基于四点偏置法的非可展直纹面侧铣刀位计算 被引量：8

1

作者 严涛 刘志兵 +1 位作者 王西彬 樊勇 《图学学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期840-845,共6页

针对非可展直纹面五轴侧铣加工的问题,分析了非可展直纹面几何特点,根据等距映射下的极差不变性,提出了一种计算非可展直纹面叶片五轴侧铣刀位数据的新方法。以刀具包络面与设计曲面之间的整体误差为优化目标,建立了圆柱铣刀侧铣非可展... 针对非可展直纹面五轴侧铣加工的问题,分析了非可展直纹面几何特点,根据等距映射下的极差不变性,提出了一种计算非可展直纹面叶片五轴侧铣刀位数据的新方法。以刀具包络面与设计曲面之间的整体误差为优化目标,建立了圆柱铣刀侧铣非可展直纹面的刀位计算方法,运用四点偏置法确定初始刀位,采用最小二乘法对初始刀位进行优化,建立刀轴矢量偏转模型进一步修正刀位以减小过切误差。通过实例计算分析,表明该方法可以在一定程度上减小加工误差。 展开更多

关键词 非可展直纹面 五轴侧铣 四点偏置法 刀位计算

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五轴侧铣加工3D刀具半径补偿研究 被引量：7

2

作者 李芝春 王宇晗 金永乔 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第9期1-3,7,共4页

为了解决五轴联动侧铣加工3D刀具半径补偿的难题,建立了三维空间刀具半径补偿模型;通过对刀具空间不同位姿的异面法矢的最佳补偿点的求取,避免了空间投影造成的误差,解决了五轴轨迹空间转角的半径补偿问题。论文提出的空间半径补偿算法... 为了解决五轴联动侧铣加工3D刀具半径补偿的难题,建立了三维空间刀具半径补偿模型;通过对刀具空间不同位姿的异面法矢的最佳补偿点的求取,避免了空间投影造成的误差,解决了五轴轨迹空间转角的半径补偿问题。论文提出的空间半径补偿算法已集成在五轴联动数控系统中,通过加工实验进行了验证。 展开更多

关键词 五轴数控系统 五轴侧铣 3D刀具半径补偿

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考虑工件变形的五轴侧铣薄壁件铣削力建模 被引量：5

3

作者 卫星驰 赵嫚 +2 位作者 杨青平 曹珍珍 茅健 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期317-324,共8页

针对铣削加工过程中工件和刀具接触关系的时变性所导致铣削力预测不精准的问题,提出一种综合考虑工件变形作用下的五轴侧铣铣削力建模方法。首先,基于机械Ⅱ型力学模型,综合考虑剪切力和犁切力作用,建立五轴铣削加工微元铣削力模型;其次... 针对铣削加工过程中工件和刀具接触关系的时变性所导致铣削力预测不精准的问题,提出一种综合考虑工件变形作用下的五轴侧铣铣削力建模方法。首先,基于机械Ⅱ型力学模型,综合考虑剪切力和犁切力作用,建立五轴铣削加工微元铣削力模型;其次,利用欧拉-伯努利梁理论计算工件在任意切削深度下的变形量;进而,更新工件变形量引起的切削深度变化,构建考虑工件变形的五轴侧铣薄壁件铣削力模型;最后,通过试验与模型预测结果对比,得出在考虑变形的情况下,X、Y方向上铣削力的平均峰值误差分别减小了4.42%和0.62%,验证了模型的有效性。 展开更多

关键词 铣削力建模 工件变形 五轴侧铣 薄壁件

原文传递

五轴侧铣加工铣削接触区域建模

4

作者 李忠朋 张维 +2 位作者 曹珍珍 张立强 刘钢 《工具技术》 北大核心 2024年第2期73-79,共7页

五轴侧铣加工时,刀具姿态的时变性使得加工过程中的刀具和工件接触区域复杂多变,提取铣削接触区域对研究多轴铣削中的切削力、加工误差和颤振稳定性至关重要,对此提出一种无需提取待加工表面信息的瞬时接触轮廓解析法。使用一系列离散... 五轴侧铣加工时,刀具姿态的时变性使得加工过程中的刀具和工件接触区域复杂多变,提取铣削接触区域对研究多轴铣削中的切削力、加工误差和颤振稳定性至关重要,对此提出一种无需提取待加工表面信息的瞬时接触轮廓解析法。使用一系列离散切削微元表示刀具,根据刀具位置和铣削参数获得各切削微元特征点集,并使用样条曲线对其拟合。综合距离和进给方向条件限制筛选出每段切削微元的切入/切出点,同时表示在工件坐标系中获得瞬时接触轮廓。仿真和试验结果表明,最大切入/切出角误差均在3%以内,且计算效率约为实体建模法的9.5倍,证明了本方法的准确性和高效性。 展开更多

