NCSIMUL在航空薄壁零件加工中的应用

数控加工仿真是CAD/CAM中的关键技术.实际数控加工过程中,时常为了校验数控程序的正确性,进行一次或多次试切,同时数控加工参数也需不断调试,直到确认数控程序能够完成预定的加工要求.这样不仅浪费资源,效率低下,而且可能因操作过程中的碰撞或干涉等问题造成经济损失.数控加工过程仿真则可以很好地解决以上问题,在加工仿真领域,数控加工仿真既是目前理论研究的热点,又是制造业应用的重点.     

基于MBD技术的航空制造数控加工工艺实施应用

<正>MBD全信息模型表达的工序模型(几何实体、标注内容和工艺属性信息)可以作为数控加工工艺准备唯一数据源,工艺设计、工装设计、数控编程、加工仿真等应用重用一个MBD模型数据源;在PDM系统平台不断完善制造资源库和加工知识库,不断完善基于MBD技术数控加工工艺模式,     

数控加工仿真技术发展现状与趋势

数控加工仿真技术在预防加工过程的缺陷、优化加工过程参数等方面有着不可替代的作用,近年得到了越来越广泛的应用.介绍了国内外数控加工仿真技术的研究进展,重点阐述了几何仿真以及物理仿真中涉及的关键技术,包括切屑预测、力热耦合作用模拟、加工变形预测和刀具磨损预测.最后,对数控加工仿真技术现存的问题进行了分析,并对数控加工仿真技术的发展趋势作了探讨.     

复杂曲面五轴数控加工中刀具位置优化

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。     

数控立铣刀动态几何参数自动计算与模拟

本文介绍了数控立铣刀动态几何参数自动计算与模拟技术,该技术主要是通过参数化数控立铣刀动态几何参数自动计算与模拟软件实现的。刀具设计人员只要通过计算机界面,从键盘输入刀具的静态几何参数、切削加工参数以及切削路径的特征参数,那么,计算机将自动设计出数控立铣刀动态几何参数,并实现切削状态模拟。因此,该系统极大提高了数控立铣刀图纸设计的质量和效率,进而也提高了数控立铣刀的切削加工效率。     

模块化设计带来的新理念

刀具预调测量仪(简称刀调仪)是高档数控机床必须配备的机外调整和检测数控刀具的量仪.把繁杂费时的精调和检测刀具的工作放在价值相对较低的刀调仪上完成,可以最大限度地减少高档数控机床的停机时间,提高其加工效率,从而产生出最大的效能和经济效益.使用了刀调仪,就能在使用前知道刀具的参数,避免或减少机床撞刀的危险,减少机床的试切次数,从而保证了加工质量,缩短了辅助时间,并有可能实现刀具管理的现代化.     

中低速数控铣削参数优化技术研究及应用

采用平均铣削力系数模型对数控加工过程中的铣削力进行仿真预测.在此基础上,综合考虑数控加工过程中机床、刀具以及工件3方面限制加工效率的因素,对主轴转速、进给速度、径向切宽以及轴向切深4个参数进行优化.利用VC与Matlab编程,开发了"中低速数控铣削过程力学仿真与参数优化系统".针对航空难加工材料GH4169,在SandviK推荐参数基础上进行仿真优化.结果表明,基于力学仿真的数控铣削参数优化技术在难加工材料加工中可提高加工效率12%～378%.     

螺纹铣削的数控加工工艺应用研究

通过对螺纹铣削加工工艺的分析,详细阐述螺纹铣削加工刀具的选择,螺纹铣削编程方法,以及基于Vericut仿真软件进行实体仿真的具体方法。最后,通过应用实践,证明了采用螺纹铣削加工工艺,能在数控加工中心上优质高效的加工各种螺纹,对零件的螺纹铣削加工提供了一定的参考和借鉴作用。     

直纹面叶型整体叶轮五坐标数控编程算法研究

以较为典型的直纹面叶型整体叶轮为例,介绍了整体叶轮的几何构造、加工工艺方案和五坐标数控加工刀具轨迹的生成算法。在此基础上开发的叶轮数控编程模块与曲面造型系统相集成,实现了叶轮零件的几何设计与数控加工的一体化。     

难加工材料刀具磨损检测技术研究与应用

利用刀具磨损检测技术,拍摄刀具后刀面磨损图像,以磨损图像为基础,分析刀具磨损状况、确定刀具磨损量,然后采用离散刀具磨损过程与有限元仿真相结合的方法实现长时间切削刀具磨损的仿真。对刀具磨损检测仪的原理、构成及检测过程等做了简要介绍,并对其在难加工材料切削参数优化、新刀具选用试切方面进行了初步应用。     

等基圆锥齿轮数控铣削走刀轨迹的研究

等基圆锥齿轮是一种基于数控加工技术的新型曲齿锥齿轮，目前还没有成熟的加工经验数据，传统的试切方法成本高、效率低，本文对将计算机仿真技术应用于数控铣削进行探索，给出走刀轨迹数学模型。按照上述理论模型在实验室进行实际加工，其结果与计算机仿真加工结果相吻合，表明该理论模型正确，可用于实际数控加工，对缩短该新型齿轮开发周期、降低成本、提高效率具有重要意义。     

航空结构件铣削变形及其控制研究进展

随着机床加工性能和刀具切削性能的提升,航空结构件的高效高精加工成为可能.航空结构件薄壁加工特征多,在铣削过程中易发生变形,因此预测与控制航空结构件的加工变形是切削加工领域内亟待解决的难题.通过总结了航空结构件的特点及加工难点,对加工变形形成机理进行深入分析;对加工变形影响最为关键的铣削力模型进行归纳;阐述了航空结构件残...     

