基于恒线速度的异形零件数控加工的研究

现代机器中有许多零件是异形零件,加工这些异形零件采用的是随动加工法。从数控加工的角度入手,论述了随动加工的运动机理,建立了基于恒线速度的随动加工运动方程,建立了数控仿形刀架的动力学模型;对数学模型引起的加工误差进行了分析。     

弧齿锥齿轮四轴展成运动位置求解及加工仿真

以开发经济实用性数控铣齿机、降低弧齿锥齿轮生产成本为目的,提出了四轴数控铣齿机加工弧齿锥齿轮的方法。首先,建立了四轴数控铣齿机机床结构模型,分析了机床的加工运动;其次,建立了四轴数控铣齿机的运动数学模型和展成加工基本数学模型。基于数控加工及机械式加工两者之间的运动等效转换关系,计算了四轴数控铣齿机运动轴的位置坐标。基于VERICUT数控加工软件对弧齿锥齿轮四轴展成加工进行了切齿仿真,在此基础上进行了切实加工实验。结果表明,所建机床的数学模型及运动位置求解是正确可行的。     

基于开放式数控的凸轮轴磨削加工

本文通过对凸轮磨削加工的运动数学模型进行研究，设计了基于开放式数控的控制系统的硬件和软件，分析了凸轮轴磨削加工中的各种控制算法。     

电火花加工间隙流场的研究及仿真

从流场理论出发,采用固液两相流理论建立了间隙流场体运动数学模型,对间隙流场中的运动和浓度分布进行了实时仿真,通过流体运动和电火花加工实验,证明建立的数学模型和计算方法是正确的,提出了电火化加工间隙流场研究的新方法。     

凸轮廓形加工误差的动态分析

通过对凸轮磨削运动的动态分析，建立了仿形磨床加工系统二元自回归数学模型，得出了系统动态特性对凸轮廓形误差影响的规律     

大口径光学元件的机械手抛光

为满足大口径光学元件多模式组合加工技术(MCM)的需要,研制了JP-01型数控抛光机械手。该机械手采用柱坐标结构,ρ-θ极坐标运动方式,ρ、θ两轴联动完成MCM加工所需各种运动。运用齐次坐标变换理论和Preston方程,在分析机械手抛光过程中工件表面上任意一点的相对速度、压强及抛光时间的基础上,建立了机械手抛光的材料去除数学模型,同时求解了JP-01型机械手的位姿转换矩阵。运用所建立的数学模型对MCM加工中修正环带误差和局部误差时单个抛光盘常用运动模式的材料去除特性进行了计算机模拟。应用JP-01型机械手对一口径为240 mm,F数为1.5的球面反射镜进行了确定性抛光实验,最终面形精度达到14.6 nm(RMS)。实验表明,所测得数据与理论分析数据吻合,建立的数学模型能真实反映材料去除分布特性,可以指导抛光实现确定性加工,JP-01型机械手能够提供MCM加工所需运动形式。     

凸轮轴磨削加工速度优化调节与自动数控编程研究

为进一步提高凸轮轴的加工精度、表面质量和加工效率,根据X-C轴联动磨床的运动原理,建立了凸轮轴恒线速加工理论数学模型,依据该数学模型采用三次样条拟合插值法,建立了凸轮转速优化调节的数值计算模型。结合具体凸轮轴零件及其磨削加工工艺方案的具体参数,计算出机床各运动轴加工过程的运动数据,在确保无工艺故障的前提下,最终把各轴的运动数据自动转换为对应数控控制系统的数控加工程序,从而实现了凸轮轴磨削的自动数控编程。最后在CNC8312A数控高速凸轮轴磨床上,对钱江32F型号凸轮轴的进气凸轮和排气凸轮分别进行磨削加工试验,得到了预期加工效果。试验验证表明,该加工速度优化调节及其自动数控编程方法在理论上和实践上都是可行的,完全满足实际生产的需要。     

麻花钻螺旋槽磨削加工虚拟仿真

分析加工麻花钻时螺旋槽与砂轮的几何运动关系,运用微分几何和运动学原理建立螺旋槽和砂轮的数学模型.在此基础上,利用VB对AutocAD软件进行二次开发,建立了麻花钻螺旋槽三雏磨削虚拟仿真加工模型,对给定参数的麻花钻进行了几何参数、刀具参数及机床运动参数的计算,并进行了虚拟仿真加工,验证了三雏磨削虚拟仿真加工模型的正确性.     