关键词 五轴侧铣 铣削接触区域 刀具位置 铣削参数 待加工表面

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基于刀齿轨迹模型的五轴侧铣加工铣削力预测

5

作者 桂昊 张立强 杨青平 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期78-83,108,共7页

在五轴侧铣加工过程中刀具的刀轴姿态变化复杂,导致瞬时切屑厚度计算困难。为提高切削力的预测精度,首先通过五轴侧铣几何模型描述了圆柱铣刀的刀齿运动轨迹,在建立微元切削力模型后,提出了一种瞬时切屑厚度的计算方法,计算当前切削刃... 在五轴侧铣加工过程中刀具的刀轴姿态变化复杂,导致瞬时切屑厚度计算困难。为提高切削力的预测精度,首先通过五轴侧铣几何模型描述了圆柱铣刀的刀齿运动轨迹,在建立微元切削力模型后,提出了一种瞬时切屑厚度的计算方法,计算当前切削刃上切削点到前几个刀齿回转圆柱面的映射距离,并在齐次坐标变换下,将空间中的线面求交计算转换成二维平面的线与圆弧的求交运算,在考虑刀具跳动对圆弧轨迹的影响后,求解方程组获得瞬时切屑厚度值。最后在五轴机床上进行了切削力试验,对比测量的力数据发现,仿真结果无论趋势还是大小都和实测值较好地吻合,验证了所建立的切削力预测模型的有效性。 展开更多

关键词 五轴侧铣 圆柱铣刀 瞬时切屑厚度 切削力预测 齐次坐标变换

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基于三点偏置刀位偏差补偿的五轴侧铣加工路径优化方法

6

作者 陈力智 周立峰 +2 位作者 王东 马驰 于建华 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第3期18-23,共6页

直母线刀具在五轴侧铣加工非可展直纹面过程中难与曲面准确贴合,为解决此问题,提出通用的三点偏置方法完成刀具初始定位,沿刀轴计算刀具与被加工曲面之间的几何偏差,基于偏差补偿思想偏置得到轴迹面采样点在空间中的理想分布,据此建立... 直母线刀具在五轴侧铣加工非可展直纹面过程中难与曲面准确贴合,为解决此问题,提出通用的三点偏置方法完成刀具初始定位,沿刀轴计算刀具与被加工曲面之间的几何偏差,基于偏差补偿思想偏置得到轴迹面采样点在空间中的理想分布,据此建立轴迹面拟合模型,通过奇异值分解(SVD)算法求解该模型,以加工偏差绝对值之和最小为目标,求解得到最优加工路径。仿真算例表明,与基于智能算法的侧铣路径优化方法相比,所提方法在提升加工精度方面优势明显。 展开更多

关键词 五轴侧铣 加工路径 偏差补偿 奇异值分解

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整体叶轮五轴侧铣加工的铣削力预测模型研究 被引量：3

7

作者 张家兴 赖喜德 +1 位作者 张小俭 代星 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第3期94-98,共5页

为了对整体叶轮等复杂曲面的半精或精加工过程进行仿真和铣削力预测,提出了采用锥度球头铣刀五轴侧铣加工叶片型面的刀轴运动和铣削力计算模型。将锥度球头铣刀沿刀轴方向分解成一定数量的微元,为每个微元创建独立的进给坐标系,并将各... 为了对整体叶轮等复杂曲面的半精或精加工过程进行仿真和铣削力预测,提出了采用锥度球头铣刀五轴侧铣加工叶片型面的刀轴运动和铣削力计算模型。将锥度球头铣刀沿刀轴方向分解成一定数量的微元,为每个微元创建独立的进给坐标系,并将各微元的总进给速度朝垂直刀轴和平行刀轴等两个方向进行分解,进而得到水平和垂直方向的进给量,由此精确建立微元的总切屑厚度模型。通过斜角切削的正交实验计算相应的摩擦角、剪切应力和剪切角等参数,得到各微元被作用的铣削力,即可预测刀具和工件接触的总铣削力。仿真计算和实验结果对比表明:所建立的铣削力预测模型仿真计算结果与实测一致性好,基本符合实际加工规律。 展开更多

