基于等距曲面的弧面凸轮单侧面数控加工刀位优化算法 被引量：15

1

作者 孔马斌 胡自化 +2 位作者 李慧 陈小告 张平 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期277-282,共6页

针对弧面凸轮廓面的多轴数控加工,在分析现有各种加工工艺方法,尤其是分析单侧面加工方法存在的不足的基础上,围绕减小加工得到的实际廓面与理论设计廓面的极差,提出一种以刀轴轨迹面与凸轮廓面等距曲面的极差最小为优化目标的弧面凸轮... 针对弧面凸轮廓面的多轴数控加工,在分析现有各种加工工艺方法,尤其是分析单侧面加工方法存在的不足的基础上,围绕减小加工得到的实际廓面与理论设计廓面的极差,提出一种以刀轴轨迹面与凸轮廓面等距曲面的极差最小为优化目标的弧面凸轮单侧面数控加工刀位数据计算的优化算法。所建立的刀位优化算法综合了不可展直纹面侧铣加工的两点偏置算法和三点偏置算法的优点。通过实例对各种单侧面刀轨规划算法进行加工误差综合对比分析,结果表明所建立的刀位计算优化算法正确有效,可显著减小编程误差,为进一步提高弧面凸轮单侧面加工精度和完善加工工艺奠定了扎实的理论基础。 展开更多

关键词 弧面凸轮 单侧面数控加工 刀位优化 误差分析

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基于瞬时接触线的齿向修形刀位优化方法 被引量：6

2

作者 方成刚 黄筱调 +1 位作者 郭二廓 张虎 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期361-370,共10页

针对传统的附加径向运动进行斜齿轮齿向修形时的修形扭曲问题,提出一种调整瞬时接触线的刀位优化方法。从成形磨削的本质出发,基于位形空间的啮合理论,求解得到砂轮与工件之间精确的空间动态接触曲线;对瞬时接触线包络出的修形齿面与理... 针对传统的附加径向运动进行斜齿轮齿向修形时的修形扭曲问题,提出一种调整瞬时接触线的刀位优化方法。从成形磨削的本质出发,基于位形空间的啮合理论,求解得到砂轮与工件之间精确的空间动态接触曲线;对瞬时接触线包络出的修形齿面与理论齿面进行误差分析,并基于啮合区域误差平方和最小原理对实时的径向刀位进行优化;以一种齿向鼓形修形齿轮为例对该方法进行了验证。模拟及实验结果表明,该方法可有效消除节圆处的修形误差,并可降低整个啮合区域的修形误差。 展开更多

关键词 成形磨削 瞬时接触线 齿向修形 误差 刀位优化

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基于响应面方法的圆锥刀侧铣非可展直纹面的刀位优化 被引量：5

3

作者 阎长罡 朱建宁 +2 位作者 刘宇 崔云先 魏岩 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期488-497,共10页

在非可展直纹面的圆锥刀侧铣加工中,刀位优化是减小原理性误差的关键,目前还存在着刀位优化方法复杂或刀位优化后加工精度不高的问题,难以解决。针对上述问题提出一种基于响应面的刀位优化方法。利用设计曲面(非可展直纹面)发出的法向... 在非可展直纹面的圆锥刀侧铣加工中,刀位优化是减小原理性误差的关键,目前还存在着刀位优化方法复杂或刀位优化后加工精度不高的问题,难以解决。针对上述问题提出一种基于响应面的刀位优化方法。利用设计曲面(非可展直纹面)发出的法向标杆射线,将刀具包络面表示为设计曲面的相伴曲面,并以连续刀位截得的最小标杆值表示包络误差。证明了标杆最小值条件与包络条件的等价性,针对某一瞬时刀位,将设计曲面上通过刀轴的法向标杆定义为特征标杆,在此基础上提出单刀位最优位姿的判定条件:刀具截得的各特征标杆长度的平方和为最小。基于面心组合实验设计方法,结合刀轴位姿空间的逐代压缩策略,再利用响应面方法建立优化目标函数与位姿参数的显式函数关系,进一步得到刀具最优位姿参数。通过实例计算和对比分析证明了所提方法的有效性。结果表明,采用该方法可以提高刀具位姿的最优化性能,模型拟合精度高,预测结果准确,并可以显著降低曲面全域的包络误差。 展开更多

