基于公理设计理论的滚齿机主轴组件改进设计

目的 消除滚齿机主轴组件设计过程中不同设计要素之间的相互耦合,使设计过程遵循设计行业公认的公理进行,提高机床设计效率和滚齿机主轴精度.方法 应用公理设计理论,对主轴各零部件作为一个组件进行设计,系统地分析主轴的功能需求,阐述功能域与物理域的分解过程;应用有限元软件对主轴进行静力分析和热分析进行验证.结果 映射出与公理设计过程相对应的设计矩阵,经独立公理和信息公理优化后得到最终的CAD模型;经有限元软件仿真得到改进前后主轴前端的变形量.结论 这种方法可以在设计初期预测出设计的结果,选出合理的设计方案,改善了设计,提高了设计效率和主轴精度.     

基于STEP-NC的自由曲线曲面插补技术的研究

为了满足在STEP-NC数控系统下对自由曲线曲面插补的要求,在对现有插补方法分析后,提出通过带节点的B样条曲线曲面实体和有理B样条曲线曲面实体在STEP标准中的定义,按照STEP标准中对新增实体命名的规定,给出了一个包含NURBS曲线曲面所有参数的新实体.根据曲线的几何特性与刀具运动特性之间的关系列出方程,并用泰勒展开式进行插补点密化,且在MATLAB6.5环境下进行仿真实验,结果表明基于STEP-NC的NURBS曲线曲面插补在保证精度的同时,提高了插补速度.     

基于STEP的相交特征识别

目的构建基于STEP的制造特征识别系统,研究系统中的特征识别尤其是相交特征识别的实现方法．方法在VC＋＋6．0和ST—Developer集成环境下,应用MFC类库和ROSE库等进行系统的构建及程序和数据的处理,并以STEP中性文件AP203和AP224分别作为系统的输入和输出文件．结果所构建的系统实现了具有相交特征的制造特征识别,其特征识别技术是采用基于图的特征识别方法;针对特征相交中两种不同类型的相交实体,分别采用不同的方法对加工面邻接图进行了有效的分解．结论以AP203文件作为特征识别系统输入文件,实现特征识别系统与CAD系统的无缝连接;经过特征识别所生成的特征符合AP224中所定义的制造特征模型,有力地支持了基于STEP的CAD＼cAPP＼CAM数据集成技术,所采用的制造特征识别方法能够识别普遍的相交特征．     

多目标优化与层次分析法相结合的滚齿机立柱改进设计

结合多目标优化与层次分析法在结构设计中的优点,对滚齿机立柱的设计参数进行改进.文章首先运用CAD软件建立滚齿机立柱的参数化模型,并将其导入有限元分析软件AWB中对其进行动静态特性分析;其次通过灵敏度分析得到影响立柱性能的主要设计参数,同时可视化其对目标函数的响应面;然后将设计参数作为优化设计变量,以质量最小、变形量最小和一阶固有频率最大为目标函数对立柱进行多目标优化,得到优化方案的解集合;最后通过层次分析法确定立柱解集合中的各优化方案权重系数,寻找出最优解.     

多切削刃刀具磨损特性分析及改善措施研究

为了研究刀具多刃参与切削加工过程中两相邻直线切削刃的过渡圆弧处磨损过于严重的原因,从而提出减少圆弧刃的磨损程度的改善措施.利用有限元软件Deform-3D,以滚刀三维模型为例,通过合理简化有限元模型,分析了多切削刃切削过程中切屑的流动状态及压强和热力场.仿真结果表明:造成多切削刃刀具圆弧刃磨损严重的最主要原因是该处散热差,热积累严重；增加圆弧刃半径和给刀具添加特定涂层可以改善该处散热,减小圆弧刃磨损.该研究结果对多切削刃刀具的设计和制造有一定指导意义.     

Delta分拣机器人工作空间及灵巧度分析

针对三自由度的Delta分拣机器人通过简化其机构采用矢量法建立了单支链运动约束方程,进而推导出正向运动学和逆向运动学的数学模型。结合具体算例基于运动学正向模型给出了其可达工作空间的工作范围。采用微分法构建了关节速度和操作速度间的雅克比矩阵,基于该矩阵的代数特征确定了以条件数为灵巧度性能指标。通过选取工作空间内的设计工作区域,采用MATLAB软件求解,给出了机器人位于设计工作区域上、中、下三个截面内的条件数分布情况。结果表明算例机器人在指定设计工作区域内无奇异位形出现且具有优良的运动学性能,为现场应用中合理地确定设计工作区域提供了理论参考。