关键词 五轴侧铣 叶片 计算模型 铣削力预测

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一种五轴侧铣加工进给速度的优化方法 被引量：2

8

作者 胡命华 江磊 +2 位作者 丁国富 马术文 阎开印 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第9期77-79,84,共4页

针对五轴侧铣精加工工艺,提出一种进给速度优化方法。该方法以直纹面模型描述刀轴运行轨迹以单位时间有效切削刃对应的刀轴对应线段扫掠面积(有效刀轴扫掠面积率)描述单位时间刀具切除材料面积(面积去除率),通过计算每一段数控程序的扫... 针对五轴侧铣精加工工艺,提出一种进给速度优化方法。该方法以直纹面模型描述刀轴运行轨迹以单位时间有效切削刃对应的刀轴对应线段扫掠面积(有效刀轴扫掠面积率)描述单位时间刀具切除材料面积(面积去除率),通过计算每一段数控程序的扫掠面积和执行该段数控程序所需的时间值,来调整该数控程序段的进给速度,使得五轴数控侧铣加工过程中有效刀轴扫掠面积率稳定,即面积去除率稳定,从而提高五轴侧铣切削加工过程中的稳定性,改善加工工件表面质量。通过一系列的加工对比试验,验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 五轴侧铣 进给速度优化 有效刀轴扫掠面积率 面积去除率

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叶轮五轴侧铣加工的铣削力预测计算研究 被引量：2

9

作者 张家兴 赖喜德 严思杰 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期23-27,共5页

针对叶轮叶片等复杂曲面的半精加工或精加工过程的仿真需要预测铣削力,根据叶片铣削工艺规划,建立了锥度球头铣刀五轴侧铣加工叶片型面的刀轴运动和铣削力预测计算模型。结果表明：所建立的铣削力预测模型仿真计算结果与实验结果吻合度... 针对叶轮叶片等复杂曲面的半精加工或精加工过程的仿真需要预测铣削力,根据叶片铣削工艺规划,建立了锥度球头铣刀五轴侧铣加工叶片型面的刀轴运动和铣削力预测计算模型。结果表明：所建立的铣削力预测模型仿真计算结果与实验结果吻合度较高,基本满足实际加工过程中的铣削力预测要求。该模型可用于叶轮叶片或类似曲面的五轴侧铣加工过程的铣削力预测,为优化加工参数、提高加工效率等提供了仿真分析工具。 展开更多

关键词 五轴侧铣 叶片 计算模型 铣削力预测

原文传递

基于CAXA制造工程师的扇轮叶片加工方法 被引量：1

10

作者 赵伟 《机械工程与自动化》 2015年第5期215-216,共2页

利用CAXA制造工程师2013r3版本的"五轴侧铣加工2"功能,对扇轮叶片进行模拟仿真加工,达到最终提升加工效率的目的。

关键词 CAXA制造工程师 模拟仿真 五轴侧铣 扇轮叶片

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基于刀具跳动误差的五轴侧铣加工精度预测模型构建

11

作者 余杭卓 秦圣峰 +2 位作者 丁国富 江磊 付建林 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期3359-3367,共9页

五轴侧铣加工时,刀具跳动引起的回转轮廓误差会影响工件表面加工精度。在现有刀位轨迹误差预测模型基础上,引入刀具回转轮廓误差建立了一种新的综合误差预测模型,由该模型可以计算得到加工表面刀触点分布,实现加工表面重构从而进行加工... 五轴侧铣加工时,刀具跳动引起的回转轮廓误差会影响工件表面加工精度。在现有刀位轨迹误差预测模型基础上,引入刀具回转轮廓误差建立了一种新的综合误差预测模型,由该模型可以计算得到加工表面刀触点分布,实现加工表面重构从而进行加工精度预测。针对刀具跳动误差难以测量的情况,设计了一种试验方法,从而精准地获取刀具误差参数,并用于模型计算。通过对比试验验证了该预测模型的有效性。 展开更多

