变角度缓面零件渐进成形刀具轨迹优化 被引量：6

1

作者 王华毕 魏目青 徐旺丁 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期59-63,共5页

针对变角度缓面零件渐进成形表面质量差的问题,提出一种基于零件截面曲线形状用增量弧长S0来控制增量步长Δz的方法,并建立了Δz与S_0之间的数学方程。以变角度缓面零件为例实验验证了该方法的可行性并分析了变角度缓面零件渐进成形存... 针对变角度缓面零件渐进成形表面质量差的问题,提出一种基于零件截面曲线形状用增量弧长S0来控制增量步长Δz的方法,并建立了Δz与S_0之间的数学方程。以变角度缓面零件为例实验验证了该方法的可行性并分析了变角度缓面零件渐进成形存在的表面质量问题及原因。实验对比研究了该方法与传统加工方法在零件表面波纹、成形尺寸误差、成形时间等方面的区别,实验结果表明:该方法不仅能够提高成形效率还能有效改善曲面零件渐进成形后的表面质量。 展开更多

关键词 板料成形 渐进成形 刀具轨迹优化 增量步长 表面质量 成形尺寸误差 表面波纹 成形时间

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缓面零件单点渐进成形刀具轨迹优化数值模拟 被引量：5

2

作者 王华毕 魏目青 徐旺丁 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期90-95,共6页

利用有限元软件ANSYS/workbench,以平缓曲面零件为例,模拟零件单点渐进成过程,研究了优化方法中增量角度Δθ对零件厚度、成形精度、等效应变等方面的影响,并与传统固定增量步长方法进行对比。结果表明:加工层数相同时,优化方法更有助... 利用有限元软件ANSYS/workbench,以平缓曲面零件为例,模拟零件单点渐进成过程,研究了优化方法中增量角度Δθ对零件厚度、成形精度、等效应变等方面的影响,并与传统固定增量步长方法进行对比。结果表明:加工层数相同时,优化方法更有助于提高板厚,且零件壁厚随着增量角度Δθ的增加而增加;优化方法较明显的提高了零件底部成形精度,无论增量角度Δθ取值多少,零件底部都能充分成形,与实验结果相吻合;加工层数相同时,在相同区域优化方法导致的板料等效应变大于固定增量步长成形方法,Δθ越小应变越均匀,但两种方法最终的等效应变趋于一致。 展开更多

关键词 单点渐进成形 刀具轨迹优化 数值模拟 板厚变化 成形精度 增量角度

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不规则曲面半精加工刀具轨迹优化算法 被引量：1

3

作者 郭光立 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第24期2914-2917,共4页

在采用高速铣削机床对材料进行粗加工和半精加工时,针对三坐标数控加工,提出了一种用于自由曲面恒定进给的刀具轨迹优化算法,该算法可用于不同曲率条件下的自由曲面加工。通过对轨迹进行优化,将刀具的中心位置偏置一个角度,从而得到符... 在采用高速铣削机床对材料进行粗加工和半精加工时,针对三坐标数控加工,提出了一种用于自由曲面恒定进给的刀具轨迹优化算法,该算法可用于不同曲率条件下的自由曲面加工。通过对轨迹进行优化,将刀具的中心位置偏置一个角度,从而得到符合实际要求的设计曲面。最后设计了不同的加工路线进行切削试验对比,结果表明,优化算法在实际加工中稳定可靠,完全满足加工精度要求。 展开更多

关键词 不规则自由曲面 刀具轨迹优化 半精加工 算法

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基于动态规划算法的刀具轨迹优化及实验验证 被引量：4

4

作者 周峰 张紫旭 +2 位作者 刘昊天 田鑫 刘雨鑫 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第2期120-122,130,共4页

