基于CATIA二次开发中点误差控制算法实现及其应用

目前,航空企业中普遍存在大型模具曲面加工效率低和加工质量差的问题。为解决上述问题,本文提出了一种以高效的五轴数控加工算法——中点法为基础的解决方案。首先,分析中点误差控制算法的基本原理。然后,基于CATIA二次开发平台,通过利用C++语言编程来实现中点误差控制算法,并集成到CATIA V5的曲面加工模块。最后,以典型的航空蒙皮模具曲面为例进行了加工试验。结果表明,该算法不仅能够大幅提高蒙皮模具曲面的加工效率,而且改进了模具曲面的加工质量,并缩短后续手工抛磨的工作量。可见,该方法具有较强的工程应用价值,且能在航空企业内部进行推广应用。     

组合曲面数控加工的一种处理方法

本文提出了在三座标数控铣床上实现组合曲面数控加工的一种处理方法:即以球形铣刀与两相贯曲面的切点作为走刀控制边界,从而进行单张曲面加工的方法。 一、球形铣刀与两相贯曲面相切的切点计算方法     

非球面曲面光学零件超精密车削工艺研究

介绍了用金刚石单点车削(SPDT)的方法在"Nanosys--300非球面曲面超精密复合加工系统"数控机 床上加工非球面曲面类光学零件时对加工工艺的要求。     

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。     

起落架结构件特征建模及多轴数控加工研究

以典型零件为代表详细介绍了运用先进的虚拟制造技术，在UGII软件平台上实现参数化建模、数控编程、生成机床认可的NC代码，完成对零件的试切和数控加工程序的优化。解决了逆向工程反求的造型方法；三角曲面片的重构技术；多张曲面片拼接和光顺；智能化顺序模板的研制几方面的关键技术，极大地改善了采用普通方法加工周期长，质量不稳定，严重影响生产进度的现状。以此对复杂整体结构件的造型和数控加工方法进行研究和探索。     

基于测量数据的雕塑曲面数控粗加工

提出一种新的雕塑曲面数控粗加工刀位规划方法。被加工曲面用多面体模型来描述 ,采用分层切削方法加工。在各切削层分别用一个参考平面与毛坯和曲面模型求交 ,根据各相交环之间的拓扑关系 ,求出有效加工区域 ,利用数控编程自动生成粗加工刀具轨迹 ,并进行干涉检查和修正。该方法成功地解决了层切法加工雕塑曲面时不能处理岛中岛的难题。     

精密复杂曲面零件多轴数控加工技术研究进展

多轴数控（CNC）加工是现代工业中的标志性加工技术,在能源、动力、国防、运载工具、航空航天等制造领域的关键零部件加工中占据着主导地位。随着这些领域中高端装备性能要求越来越高,涌现出一大批加工难度大、性能指标要求苛刻的精密复杂曲面零件,其加工已由以往单纯的形位精度要求,跃升为形位与性能指标并重的高性能加工要求,给传统的复杂曲面零件数控加工技术带来了严峻挑战。针对精密复杂曲面零件形位精度保证、加工效率提升及动态切削过程可控等关键技术问题,从多轴数控加工的高效加工路径设计、进给率规划以及加工动力学分析等方面,详细论述相关加工技术的研究现状、存在的难点和核心问题,指出可行的解决途径、突破方向和未来的发展趋势,为实现复杂曲面零件的高性能数控加工提供参考和依据。     

端点误差控制刀位算法的改进

 对端点误差控制数控加工刀位算法进行了改进：采用2个端点间偏置距离代替它们的参数差值用于衡量加工带宽和进行加工误差控制,提出了一种新的采用循环迭代计算刀具旋转角度的方法,并给出了格点法对偏置方向角进行优化的过程;使得算法不受具体的曲面参数化方式影响,简化了刀具定位时计算量,刀位得到了充分的优化。利用UG二次开发技术进行的实例计算表明：设置走刀方向沿着曲面的最小主曲率方向比沿着曲面的最大主曲率方向加工带宽更宽,前者应该是该算法的最优走刀方向,而且沿着最优方向走刀的优化刀位和多点切触加工算法得到的加工刀位一致,该算法也比多点切触加工算法有更大的适应性。     

透平机叶轮叶片五轴数控粗加工优化方法的研究

为提高透平机叶轮叶片的加工质量和效率,在粗加工阶段,提出采用侧铣方法代替传统五轴数控加工中点铣,实现高效加工。基于多片直纹面包络叶片型面,提出一套复杂曲面蜕变直纹面方法,并给出相应算法,实现侧铣加工。以喷推叶轮为例,采用UG-NX进行建模与数控编程,用VERICUT刀轨仿真,通过加工路径的比较,对加工效率进行量化分析。结果表明,采用分段侧铣方法,生成的刀轨刀轴矢量变化均匀,刀具和零件未发生干涉,加工效率和加工质量明显得到提高。     

开式整体叶盘四坐标插铣开槽粗加工刀位轨迹规划

提出在开式整体叶盘的粗加工阶段,采用插铣加工代替传统的五轴数控加工点铣和侧铣,实现高效加工.提出将自由曲面蜕变为直纹面,将复杂自由曲面粗加工问题转化为简单的直纹面粗加工问题.这种方法的加工效率比传统加工方法提高约60%以上.     