关键词 圆锥刀 侧铣 非可展直纹面 刀位优化 响应面

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整体叶轮五轴侧铣刀位优化新算法与误差分析 被引量：5

4

作者 孔马斌 胡自化 +2 位作者 李慧 陈小告 张平 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期1386-1391,共6页

为提高整体叶轮数控侧铣加工的精度和效率,分析了锥形球头铣刀包络面与刀轴轨迹面之间的关系,提出了一种不可展直纹曲面五轴数控侧铣刀位优化的新算法。该算法首先利用两点偏置法确定圆柱刀初始刀位,然后通过刀轴旋转半锥角得到锥刀初... 为提高整体叶轮数控侧铣加工的精度和效率,分析了锥形球头铣刀包络面与刀轴轨迹面之间的关系,提出了一种不可展直纹曲面五轴数控侧铣刀位优化的新算法。该算法首先利用两点偏置法确定圆柱刀初始刀位,然后通过刀轴旋转半锥角得到锥刀初始刀位,最后以刀具包络面与设计曲面间的极差最小为优化目标,采用刀轴上三点优化初始刀位。针对锥刀侧铣加工编程误差计算复杂问题,建立了一种编程误差计算新方法,并成功应用于整体叶轮的锥刀编程误差计算。通过数控加工仿真实例、实际加工试验和编程误差综合对比分析证明,所建立的刀位计算优化新算法正确有效,可显著减小编程误差。 展开更多

关键词 整体叶轮 不可展直纹曲面 刀位优化 误差分析 五轴数控 侧铣

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弧面凸轮非等径侧铣刀位计算与遗传算法优化 被引量：8

5

作者 葛荣雨 冯显英 +1 位作者 宋现春 张洪宾 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期132-135,共4页

弧面凸轮工作廓面的非等径铣削存在法矢异向误差,为寻求加工误差最小的最佳刀轴矢量,根据实际刀轴轨迹面是直纹面的性质,以NURBS直纹面重构理论刀轴迹面,构建了数控侧铣加工弧面凸轮的刀位优化模型,并提出了一种实数编码遗传算法求解该... 弧面凸轮工作廓面的非等径铣削存在法矢异向误差,为寻求加工误差最小的最佳刀轴矢量,根据实际刀轴轨迹面是直纹面的性质,以NURBS直纹面重构理论刀轴迹面,构建了数控侧铣加工弧面凸轮的刀位优化模型,并提出了一种实数编码遗传算法求解该优化模型。通过实例的数值计算和仿真结果验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 弧面凸轮 非等径铣削 刀位优化模型 遗传算法

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非可展直纹面侧铣刀位轨迹优化算法 被引量：9

6

作者 蔺小军 樊宁静 +3 位作者 郭研 崔栋鹏 王志伟 张新鸽 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期136-141,共6页

针对非可展直纹面侧铣精加工刀轴矢量计算中存在的问题,基于侧铣加工误差几何模型分析了棒铣刀加工非可展直纹面误差的产生原因。在研究了两点偏置法和三点偏置法的基础上,围绕提高非可展直纹面类零件的加工精度,提出一种动点滑动并寻... 针对非可展直纹面侧铣精加工刀轴矢量计算中存在的问题,基于侧铣加工误差几何模型分析了棒铣刀加工非可展直纹面误差的产生原因。在研究了两点偏置法和三点偏置法的基础上,围绕提高非可展直纹面类零件的加工精度,提出一种动点滑动并寻求最优的刀轴矢量计算方法,并且采用最小二乘法对刀位轨迹进一步优化。通过所建立的刀位优化算法得到的刀轴矢量可使加工误差在刀具与被加工曲面切触状态下趋于最小,最终得到整体最优的刀位轨迹。用所提方法与已有方法进行加工试验比较,并对加工误差分布进行分析可得,侧向偏置法所产生的加工误差明显低于已有方法,提高了加工精度。所采用的优化方法和数据处理结果可以为非可展直纹面侧铣加工提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 侧铣 非可展直纹面 刀位优化 误差分析

