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叶轮流道5轴高速铣加工刀轨计算

引言复杂型面的加工,因刀轨计算比较复杂,通常都采用自动编程。与3轴自动编程技术相比,5轴自动编程技术,具有刀具很容易到达加工型面、加工的表面质量高等优点,所以,至今仍为国内外众多学者研究的热点。文献[1]采用5次贝齐尔样条来拟合多轴刀轨,以维持稳定的进给速度和较小的角加速度;文献[2]采用通过刀位点与刀轴线的上下多项式描述曲线定义的规则面来拟合动态的刀具轨迹面,以实现刀位曲线与刀轴矢量的光滑连续性。文献[3]在三角化网格基础上生成刀轨,并进行干涉检查及刀位修正;文献[4]提出运用可视锥体的概念,把待加工曲面进行三角化,然后对三角片用大量的颜色进行标识,从每个三角片的刀触点沿法矢方向构造一个可视锥体,实现5轴联动精加工刀轨的无碰撞规划。从总体上看,上述诸多学者是站在传统数控编程的立场上,从学术的角度,研究5轴刀轨规划问题,在一定程度上推动了编程技术的进步,但从高速切削以及实用化角度,所提出的技术与方法并非行之有效。为此,作者提出了...  (本文共5页) 阅读全文>>

《制造业自动化》2017年07期
制造业自动化

点云模型粗加工刀轨高效生成方法研究

0引言目前在汽车、航空等工业领域中,很多时候主流CAD软件很难满足复杂外形的设计要求,需要使用油泥、粘土等材料制成手工模型,然后运用逆向手段获取实物模型外形上的海量数据点,即点云模型。点云应用于数控加工是逆向加工最重要的手段,粗加工可以快速地切除工件毛坯上的大部分多余材料,为精加工保留适当的加工余量,大量的加工时间消耗在粗加工过程中,因此研究出高效的点云粗加工刀轨生成算法,对提高粗加工质量和效率具有重要的实际意义。点云粗加工刀轨生成主要有Z-map法和多面体法。Lin[1,2]等首先提出对点云构造Z-map模型,通过将点云投影到在XY平面上构造的矩形网格,求出每个网格节点的z坐标,以此将散乱的点云转换为规则的网格点,再计算分层切削平面与数据点的交点,获取加工区域并生成刀位轨迹。杨建中[3]等通过构造Z-map模型获取切削层上的二值图像,提出边界追踪算法和边界描述树来确定切削区域,但获得高精度的边界就需要提高网格密度。Yau[4]...  (本文共5页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

壁板零件镜像铣削刀轨生成方法

镜像铣设备集随动支撑、壁厚在线测量、加工误差补偿等功能于一体,是大型壁板加工的最新技术和发展趋势。镜像铣特殊的装备特性和工艺特性对加工刀轨提出了特殊需求,同时刀轨的曲率连续要求进一步增加了刀轨生成的难度。针对以上问题,论文对壁板零件镜像铣削刀轨生成方法进行了深入的研究,主要创新点如下:(1)研究了镜像铣装备加工刀轨约束关系的建立方法。针对镜像铣设备的动力学特性、工艺特性对刀轨约束的耦合问题,首先建立了动力学特性、工艺特性对刀轨的约束关系,进而建立了两种约束之间的耦合关系,为镜像铣加工刀轨生成奠定了基础。(2)提出了一种基于区域划分的复杂下陷特征镜像铣削刀轨生成策略。针对复杂下陷特征情况下难以同时满足无残留、无交叉、步距严格控制以及不能抬刀等约束的刀轨生成问题,以同一下陷特征能否采用统一的走刀模式为判断依据,建立分区域刀轨生成策略,给出了同一下陷特征内刀轨生成区域划分规则和不同区域之间的刀轨连接规则,实现了无抬刀、无交叉、步距严格...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国机械工程》2017年08期
中国机械工程

面向特征库的整体叶轮刀轨规划方法

0 引言整体叶轮是涡轮式发动机的核心部件,在航空航天、能源动力等领域有着广泛的应用[1-2]。叶轮叶片曲面曲率变化大、结构复杂,具有不可展开直纹面的特点;叶片间流道形成的区域空间较小,具有半封闭螺旋型腔结构。叶轮型面的加工精度和表面质量对发动机性能和寿命有着决定性的影响,因此,高效的刀轨规划方法成为整体叶轮加工质量和效率提高的研究重点。目前的研究主要集中在整体叶轮加工的刀轨规划算法方面。文献[3]针对球头刀刀触点领域内刀具与加工型面的进行刀轨计算,然而刀轨规划尚存在以下问题:接触情况,给出了刀位轨迹行距的计算方法;文献(1)编程系统操作复杂,工艺信息传递困难。现有[4]将2条最小加工带宽形成的驱动线作为切触的CAM软件在进行数控编程时,主要通过人机点轨迹,以减少不同刀轨间的重叠以及相邻刀轨交互的方式确定刀具、主轴转速、进给速度和余量形成的残高,提高型面加工效率和质量;文献[5]等工艺信息,人为干预因素多,工艺参数选择过程针对涡轮...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械科学与技术》2004年08期
机械科学与技术

高速铣削刀轨优化技术的研究

高速铣削 (HighSpeedMilling ,HSM)是集多学科技术于一体的先进制造技术。与传统数控加工相比 ,高速铣削具有自身的特点 (见表 1) ,这些特点导致了传统加工理念发生了根本性的变化[1] 。目前 ,国内外学者在切削机理、加工工艺、CNC以及刀具新材料等方面研究得较多 ,而对高速铣削自动编程技术研究得相对较少。为此 ,作者对高速铣削加工刀轨优化问题进行了深入的研究。以提高高速加工刀轨规划的合理性和高效性。1 高速铣削的编程要求高速铣削是一门非常复杂的技术。因切削速度的提升和加减速的限制已完全改变了传统的编程策略。因此 ,在规划刀位轨迹时 ,除要考虑刀轨无干涉无碰撞因素外 ,还要考虑以下一些编程要求。(1)应尽量避免刀轨的突然变化。(2 )应最大限度地减少甚至消除加工残区。(3)应避免多余空刀。(4 )应保持稳定的切削参数。(5 )应保证刀具缓慢切入工件。表 1 高速铣削与传统数控加工机床特性比较机床特性高 速传 ...  (本文共5页) 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

基于曲率平滑过渡的复杂刀轨样条逼近与优化技术研究

刀具轨迹规划是数控加工领域最重要的组成部分,创建的刀具轨迹的优劣直接影响到实际切削的效率与零件表面的质量。传统的刀具轨迹采用直线和圆弧作为其表达形式,时常产生加工轨迹内部曲率的剧烈变化,这种曲率的不连续不仅会造成材料去除率的剧烈变化,而且会产生切削效率的损失,这种情况对高速加工的影响尤为明显。为此,本文重点研究了采用NURBS插补刀轨替代传统直线和圆弧刀轨的相关技术;以刀轨曲率的平滑过渡为目标,对NURBS插补刀轨进行优化,以避免由于曲率突变而引起的刀具的振动,提高加工零件的表面质量和切削的效率。论文的主要工作内容及取得的成果具体如下:(1).归纳了刀轨优化的国内外研究现状和主要方法,分析了样条刀轨优化的主要切入点和目前研究的不足,引申出本课题研究的意义与背景。(2).分析了多段刀轨连接时效率损失的原因,以刀轨复杂度判据作为是否需要样条逼近优化的先决条件;基于刀轨拐角的分类识别技术,研究了自适应刀轨智能优化算法,减轻了拐角优化过...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>