针对数控加工大型复杂毛坯件过程中出现的效率低下问题,指出空行程走刀也是其效率重要影响因素之一,提出一种基于动态规划算法调整走刀轨迹行程优化数控程序,采用仿真软件验证以提升总体效率的方法。以某型号机车转向架构架数控加工为例... 针对数控加工大型复杂毛坯件过程中出现的效率低下问题,指出空行程走刀也是其效率重要影响因素之一,提出一种基于动态规划算法调整走刀轨迹行程优化数控程序,采用仿真软件验证以提升总体效率的方法。以某型号机车转向架构架数控加工为例,创建机床MVR40的仿真模型,在虚拟加工平台上完成利用算法优化后轨迹的验证,通过对优化前后路径走刀时间的对比,缩短了整体加工时间;通过对优化后数控加工程序现场测试,验证了轨迹优化可以提高总体加工效率,为提升大型多加工面工件的加工效率提供了参考与借鉴。 展开更多

关键词 构架数控加工 动态规划算法 刀具轨迹优化 仿真分析

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基于参数映射的叶轮粗加工椭圆摆线轨迹优化

5

作者 韩飞燕 顾志成 +1 位作者 赵一鹏 张传伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期438-444,456,共8页

为了提高复杂曲面叶轮流道开槽加工效率,提出了一种曲面粗加工摆线轨迹规划方法。首先确定流道的可加工区域并进行参数化;然后在该参数域建立以最小加工时间为优化目标的椭圆摆线轨迹关键参数的数学模型,通过区间缩小法求解出满足加工... 为了提高复杂曲面叶轮流道开槽加工效率,提出了一种曲面粗加工摆线轨迹规划方法。首先确定流道的可加工区域并进行参数化;然后在该参数域建立以最小加工时间为优化目标的椭圆摆线轨迹关键参数的数学模型,通过区间缩小法求解出满足加工要求的最佳椭圆短半轴长度与行距,从而获得参数域摆线轨迹;最后将参数域的轨迹映射至物理域来获取走刀路径。为了验证所提轨迹规划方法的高效性和有效性,以某叶轮为对象,计算了流道椭圆摆线开粗加工轨迹,并将所提方法的计算时间与传统行切法轨迹计算时间进行对比,发现计算效率提高了19.4%。此外,摆线流道开粗和行切法流道开粗的仿真加工对比结果证明,相同参数设置下所提方法的加工效率比传统行切法的加工效率高22.4%。实际摆线铣削开粗结果表明,叶轮流道切痕形状与摆线轨迹一致,表面残留满足粗加工要求,证明所提方法是有效可行的。 展开更多

关键词 参数映射 叶轮流道 椭圆摆线 刀具轨迹优化 走刀路径

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曲面匹配方法在刀具加工轨迹优化中的应用 被引量：4

6

作者 何改云 庞凯瑞 +2 位作者 桑一村 刘晨辉 王宏亮 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期190-196,共7页

为减小非可展直纹面侧铣过程中产生的原理误差,提出一种新的刀具加工轨迹优化方法,将曲面匹配方法应用于初始刀具加工轨迹的优化过程,并使用序列二次规划算法求解曲面匹配问题。首先,采用现有的刀具加工轨迹生成方法得到刀轴轨迹曲面;其... 为减小非可展直纹面侧铣过程中产生的原理误差,提出一种新的刀具加工轨迹优化方法,将曲面匹配方法应用于初始刀具加工轨迹的优化过程,并使用序列二次规划算法求解曲面匹配问题。首先,采用现有的刀具加工轨迹生成方法得到刀轴轨迹曲面;其次,对刀轴轨迹曲面进行法向偏移得到对应的刀具加工包络面并进行原理误差计算,使用基于序列二次规划算法的曲面匹配方法对加工包络面与设计曲面进行曲面逼近,得到空间变换矩阵;再次,通过空间变换和法向偏移,得到优化后的刀轴轨迹曲面及其对应的刀具加工包络面,以及对应的优化刀具加工轨迹及加工误差分布数据;最后,使用MATLAB进行仿真,并与基于最小二乘法的曲面匹配方法进行对比验证。仿真结果表明该优化方法有效地减小了初始刀具加工轨迹产生的原理误差,这说明提出的方法能够用于减小非可展直纹面侧铣加工时产生的原理误差。研究成果为提高非可展直纹面侧铣的精度提供了新的技术支持。 展开更多