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一种基于网格均匀化的刀位轨迹优化方法及其实现 被引量：1

7

作者 刘宜 丛爽 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2008年第4期560-568,共9页

在三轴曲面加工中,曲面加工质量与刀位轨迹的质量有紧密联系.在使用当前计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)集成软件生成刀位轨迹时,若仅采用通常的0.01mm公差,在加工时有可能出现表面凹坑、光洁度较差等缺点.为解决上述问题,提... 在三轴曲面加工中,曲面加工质量与刀位轨迹的质量有紧密联系.在使用当前计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)集成软件生成刀位轨迹时,若仅采用通常的0.01mm公差,在加工时有可能出现表面凹坑、光洁度较差等缺点.为解决上述问题,提出一种基于网格均匀化的刀位轨迹优化方法,在Cimatron生成的加工刀位轨迹基础上,通过建立主导轮廓线并对不规则的点进行修正,来降低相邻刀路倾斜度变化的程度;然后对同一条刀路上的刀位点进行光滑连续直线段的识别;再采用分段3次样条进行拟合,以提高同一刀路上的曲线光滑程度.仿真实验与实际加工实验表明,本方法可以消除原来存在的表面凹坑,有效提高最终的表面加工质量. 展开更多

关键词 三轴曲面加工 刀位轨迹优化 横向光顺 纵向平滑

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弧面凸轮廓面非等径加工的刀位控制方法 被引量：6

8

作者 葛荣雨 冯显英 王庆松 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期223-226,222,共5页

刀位补偿法是非等径加工弧面凸轮廓面最常用的方法,提出了刀位补偿法法向误差计算的方法和一种刀位自适应补偿优化算法,即对于任意凸轮转角,以最大法向误差最小为目标函数,进行刀位优化,寻求对应的最佳补偿点和补偿量,使刀位根据加工误... 刀位补偿法是非等径加工弧面凸轮廓面最常用的方法,提出了刀位补偿法法向误差计算的方法和一种刀位自适应补偿优化算法,即对于任意凸轮转角,以最大法向误差最小为目标函数,进行刀位优化,寻求对应的最佳补偿点和补偿量,使刀位根据加工误差自适应地柔性补偿。通过实例验证了法向误差计算式的有效性,并得出了滚子和刀具的半径差是最佳补偿量,而最佳补偿点位置并不固定的结论,结果表明所提出的刀位优化算法正确有效,可显著减小加工误差。 展开更多

关键词 弧面凸轮 非等径加工 法向误差 刀位优化

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Hermite五坐标数控加工刀位算法研究 被引量：1

9

作者 钟慧琴 金曼 +2 位作者 肖俊 张俐 陈志同 《新技术新工艺》 2005年第9期4-6,共3页

复杂自由曲面五坐标刀位优化问题一直是数控加工领域的一个热点问题,该问题的 解决对于显著提高国防和民用工业中重要零件的加工质量和加工效率具有重要意义。Her- mite刀位算法和MPM算法是国际上最近提出的2种最先进的五坐标刀位优化... 复杂自由曲面五坐标刀位优化问题一直是数控加工领域的一个热点问题,该问题的 解决对于显著提高国防和民用工业中重要零件的加工质量和加工效率具有重要意义。Her- mite刀位算法和MPM算法是国际上最近提出的2种最先进的五坐标刀位优化算法。作者给 出了2种算法的完整数学模型,将Hermite算法与MPM算法进行了比较研究,从理论上对2 种算法解的一致性进行了证明,对2种算法求解过程的重要差别进行了比较,对Hermite算法 的求解过程进行了改进,并通过2个实例验证了所提出的改进算法的可行性。 展开更多

