数控加工物理仿真的模型验证技术

提出将仿真模型验证技术应用于面向数控加工过程的物理仿真活动.通过与数控加工几何仿真的比较,分析了数控加工物理仿真模型验证的主要特点和基本要求.将数控加工物理仿真验证分为数据验证、物理模型验证、仿真模型校核和模型运行验证.基于仿真活动生命周期,提出数控加工物理模型验证的基本方法和步骤.这对于深入研究数控加工物理仿真具有一定的促进作用.     

基于VERICUT的数控成形磨齿加工仿真

在数控机床研发阶段引入加工仿真可以检验机床的结构设计,验证数控加工程序,缩短开发周期.通过分析一种数控成形磨齿机床的结构和运动,基于齿轮啮合原理推导了砂轮与螺旋面之间的接触线方程,建立了计算砂轮廓形和机床运动参数的数学模型.基于VERICUT软件平台,建立了精确的砂轮修整和磨齿加工仿真模型,并设计了完整的加工仿真流程.在此基础上,针对一个渐开线斜齿轮,实现了砂轮修整和磨齿的加工仿真.结果表明这种数控成形磨齿机床能够满足功能要求,结构设计是合理的.比较了仿真结果与理论模型之间的误差,证明数控加工程序和加工仿真模型是正确的,并且精度都很高.     

任意空间角度平面铣削加工宏程序编程设计

任意空间角度平面在复杂类零件中应用较广,通过运用数学知识对刀位点进行数值计算和对数控宏程序编程设计,开拓了普通数控铣床加工应用范围,减少了工件定位、装夹次数。借助通用的FANUC 0i mate-MC数控系统平台,编写了应用型特别强的任意空间角度平面数控加工程序,并对程序核心部分的宏程序进行数控仿真和编程设计。已优化的宏程序起始段中的全部变量被赋予正确的数据后,数控程序能够准确地控制球刀刀位点的运行轨迹,确保任意空间角度平面加工精度达到要求。     

数控冲压加工NC代码仿真系统的研究

针对数控冲压加工中NC代码检验困难,废品率较高的现状,提出了数控冲压仿真系统的总体结构方案,并且实现了对NC代码文件有效数据的提取,以及对NC代码翻译中G代码和M代码的处理.通过运用VisualLISP语言对AutoCAD进行二次开发,实现了基于AutoCAD数控冲压过程二维动态仿真.实例验证表明,该程序实用、高效.     

基于球头铣刀在斜面加工中的参数编程研究

斜面在数控加工中精度要求越来越高,但很多编程人员对球刀开始的下刀位置和逐层铣削的Z向增量直接凭经验选取,无法有效控制斜面的加工精度.因此在手工编程时必须通过建立数学模型,利用三角函数先推导出相关参数的表达式,准确计算初始刀位刀尖点的Z坐标值,再根据斜面表面粗糙度要求计算出等高加工时Z方向的增量值.文章以FANUC 0i系统为例,完成了斜面数控加工的参数编程,并通过实际生产验证,解决了斜面数控加工精度难保证的问题.     

曲线圆弧拟合的一种算法

本文从CAD/CAM一体化要求出发,综合考虑设计与数控加工的要求,提出了曲线圆弧拟合的一种新算法,并通过胶鞋鞋模大底图案设计及其数控加工的计算机仿真,证明是有效的。这种算法既简化了计算量和对计算机内存的要求,又有利于CAD/CAM一体化工作中的数据传输、确定几何图案元素间交点和插补运算等工作。     

基于通用立铣刀的人字齿轮数控加工及应用

针对人字齿轮使用传统方法加工时,存在加工效率低和精度差等问题,提出一种基于通用立铣刀的人字齿轮数控加工方法。该方法采用通用加工设备和通用立铣刀,只需修改数控加工程序实现人字齿轮加工。基于残差控制法规划通用立铣刀与工件之间的刀路轨迹,建立计算刀路轨迹的数学模型。基于VERICUT软件建立加工仿真模型并设计了完整的加工仿真流程,实现了对某一人字齿轮的仿真加工。进行人字齿轮铣削实验并用三坐标测量仪测量铣削后的人字齿轮,加工后的人字齿轮达到6级精度(ISO1328-1:1997)。实验结果表明:基于通用立铣刀的人字齿轮数控加工方法是正确的,能够实现通用机床和通用刀具加工人字齿轮,为进一步提升零退刀槽人字齿轮的精度和质量提供了有效方法。     

基于AutoCAD的数控冲床自动编程系统研究与开发

提出了一种基于AutoCAD的模块化设计方法,并对自动编程系统开发的关键技术进行了研究,包括图形数据的采集,加工模具的选择,加工路径的优化处理以及NC代码的生成等自动编程的一系列过程.研究了仿真模块的总体结构方案,实现了基于AutoCAD的二维动态仿真.实践生产证明,基于AutoCAD的数控冲床自动编程系统能够满足实际生产的需要,能够有效提高数控冲压加工的生产效率和安全性.     

