程中定转子间啮合关系的基础上,提出了一种新型的定子内曲面加工方法——包络法,并通过数学及运动模型对包络加工法的可行性、科学性进行了验证,验证结果显示该加工方法用于螺杆泵定子内螺旋曲面的加工,镗削出的内螺旋曲面廓形与理论值较为接近,具有较高的可行性。     

用于复杂深孔内螺旋曲面加工的拉刀设计方法

对复杂深孔内螺旋曲面进行高精度和高效率加工是复杂深孔加工领域研究的热点问题之一。针对深孔内螺旋曲面加工尚需解决的关键技术建立一种通用的螺旋曲面线型数学模型,为刀具精确设计提供理论计算依据。提出了深孔内螺旋曲面拉削加工方案并进行了拉刀的三维建模,分析论述的复杂深孔内螺旋曲面拉刀设计流程和实例对于成套拉刀设计有参考指导意义。     

Analytical envelope surface representation of a conical cutter undergoing rational motion

Flank milling with a taper cutter is widely used in industry. The analytical representation of the envelope surface generated by a conical cutter undergoing rational motion is derived by bringing together the theories of line geometry and kinematics. Based on the projective duality between a point and a plane in line geometry, a cone surface is represented as two pieces of rational quadratic Bézier developable surfaces in terms of the plane coordinates instead of the traditional point coordinates. It provides a way to describe and calculate the envelope surface exactly by analyzing the trajectory of a plane undergoing a two-parameter rational motion. The rotation around the axis of the cone is adopted to ensure that the characteristic curve is located on the same piece of rational quadratic Bézier developable surface of the cone. The degenerate cases that the characteristic curve does not exist are also discussed. Examples are provided, in which the envelope surfaces of a conical cutter undergoing rational Bézier and B-spline motions are computed. The results can be applied to tool-path planning and error analysis for five-axis flank milling machining.     

复杂曲面计算制造技术的研究

阐述了计算制造技术的理论基础和方法，分析了影响曲面磨削的种种因素，针对复杂曲面磨削过程的特点，研究如何从复杂曲面设计中提取几何约束的加工信息，并预处理加工零件的几何信息，以支持曲面加工的工艺规划活动。     

曲面加工表面粗糙度几何仿真

目前采用高速铣削方式加工具有曲面结构的零件非常普遍,而在曲面加工的过程中几何因素对已加工曲面的表面粗糙度具有一定的影响。为了提高加工效率和加工质量,普遍的方法是采用仿真软件。文中以MATLAB为平台,构建双三次Bezier曲面的工件模型,并结合走刀行距和进给量以及切削速度等加工参数,对影响表面粗糙的因素进行分析,同时提出具体的仿真算法,并且在实际应用中加以验证。     

基于过控制顶点曲线的微线段过渡插补方法

针对微线段数控加工过程中的插补问题,为减小微线段数控加工中的速度波动,实现转接点的平滑过渡,提出过控制顶点曲线的过渡插补算法。首先构建微线段曲线的过渡矢量模型,根据基于特征多边形顶点的曲线模型的几何特性,构建过控制顶点曲线的过渡矢量模型,然后采用过控制顶点曲线过渡模型对微线段进行插补计算,根据加工误差计算控制顶点,确定约束速度并实时进行前瞻处理,最后通过实例进行了验证。实验结果表明,所提出的方法有效地提高了微线段转接速度,缩短了加工时间,实现了曲线的平滑过渡。     

An integrated surface modeling and machining approach for a marine propeller

For given data points on different cylindrical section curves of marine propeller during the design period, the fair fitting method with the least squares of the cubic B-spline curve has been used to form cylindrical section curves with different radius. Then the control points of the cylindrical section curves were used as new data points to process fair fitting in another direction, and the pressure surface and the suction surface of the propeller can be acquired at last. Aims to overcome disadvantages of the present machining method of propeller, such as lower machining precision and efficiency, repeated clamping, and limited machining scope, a new machining method—the second order osculating machining method—has been presented. By using this method, not only the cylindrical cutter and the machined surface can keep line contact, but also the propeller can be machined with one clamping. It’s very suitable for the machining of propeller with larger projected area ratio and the machining precision and efficiency will be improved.     

异形滚柱的在线电解修型成型磨削工艺试验研究

介绍了一种用于汽车和摩托车上先进超越离合器异形滚柱的在线电解成型(ELID)磨削加工工艺试验及相关设备与装置,主要包括成型磨削的工艺实施方案,在平面磨床上实现成型磨削的工装设计及在线电解砂轮修型的装置设计与布局等问题。理论上分析了ELID成型磨削在加工中能按照理想的成型曲线自动修正砂轮母线的形状,从而达到很高的形状精度和较低的表面粗糙度。总结了影响加工质量和效率的因素和规律;同原来的成型拉削相比,采用成型磨削具有效率、质量与稳定性、工具成本和管理等方面的诸多优势。     

B样条列表曲线直线插补的自适应算法

给出了一种根据零件加工精度要求,对三次Ｂ样条列表曲线进行直线插补,自动生成变步长刀位轨迹的算法,简称自适应算法。该算法当列表曲线曲率大时,使步长变小,反之使步长变大,同时使逼近误差满足要求。该算法稳定、可靠,便于在列表曲线、列表曲面的数控加工中推广应用。     

用MasterCAM加工凸模零件的工艺分析

MasterCAM曲面加工一般分为粗加工和精加工,粗加工有七种路径,精加工有十种路径.粗加工是加工出大致形状,使用平刀,精加工是将工件加工成型,使用球头刀.在具体的加工时应选用适当的粗、精加工路径.从三角凸模的曲面特点及加工难点出发,分析了如何使用MasterCAM软件编制合理的刀具路径,使加工质量大为改善.     

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.