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。     

任意齿形齿轮数控加工理论与计算机模拟研究

以计算机数控（CNC）系统代替普通滚齿机中的机械传动链，建立了一种新型的滚齿机机构，依据此机构，建立了统一的齿轮加工数学模型；推证了机构的运动转换矩阵和相关的运动方程，并在计算机上实现了齿轮模拟加工；通过调整滚切运动，可以实现任意设计的齿形及齿向；通过对齿轮加工误差计算机数值仿真，得到了一系列有价值的结论。     

基于PMAC下椭圆工件的加工试验研究

本文介绍了开放式运动控制器PMAC的结构及原理、直线电机的应用,并将此控制器作为实验磨床的数控系统,阐述了椭圆形零件加工方法,建立了椭圆形零件的数学模型,编制其加工程序并调试。通过对试验数据的分析研究,实现了该类零件的精密加工。     

切点跟踪磨削法磨削曲轴零件的若干问题探讨

分析了曲轴零件的切点跟踪磨削法的磨削运动特点，建立了恒磨除率磨削条件下连杆颈加工的数控2轴联动的数学模型；分析了由于砂轮半径变化带来的加工误差、数控插补误差。     

基于离散曲线包络的刮削加工仿真数学模型

为实现通用廓形刮削加工过程的分析,提出一种切削刃曲线离散包络的刮削加工仿真数学模型,该模型能够完成任意切削刃廓形的刮削加工廓形与加工误差计算,以及相应的刮削切触运动仿真分析。构建了刮削加工的运动学模型,表述了刀具与工件的结构参数以及刮削设置参数。在刮削加工成型原理的基础上,提出基于切削刃曲线离散运动包络的刮削加工廓形计算原理,并给出相应的计算流程与具体计算方法。在此基础上,通过寻求包络廓形作用点的切削发生关系,借助合理的坐标转换实现了刮削加工过程的切触运动仿真分析,并进一步提出了仿真加工廓形的误差评估算法。采用非规则廓形刀具进行了内刮削廓形的加工计算,并进行了运动仿真和廓形加工误差计算,验证了所提算法的有效性。     

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     

空间曲面线切割多轴联动加工系统开发及应用

开发了能实现空间曲面零件电火花线切割加工的多轴联动加工系统,分析了系统的组成和运动参数。依据空间解析几何直纹曲面形成原理,建立了五轴联动加工的数学模型体系,获得了五轴联动加工三导线曲面零件的数学模型。研制了多轴联动加工系统的执行机构转摆摆数控工作台及数控系统,加工出理想的实验样件。解决了空间曲面零件的加工难题,拓宽了高速走丝电火花线切割加工的应用范围。该方法在模具制造及空间曲面零件加工中得到广泛应用。     

异型石材制品成形加工的分析研究

成形加工是异型石材制品的关键加工工序。在分析异型石材制品的成形面、常用加工工具和成形原理的基础上,对成形加工技术进行了深入探讨,归纳出了异型石材制品加工的运动组合形式,并分析了每种运动组合所能加工的制品种类。成形运动分析为异型石材加工设备功能和结构的开发提供了理论基础。以外圆柱面加工分析为例,得出了刀具形状与加工运动成互补关系的重要结论,这一结论对于异型石材制品的大批量加工具有重要意义,可研制相应的成型刀具,以实现加工的规模经济效益。     

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.     

工程陶瓷孔复频超声加工方法的研究

超声加工方法广泛应用于工程陶瓷等硬脆材料的加工生产中。传统超声加工方法运动部件较多,操作复杂,为提高加工效率、降低成本,提出了复频超声加工方法,并建立了自由质量块的数学模型,分析了复频超声加工方法的加工原理,设计并加工了一套复频超声加工装置,并对陶瓷材料进行了实验研究,得到不同加工条件下各试件的材料去除率;比较各试件的材料去除率,发现复频超声加工方法相较于传统超声加工,其加工效率可以提高3倍,这为复频超声加工的设计及推广提供了理论指导。     

滚齿机数控系统零编程技术的研究

数控滚齿机摒弃了普通滚齿机的复杂的传动系统,机床的各个运动轴都采用数字控制,提高了齿轮加工的精度及加工的效率。在滚齿加工中根据加工齿轮和刀具的参数来确定刀具与工件之间特定的运动关系。在分析零编程技术可行性的研究基础上建立圆柱齿轮滚齿零编程数学模型,在以后基于IPC+PMAC的零编程软件开发中起到至关重要的作用。在开发的系统中,操作者无需编程,只需填入相关参数,系统软件将会自动生成齿轮加工的加工程序。     

基于形状创成理论的机床误差分析方法

分析了机床各构件之间的相对运动，并以此为根据，建立了用齐次变换矩阵的乘积来表述机床运动的形状创成函数。应用这一数学模型，可以求出几何误差对机床加工精度的影响。