关键词 数控加工 多点切触加工 刀位优化 Hermite算法 MPM算法

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中点误差控制刀位算法的改进

10

作者 孙运才 《机械工程师》 2016年第6期1-4,共4页

中点误差控制刀位算法通过引入抬刀量的概念,将刀具抬离曲面极小的距离,然后调整前倾角与侧偏角以提高刀具与曲面的贴合程度来获得较大加工行宽。文中提出一种将刀触点处侧偏角进行预处理的方法,以避免因一行刀轨内侧偏角不光顺带来的... 中点误差控制刀位算法通过引入抬刀量的概念,将刀具抬离曲面极小的距离,然后调整前倾角与侧偏角以提高刀具与曲面的贴合程度来获得较大加工行宽。文中提出一种将刀触点处侧偏角进行预处理的方法,以避免因一行刀轨内侧偏角不光顺带来的刀轨波动问题。首先对曲面进行分析并选取采样点,然后对采样点处进行刀位优化算得最优侧偏角,以采样点处侧偏角值构造侧偏角二维渐变模型,通过该模型可以计算曲面上任意刀触点处的侧偏角,再通过优化抬刀量和前倾角实现刀触点处行宽最大化。以某航空发动机叶片叶身曲面为例进行了刀位优化。实验结果表明,该方法生成加工刀轨较光顺,证实了该算法的有效性。 展开更多

关键词 宽行加工 数控 刀轨光顺 刀位优化 复杂曲面

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复杂曲面五轴数控加工中刀具位置优化 被引量：4

11

作者 刘红军 张爱国 +1 位作者 赵吉宾 伞雷 《航空精密制造技术》 2014年第6期5-10,共6页

针对复杂曲面五轴数控加工的刀具位置优化进行了研究并提出了一种基于五轴数控加工中非线性误差的分析和补偿的刀具位置优化方法。首先,简述了曲面加工中所用的平底圆角铣刀刀具位置的计算方法;然后,对刀具位置进行非线性误差分析并建... 针对复杂曲面五轴数控加工的刀具位置优化进行了研究并提出了一种基于五轴数控加工中非线性误差的分析和补偿的刀具位置优化方法。首先,简述了曲面加工中所用的平底圆角铣刀刀具位置的计算方法;然后,对刀具位置进行非线性误差分析并建立非线性误差模型,并基于这个模型得出插补段的最大非线性误差;接着通过对非线性误差模型中的非线性误差进行检测计算和补偿,最终得到满足加工精度要求的刀具位置。最后对该方法进行了模拟仿真。模拟的结果显示非线性误差的补偿对复杂曲面数控切削成形的几何精度有很重要的影响。 展开更多

关键词 刀位优化 复杂曲面 非线性误差 五轴数控加工

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环面工具加工叶根过渡曲面的刀位可行域 被引量：3

12

作者 石巍 宁涛 陈志同 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3470-3479,共10页

利用环面工具加工过渡曲面时经常发生整体干涉,主要原因是缺乏对复杂环面工具加工复杂曲面时刀位可行域的研究。虽然采用常规的优化方法在大范围内对可行刀位进行搜索是可行的,但是需要耗费大量时间。为了避免刀具与过渡曲面的干涉并同... 利用环面工具加工过渡曲面时经常发生整体干涉,主要原因是缺乏对复杂环面工具加工复杂曲面时刀位可行域的研究。虽然采用常规的优化方法在大范围内对可行刀位进行搜索是可行的,但是需要耗费大量时间。为了避免刀具与过渡曲面的干涉并同时提高加工效率,研究了一种更加符合此区域结构特点的刀位优化算法,使得叶根过渡曲面得以无干涉地整体宽行加工。通过对典型叶根过渡曲面的可行刀位进行研究,发现其可行域形状为盾形,且行宽最大的刀位位于该盾形区域的两个底部边界上,有时位于该边界的端点上。根据该原理提出一种最优刀位搜索方法——沿着盾形区域底部边界搜索,应用最优化的刀位可行域以获得高的加工效率。以某航空发动机叶片的叶根过渡曲面为例进行了刀位优化计算、仿真和加工实验,验证了该方法在叶根过渡曲面加工中的有效性。 展开更多

关键词 曲面加工 环面工具 复杂曲面 刀位优化 可行域 干涉

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