复杂曲面数控加工切削力优化应用研究

通过对复杂曲面数控加工切削力优化的应用实例研究,介绍了切削力优化的自适应控制方式和物理仿真的两种方法;同时,通过切削力优化能够提高数控加工的加工效率,改善工件的表面质量和加工精度.     

航空发动机机匣类零件自动编程工具功能探索

针对航空发动机机匣类零件数控程序质量难以有效控制、数控编程效率低及灵活性差等技术难题,提出一种航空发动机典型机匣类零件自动编程解决方案,通过UG CAM环境中定制自动编程功能工具,实现机匣类零件数控加工程序的自动化编制,以提高航空发动机机匣零件数控编程的效率和质量.     

碳化硼材料动压气浮轴承零件精密加工

针对高精度、高硬度、高脆性碳化硼材料的动压气浮轴承零件精密加工存在加工合格率低和效率低的问题,进行了加工流程、精密磨削与精密研磨的技术改进。首先,采用电火花套切方法去除大部分加工余量、小余量精密磨削和精密研磨加工的工艺方法,提高了轴承零件加工效率。其次,通过设计制作专用高精度定位磨削夹具和金刚石砂轮修整装置,解决了轴承零件磨削加工形位精度不高和砂轮无法进行在位修整的问题。最后,通过研制圆柱面精密研磨机,解决由于原有研磨设备精度差造成的加工质量和效率低的问题。通过采取技术改进措施,实现了碳化硼轴承零件亚微米级形位精度的磨削加工,提高了轴承零件的加工精度、合格率和加工效率。     

航空航天难加工材料高速超声波动式切削方法

传统超声振动切削一直没有突破极低分离切削速度限问题,即只有在很低切削速度下才有明显的分离切削降力、降热工艺效果。以解决难加工材料加工效率低、加工质量差为出发点,提出高速超声波动式切削方法,阐明了高速分离、相位控制、切挤一体3方面的基本机理,通过对改善切削加工性、提升刀具寿命、改善表面完整性3个方面的讨论,充分体现高速超声波动式切削技术的优势,丰富难加工材料高表面完整性的加工工艺,为航空航天领域难加工材料高质量加工提供理论和技术基础。     

一个面向5轴曲面加工的实时NURBS曲面插补器

提出了一个实时非均匀有理B样条(NURBS)曲面插补器,论述了5轴平头刀加工方法运用Taylor展开和坐标变换方法分别推导并实现了NURBS插补、刀具有效加工半径、刀具补偿以及逆运动变换等算法。与传统自由曲面加工不同的是,所提出的插补器能根据刀触点进给率而非刀位点进给率实时生成计算机数控(CNC)机床运动指令。对实例零件曲面进行演示与仿真分析结果表明该曲面插补器可以应用于5轴曲面加工中。     

中凹盘铣刀数控端铣弧齿锥齿轮

为了解决当前数控加工中通用刀具加工弧齿锥齿轮存在的加工效率低、易切削颤振等问题,提出了中凹盘铣刀数控端铣弧齿锥齿轮的方法.基于对弧齿锥齿轮齿面几何结构的研究,通过选择大直径、刀底内凹的盘形铣刀,主动改变刀具姿态角的设置顺序,并分离了前倾角和侧倾角的功能,可以实现弧齿锥齿轮的齿底无干涉和大切削带宽加工.先以切触点位置确定侧倾角避免过切齿槽底面,再以平底刀加工自由曲面的思想分别确定两侧齿面的前倾角,保证大的切削带宽和高加工效率.结果表明:以一个弧齿锥齿轮大轮为例,中凹盘铣刀端铣轮两侧齿面分别以7次、6次切削完成加工,最大加工误差分别为0.039 4mm和0.041 8mm.采用该方法加工弧齿锥齿轮,具有刀具耐用度高,切削带宽大,走刀次数少和加工精度高等优点.     

交互式复杂曲面数控编程系统的开发研究

 本文介绍了一个简单、实用的三坐标曲面加工数控自动编程系统IGPS。该系统在微机上运行,能够处理曲面的有界域加工、曲面间的过渡面加工、以及曲面的变步长、变行距加工等问题;系统具有交互式的图像辅助功能,便于用户使用。     

复杂曲面CAM技术在南方公司的应用

本文介绍复杂曲面ＣＡＭ技术在中国南方航空动力机械公司开发和应用的情况，以及该公司已加工过的典型复杂曲面零件的种类和编程的方法，并总结了多轴数控加工的一些特点。     

曲面零件的离散化加工

本文针对传统数控加工编程软件在处理复杂曲面零件加工编程时所遇到的问题，着重介绍了曲面离散化加工编程技术的算法与思想，为解决由多复杂曲面组成的零件加工编程难题提供了计算方法。     

大型不规则椭球回转面的曲面重构与仿真加工

提出了大型不规则椭球回转面的一种新的曲面重构与仿真加工方法。基于GeomagicStudio软件,处理大型不规则椭球回转面的采集数据点云,重构了实测曲面的等距面模型;采用Pro/E对实测曲面的等距面模型进行等距操作,生成实测曲面模型;利用GeomagicQualify软件对实测曲面的等距面模型相对于原始数据点云,以及实测曲面模型相对于理论曲面模型进行误差分析;最后利用Pro/NC模块对实测曲面模型进行数控编程和仿真加工。研究结果表明,该方法提高了大型不规则椭球回转面的曲面重构精度,生成的标准数控加工程序具有可移植性,解决了原加工方法对专用设备的依赖。