重型数控龙门机床静压导轨承载能力研究

静压导轨是重型数控龙门机床的关键组成部分,用于支持整个机床的重量,并沿工作台平稳地移动。因此,导轨油膜对机床的承载能力和加工精度起着重要作用。通过三维CFD仿真对无摩擦条件下的重型数控龙门机床静压导轨油膜的承载能力、流场压力和速度特性进行了分析,并通过对比实验数据对仿真结果进行验证。为满足工程设计要求,采用简化的理论模型分析油膜的承载能力。通过实验数据,验证了简化模型的准确度及可靠性,从而为重型龙门数控机床滑动导轨的油垫设计的理论计算提供了方法。     

高精度数控磨床的进给系统与伺服控制系统设计

针对高精度磨床的加工精度要求,给出高精度数控内圆磨床结构、运动形式、进给系统、伺服控制系统设计方案,提出伺服控制软件结构、伺服定位单元的参数设置方法和伺服定位系统的现场调试方法,该伺服系统设计方案适合磨床工艺特点,能有效地保证磨床的加工精度.     

基于VERICUT数控机床仿真系统的建立与应用

数控仿真是数控加工在虚拟环境中的映射,它为产品的可制造性分析提供关键数据.本文基于VERICUT虚拟制造软件平台,以数控加工中心为例详细介绍了在VERICUT上建立仿真系统的过程,并通过设置毛坯,指定刀位轨迹文件,配置相应参数,成功实现了加工过程的仿真.     

基于视觉技术的活塞环闭口间隙检测的研究

目前,活塞环的检测普遍采用人工检测。采用视觉技术提取活塞环闭口间隙轮廓,对轮廓进行图像处理,得到测量结果,与人工检测相比,检测速度更快,精度更高。传统的边缘检测过程大都采用Canny算子,通过高斯滤波过滤图像。在活塞环轮廓处理过程中,对轮廓提取精度要求更高。高斯滤波作为低通滤波算法,对轮廓没有保护作用,会导致轮廓边缘图像模糊。针对这一问题,提出了改进的Canny算子,采用中值滤波和傅里叶变换相结合的方法,有效地提高了边缘轮廓的提取精度。     

基于动态四叉树的数控铣削加工仿真的研究

提出采用基于自相似动态四叉树（Quadtrees）的思想进行实体造型,实现数控仿真加工毛坯实体的动态建模,从而在一定程度上解决数控加工仿真过程中毛坯除料算法的运算速度缓慢而造成的真实感差的问题,并通过一个零件加工仿真验证了该算法的可行性和有效性。     

活塞环表面液相等离子体电解渗氮处理工艺

以甲酰胺作为渗剂、氯化铵作为导电盐,配制电解液,以活塞环为阴极和不锈钢棒为阳极,对活塞环进行了液相等离子体电解渗氮(PEN)处理,并对处理后的活塞环表面渗氮改性层的结构、元素分布及相组成等特征进行了分析, 探究了 PEN 工艺操作参数对改性层的硬度和摩擦学性能的影响。 结果表明:在有机电解液体系下进行活塞环表面电解渗氮处理会同时渗入 N、C 两种元素,但以渗 N 为主;活塞环表面的 PEN 改性层由化合物层、扩散层和过渡层组成,改性层中 N 元素的含量由表及里逐渐降低;改性层的主要相组成为铁的氮化物 Fe_2-3N、Fe₄N 和铁的碳化物 Fe₃C 等强化相; 改性层的最大硬度可达基体硬度的 3 倍,且随工作电压提高、处理时间延长和频率降低而增大;摩擦试验表明活塞环试样经 PEN 处理后其摩擦因数会增大,但对工作电压、处理时间和频率等工艺参数进行合理控制,便能够通过提高活塞环表面硬度和储油能力来抑制因摩擦因数增大而导致的磨损率升高。     