关键词 五轴侧铣 刀具跳动 加工精度 误差预测模型 刀触点

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五轴侧铣加工铣削力预测 被引量：7

12

作者 王立平 王顶 +2 位作者 于广 郭宏伟 李伟涛 《清华大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第9期972-978,共7页

五轴侧铣加工过程中刀具姿态实时变化,导致加工过程中瞬时未变形切屑厚度(instantaneous undeformed cutting thickness, IUCT)计算困难、铣削力计算效率低下。为了提高铣削力的计算效率,首先,建立了微元铣削力模型,提出了一种平头铣刀... 五轴侧铣加工过程中刀具姿态实时变化,导致加工过程中瞬时未变形切屑厚度(instantaneous undeformed cutting thickness, IUCT)计算困难、铣削力计算效率低下。为了提高铣削力的计算效率,首先,建立了微元铣削力模型,提出了一种平头铣刀五轴侧铣IUCT计算方法,该方法将切削厚度分为2部分计算;其次,对比了该模型与现有模型的铣削力计算效率,发现该文提出的铣削力模型计算效率提升了约40%;最后,通过五轴侧铣加工对该文模型进行了实验验证,结果表明:该模型在提高计算效率的同时具有良好的预测精度。 展开更多

关键词 平头铣刀 五轴侧铣加工 瞬时未变形切屑厚度 铣削力预测

原文传递

五轴侧铣加工空间刀具半径补偿研究 被引量：6

13

作者 杨富枝 林浒 +2 位作者 郑飂默 王峰 张富彦 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第11期82-84,88,共4页

通过分析五轴侧铣加工的特点,给出一种空间刀具半径补偿算法,该算法利用几何平面投影原理,将三维空间内的刀位点投影到二维平面内,结合直线插补的二维平面刀具半径补偿公式,确定二维平面刀具半径补偿向量。再通过逆投影,得出三维空间刀... 通过分析五轴侧铣加工的特点,给出一种空间刀具半径补偿算法,该算法利用几何平面投影原理,将三维空间内的刀位点投影到二维平面内,结合直线插补的二维平面刀具半径补偿公式,确定二维平面刀具半径补偿向量。再通过逆投影,得出三维空间刀具半径补偿向量。基于VERICUT平台对该算法进行仿真,结果表明所建立的五轴侧铣加工空间刀具半径补偿算法正确有效。 展开更多

关键词 五轴侧铣加工 空间刀具半径补偿 几何平面投影

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五轴侧铣加工空间刀具半径补偿算法的研究 被引量：2

14

作者 郭自娟 杨东升 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2011年第10期2134-2139,共6页

根据五轴数控侧铣加工主要依靠刀轴矢量姿态变化来完成的特点,对侧铣加工中的刀具半径补偿问题进行研究,提出了一种补偿方法.该方法应用在工件坐标系下,与具体的机床类型无关,充分考虑刀轴矢量可变的各种加工情形.算法包括一个加工块内... 根据五轴数控侧铣加工主要依靠刀轴矢量姿态变化来完成的特点,对侧铣加工中的刀具半径补偿问题进行研究,提出了一种补偿方法.该方法应用在工件坐标系下,与具体的机床类型无关,充分考虑刀轴矢量可变的各种加工情形.算法包括一个加工块内的半径补偿、拐角类型的判别公式、内拐角和外拐角处的过渡处理方法.文中对补偿方法进行了误差理论分析,并结合加工实例在matlab中进行了仿真实验,实验结果显示补偿算法能够满足系统加工的精度要求. 展开更多

关键词 五轴侧铣加工 空间刀具半径补偿 拐角 过渡处理

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五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度计算模型 被引量：2

15

作者 王立平 段飞宇 +2 位作者 佀昊 杜丽 袁星 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期148-152,191,共6页