关键词 曲面匹配 刀具加工轨迹优化 非可展直纹面 侧铣 序列二次规划算法

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基于遗传算法的笔式加工刀具路径优化 被引量：3

7

作者 李万军 赵东标 牛敏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第5期646-650,共5页

为缩短笔式加工时间和提高加工效率,提出了一种新的基于遗传算法的刀具路径优化方法。笔式加工的特点决定了生成的刀具路径为一系列离散的切削路径段,为了精简搜索数目,将每段刀具路径看作两个遗传基因。使用十进制码构造分段染色体模型... 为缩短笔式加工时间和提高加工效率,提出了一种新的基于遗传算法的刀具路径优化方法。笔式加工的特点决定了生成的刀具路径为一系列离散的切削路径段,为了精简搜索数目,将每段刀具路径看作两个遗传基因。使用十进制码构造分段染色体模型,采用改进的遗传算法对笔式加工分段路径进行优化排序,得到刀具路径排布的近似最优解。实验结果表明:改进的自适应遗传算法比一般遗传算法搜索速度提高若干倍,可以明显缩短加工路径的总长度。 展开更多

关键词 笔式加工 遗传算法 刀具轨迹优化

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金属板料单点渐进成形轨迹优化及模拟研究 被引量：3

8

作者 钟东 魏目青 王华毕 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第10期1315-1319,1371,共6页

表面质量差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对曲面零件单点渐进成形表面质量差的问题,文章提出了一种基于零件截面曲线形状用增量弧长S0来控制增量步长Δz的方法,建立了Δz与增量弧长S0间的计算关系;以曲面零件为研究对象,与固定... 表面质量差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对曲面零件单点渐进成形表面质量差的问题,文章提出了一种基于零件截面曲线形状用增量弧长S0来控制增量步长Δz的方法,建立了Δz与增量弧长S0间的计算关系;以曲面零件为研究对象,与固定增量步长成形方法对比,利用有限元软件ANSYS/workbench模拟零件单点渐进成形过程,分析了S0对板料厚度变化和板料应变的影响。试验与模拟结果表明:该方法不仅有效改善了曲面零件成形后的表面质量,单件零件成形效率也明显提高,加工层数为30层时,成形效率提高19%,50层时,成形效率提高22%;优化方法得到的零件在平缓曲面处厚度更厚,该处零件厚度随着S0的增加而增加;优化方法导致的板料应变大于传统成形方法,且S0越小应变越均匀,但最终板料应变趋于一致。 展开更多

关键词 单点渐进成形 刀具轨迹优化 表面质量 数值模拟 板厚变化 应变

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复杂曲面环形刀五轴端铣加工的刀具轨迹规划方法 被引量：3

9

作者 杲春芳 王核心 赵明侠 《工具技术》 北大核心 2017年第7期79-83,共5页

为了降低复杂曲面类零部件加工的刀具路径,减小刀具路径条数,提高加工效率,提出了一种新的复杂曲面环形刀五轴端铣加工刀具轨迹优化方法。在局部可铣性基础上对刀轴矢量角进行自适应优化,采用新型加工带宽计算方法——等残留高度算法,... 为了降低复杂曲面类零部件加工的刀具路径,减小刀具路径条数,提高加工效率,提出了一种新的复杂曲面环形刀五轴端铣加工刀具轨迹优化方法。在局部可铣性基础上对刀轴矢量角进行自适应优化,采用新型加工带宽计算方法——等残留高度算法,给出了等残留高度算法的刀具轨迹生成具体步骤。仿真结果表明:与传统等残留高速算法相比,刀具轨迹优化算法的刀具路径更短、条数更少,能够有效提高复杂曲面加工效率。 展开更多

关键词 五轴端铣加工 刀具轨迹优化 等残留高度 加工带宽

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变角度缓面零件单点渐进成形轨迹优化 被引量：1

10

作者 王华毕 魏目青 桑文刚 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第3期294-298,共5页