基于虚拟仪器技术的活塞环摩擦磨损试验机的研制

为了初步检测活塞环的摩擦磨损特性,设计一台活塞环摩擦磨损试验机。该试验机结构简单,测试系统软件在虚拟仪器技术基础上采用Lab VIEW平台开发,实现了对数据的实时采集、处理和结果显示等。试验证明,该试验机能满足活塞环摩擦磨损试验研究需要。     

基于Fluent的液压密封流体膜压力精确化研究

针对液压密封,密封区域流体膜压力不等于密封压力而导致对油液泄漏量研究有误差和对密封圈密封性能的研究因素考虑不足的情况,从密封圈的密封机制出发研究流体膜压力。基于Fluent中的层流模型Laminar,建立密封圈受到油液压力时的流体膜模型,对密封圈在静密封和动密封2种密封形式下进行有限元分析,得出密封区域的精确压力分布。对比分析了泄漏量的理论计算结果以及用流体膜压力代替密封压力后的修正数值计算结果。结果表明:用流体膜压力代替密封压力计算得到的泄漏量更加准确,误差更小;流体膜压力受密封压力和活塞杆运动速度影响,泄漏量与密封件所受密封压力、活塞杆运动速度成正比,活塞杆运动速度对流体膜压力和泄漏量的影响更大。流体膜精确压力的获得为密封圈密封性能的研究提供了参考,为获得其准确的密封机制奠定了一定基础。     

汽车空调活塞加工机床的自动化改造

目前汽车活塞的加工大多采用单机数控模式。考虑活塞产品量大且品种较为固定的特点,为全面实现柔性自动化加工,在分析汽车空调活塞生产工艺流程的基础上,根据企业现有的数控设备条件,综合考虑零件加工精度、速度、可靠性等方面问题,对零件自动化上下料机构、检测与装夹机构、控制系统等进行分析,提出一种切实可行的数控机床改造方案,在保持机床原有操作习惯的基础上,大大提高产品加工效率及质量的稳定性和可靠性,改善了PXE活塞加工的自动化水平。该技术目前已在企业实现中试,具有较好的应用价值,同时可为其他企业实现"机器换人"提供很好的示范作用。     

航空钛合金锻造技术的研究进展

综述了近年来国内外航空钛合金锻造技术的研究进展,介绍了等温锻造技术、精密辗轧技术、大型复杂构件整体成形技术、锻造工艺模拟等国内外研究情况,并讨论了航空钛合金锻造技术后续的研究方向。等温锻造技术应深入研究构件热处理技术、模具设计与制造技术、加热与润滑防护技术;精密辗轧技术应深入研究薄壁环件精确环轧技术、自动控制技术、轧制胀形用工装与模具设计技术、设备控制软件开发技术;大型复杂构件整体成形技术应深入研究复杂构件的增量加载精密模锻技术、多向精密模锻技术、大型锻件组织性能均匀性控制技术及复杂结构件精密制坯技术;同时,应系统开展锻造工艺与装备数字化技术的研究与推广应用,建立基于数值模拟技术的锻造工艺设计方法。     

活塞环表面渗陶工艺的问题及改进措施

目的根据当前活塞环陶瓷膜工艺中存在的问题,对渗陶电源进行改进,使处理的活塞环达到工业应用要求的同时提高处理效率。方法分析用PECVD方法制备陶瓷膜工艺中影响成膜的主要因素,以这些因素为依据,通过改变渗陶电源放电的各种参数,比较在不同参数下处理的效果。结果在最佳组合的放电参数下,这种改进后电源在活塞环表面的成膜效果与传统电源相当,同时,处理的效率得到了提高。结论非对称脉冲式电源可以代替传统高功耗的射频电源使活塞环表面陶瓷化。     

等圆角活塞避阀坑加工工艺过程研究

为了保证活塞在运动过程中留有足够的间隙,需在其头部加工避阀坑。以等圆角活塞避阀坑为例,在加工过程中利用Master CAM软件进行各项参数的设置以及工艺编制,最终生成加工所需NC代码并实际加工,在编程过程中采用了两种不同编程方式,并分析其在活塞避阀坑加工过程中产生的影响,以确定最为合适的等圆角避阀坑加工方法。