在五轴侧铣加工铣削力建模中,瞬时未变形切屑厚度的计算是铣削力预测的关键环节,直接影响着铣削力预测的精度与效率。为了提高铣削力的预测精度与效率,基于五轴机床空间运动分析,并考虑刀具径向跳动因素,提出了一种五轴侧铣加工瞬时未... 在五轴侧铣加工铣削力建模中,瞬时未变形切屑厚度的计算是铣削力预测的关键环节,直接影响着铣削力预测的精度与效率。为了提高铣削力的预测精度与效率,基于五轴机床空间运动分析,并考虑刀具径向跳动因素,提出了一种五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度模型。首先,分析了五轴侧铣加工中铣削刃随刀具旋转、摆动与平移的复合运动规律,得到在不同刀位点处各切削刃的坐标位置;其次,考虑刀具径向跳动因素,提出了一种瞬时未变形切屑厚度的快速计算方法;最后,结合参数化厚度补偿的思想,对求解出的瞬时未变形切屑厚度进行修正,建立了一种等效厚度模型。将本文提出的等效厚度模型与现有的圆弧模型和线性迭代精确模型应用于算例中进行仿真。结果表明:等效厚度模型更加接近迭代精确值,平均误差率仅为1.37%,其与圆弧模型的平均误差率相比降低了8.35%,一定程度上提高了瞬时未变形切屑厚度的预测精度;在保证了预测精度的前提下,该模型相比于线性迭代模型将瞬时未变形切屑厚度的预测效率提高了10倍以上,在五轴侧铣加工铣削力预测中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 瞬时未变形切屑厚度 五轴侧铣加工 刀具径向跳动 参数化误差补偿

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五轴侧铣刀具半径补偿路径优化技术的研究 被引量：1

16

作者 刘慧 郑飂默 杜少华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第10期36-39,共4页

为了完善五轴侧铣数控系统中的空间刀具半径补偿功能,通过分析五轴侧铣加工的特点,对空间刀具半径补偿路径优化技术进行了研究。针对刀具逼近/回退工件轮廓,提出了根据毛胚的外形选择不同的进退刀方式逼近/回退工件轮廓的空间刀具半径... 为了完善五轴侧铣数控系统中的空间刀具半径补偿功能,通过分析五轴侧铣加工的特点,对空间刀具半径补偿路径优化技术进行了研究。针对刀具逼近/回退工件轮廓,提出了根据毛胚的外形选择不同的进退刀方式逼近/回退工件轮廓的空间刀具半径补偿算法;针对提高加工工件表面的平滑度,减少刀具逼近/回退工件时留在工件表面的切痕,提出了刀具沿直线、四分之一圆弧或半圆切向的逼近/回退工件轮廓实现刀具半径补偿路径的平滑逼近/回退工件轮廓的空间刀具半径补偿算法。最后,基于Vericut平台进行仿真验证,结果表明正确有效。 展开更多

关键词 五轴侧铣加工 空间刀具 半径补偿

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离心式三元叶轮焊接坡口五轴加工刀位算法

17

作者 董雷 王洁 陈田 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第8期225-228,共4页

根据三元叶轮焊接坡口大多采用手工修磨方法加工的现状和某企业对焊接坡口加工的图纸要求,首先将叶片中性面盖盘曲线拟合为NURBS曲线,并对其进行离散处理。再根据切削平面内圆柱铣刀与坡口的几何关系,开发出圆柱铣刀五轴侧铣加工三元叶... 根据三元叶轮焊接坡口大多采用手工修磨方法加工的现状和某企业对焊接坡口加工的图纸要求,首先将叶片中性面盖盘曲线拟合为NURBS曲线,并对其进行离散处理。再根据切削平面内圆柱铣刀与坡口的几何关系,开发出圆柱铣刀五轴侧铣加工三元叶轮焊接坡口的刀位算法。经仿真与试切加工,完全满足图纸要求。本算法不仅适用于两件焊式三元叶轮,同时适用于手把焊式二元叶轮和开槽焊式二元叶轮焊接坡口的五轴侧铣数控编程。实现了叶轮类零部件焊接坡口的数控加工,可有效的提高叶轮的加工精度和加工效率,提升焊接后叶轮的强度,并极大的减轻了操作工人的负担。 展开更多

关键词 三元叶轮 焊接坡口 五轴侧铣加工 刀位算法

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