Inconel 718车削过程中刀具涂层材料和几何参数对切削力的影响研究

基于Deform 2D仿真软件建立了Inconel 718高温合金车削的有限元模型,对车削过程进行了仿真分析,获得了刀具涂层材料和刀具几何参数对切削力的影响规律。研究结果表明:Inconel 718车削过程中,采用涂层刀具时切削力无明显降低;切削力随前角增大而降低,随后角增大变化不大,随刀尖圆弧半径增大而升高,其中前角和刀尖圆弧半径影响较为显著;根据Inconel 718的切削加工性,建议Inconel 718精车时刀具几何参数的取值范围为:前角6°~8°,后角12°~14°,刀尖圆弧半径0.2~0.4mm。     

基于虚拟控制面约束的机匣类零件工序模型建立方法

在多岛屿特征机匣类零件的数控加工中,建立准确的加工工序模型是实现该类零件智能加工的关键技术。为了获得多岛屿特征机匣类零件准确的加工工序模型,提出了一种基于虚拟控制面约束的机匣类零件工序模型建立方法。首先,根据多岛屿特征机匣类零件的加工特征对建模过程中虚拟控制面约束的引入进行了分析,并结合虚拟控制面约束思想给出了拉格朗日超限插值的建模理论;然后,结合机匣类零件的几何特征确定了虚拟控制面的分布位置和几何形状的计算方法,在此基础上根据虚拟控制面建模理论构造了中间变形曲面,依据切削深度约束确定了工序模型,并对其进行了轨迹规划;最后,在一类多岛屿特征的机匣零件上对算法进行了验证,结果表明,本文方法能够根据机匣零件加工特征分布情况有效地控制工序模型的几何形状,避免了同时处理多个加工特征所导致的工序曲面过早趋于复杂现象,为多岛屿特征机匣类零件的数控加工提供有效的工序模型,一定程度上降低了该类零件数控加工的工艺规划难度。     

虚拟数控铣床几何建模方法研究

几何模型是虚拟加工系统中的关键功能和关键性软件,是任何虚拟加工系统不可缺少的功能,其质量直接关系到整个仿真系统的成败。它采用一种很简单并且很实用的表达方法,表达了数控铣床的整体结构,包括机床体和常用铣刀,并采用OpenGL技术进行了真实感处理,所建立的数控铣削仿真模型真实形象,满足了教学需要和生产中对仿真模型的要求,通过对实际生产情况进行仿真验证,得到了让人满意的结果。     

分层嵌套重叠网格自适应树结构动态组装方法

采用重叠网格可以有效地进行复杂流动的大规模数值模拟,特别是包含运动部件(如旋翼、投弹)的动态模拟。本文将树结构的自适应直角网格用于重叠网格组装过程中的切割和贡献单元的搜索,大大加快重叠网格的组装速度。通过二叉树自适应直角网格对物体外形进行离散,实现切割过程的快速定位;采用八叉树自适应直角网格对流场区域进行离散,高效地搜索贡献单元。使用基于壁面距离准则的重叠区域最小化方法和分层嵌套重叠策略,能提高重叠网格组装的效率和质量。对于具有运动部件的动态重叠网格问题,采用多个二/八叉树减少组装过程中信息更新的冗余计算,从而大幅度减少重叠网格组装的时间消耗。实际算例的重叠网格组装结果说明本文发展的重叠网格组装方法具有很高的计算效率,可以满足运动边界复杂流动问题的动态计算要求。     

航空铝合金铣削加工中切削力的数值模拟研究

为了弥补当前斜角切削数值模拟多采用直线刀刃的不足,结合立铣加工的实际情况,提出了适合立铣加工的螺旋齿单刃斜角切削有限元模型,进而对航空铝合金7050-T7451进行了铣削加工切削力的数值模拟研究,得到了切削力值。通过铣削力实验测得了同样切削条件下的铣削力值,数值模拟结果与实验值比较吻合,从而证明所建立的有限元模型是正确的,可用于预报铣削力值。铣削加工切削力的数值模拟研究为航空铝合金切削加工的工艺参数优化、刀具的合理选择及其优化设计奠定了基础,同时也为进一步有效控制整体结构件的加工变形提供了新的研究手段。     

弧齿锥齿轮切齿和啮合过程的数字仿真

针对弧齿锥齿轮的切齿和啮合过程,建立了用数字仿真技术研究锥齿轮齿面形成和轮齿啮合过程的方法。在该方法中,将齿面切制时的线共轭条件转化为约束极值问题,据此获得被切齿面的数值模型;将轮齿啮合时的点共轭条件转化为在两齿面上求距离最近的点,并借助齿面数值模型,获得接触印痕和传动误差。用本文方法进行了某航空弧齿锥齿轮的切齿和啮合过程的数字仿真。      

CBN滚切车刀研制及其加工质量研究

研制了安装９．５～２３ Ｃ Ｂ Ｎ 刀片的滚切车刀。刀片用弹性卡头装卡,刀杆具有可调前角和刃倾角,并具有滑动轴承和滚动轴承 ２ 种刀轴。切削实验表明,加工质量主要受表面波纹度影响,采用适当的切削速度、进给量、刀具几何参数,减小刀片直径和刀轴轴承间隙均可降低波纹度。     

慢刀伺服加工自由曲面的表面形貌预测

本文通过建立自由曲面车削加工的仿真预测模型,在加工前进行参数优选.该模型考虑了刀具几何形状、切削用量及刀具轨迹点和插补方法对加工后自由曲面的表面形貌的影响.对渐进式近视镜片光学元件进行了加工实验,实测粗糙度R_a=31nm,仿真得到粗糙度R_a=23nm.实验验证了仿真模型的有效性.