文章针对变角度缓面零件加工表面波纹不均匀、成形尺寸精度差的问题,提出了一种基于增量角度Δθ来控制增量步长Δz的方法,建立了Δz与Δθ之间的数学方程,并利用Matlab软件求解出给定Δθ时的增量步长Δz,并将该方法成功应用于变角度... 文章针对变角度缓面零件加工表面波纹不均匀、成形尺寸精度差的问题,提出了一种基于增量角度Δθ来控制增量步长Δz的方法,建立了Δz与Δθ之间的数学方程,并利用Matlab软件求解出给定Δθ时的增量步长Δz,并将该方法成功应用于变角度缓面零件成形。试验对比结果表明:该方法改善了变角度缓面零件的表面波纹,减小了底部圆形区域大小,能提高成形效率,提高变角度缓面零件的使用性能。 展开更多

关键词 渐进成形 刀具轨迹优化 增量步长 表面质量 波纹度

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斜齿圆柱齿轮回转车削的运动学建模及轨迹优化

11

作者 胡昌军 《机械设计》 CSCD 北大核心 2016年第5期86-90,共5页

提出了一种用于斜齿轮切削加工的回转车削新方法,分析了用回转车削方法加工斜齿圆柱齿轮的运动情况,建立了斜齿轮加工时刀具切削刃相对工件的轨迹方程,基于进化算法对斜齿轮回转车削轨迹进行了优化,并且在回转车床上加工了斜齿轮样品,... 提出了一种用于斜齿轮切削加工的回转车削新方法,分析了用回转车削方法加工斜齿圆柱齿轮的运动情况,建立了斜齿轮加工时刀具切削刃相对工件的轨迹方程,基于进化算法对斜齿轮回转车削轨迹进行了优化,并且在回转车床上加工了斜齿轮样品,获得了理想的形状,为使用回转车削方法进行斜齿圆柱齿轮加工的推广应用奠定了基础。 展开更多

关键词 回转车削 斜齿圆柱齿轮 运动学建模 刀具轨迹优化

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参数曲线光滑处理的双向四阶Taylor拟合方法

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作者 吴继春 周灭旨 +2 位作者 许可 胡柱 范大鹏 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3613-3620,共8页

为了使数控轨迹更加光滑,以进一步提高加工效率,提出一种基于空间轴的光滑曲线双向四阶Taylor拟合方法,通过优化使曲率更平缓来进一步降低拟合曲线的轮廓误差。首先,在参数曲线上选取有限均匀的数据点计算参数各阶导数以及曲率、挠率等... 为了使数控轨迹更加光滑,以进一步提高加工效率,提出一种基于空间轴的光滑曲线双向四阶Taylor拟合方法,通过优化使曲率更平缓来进一步降低拟合曲线的轮廓误差。首先,在参数曲线上选取有限均匀的数据点计算参数各阶导数以及曲率、挠率等微分几何量,以建立Frenet坐标系;然后,在第i区间始末两个数据点分别进行前向和后向四阶Taylor展开,根据刀位点在始末两个数据点形成的参数空间的相对距离确定耦合权重的拟合曲线;最后,通过坐标反变换得到机床坐标系XYZ下的优化轨迹。通过对原始轨迹和双向四阶Taylor拟合进行比较表明,随着阶数的提高,轮廓误差逐渐降低,曲率均值、曲率极差和曲率的导数极差均趋近原始曲线。通过对标准圆和高速列车车轮踏面LM-32进行拟合测试表明,相比拟合曲线,所提方法得到的优化曲线曲率变化连续,轮廓误差小4μm~5μm。 展开更多

关键词 数控加工 刀具轨迹优化 Frenet坐标系 TAYLOR展开

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数控加工中插铣技术的研究现状 被引量：7

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作者 王宇 王宝涛 +2 位作者 许成阳 李海超 康学洋 《航空制造技术》 北大核心 2014年第8期12-15,共4页

在大型异型曲面狭窄空间插铣加工时，需要进行刀具轨迹优化，根据异形曲面复杂的结构特点，将可行加工域与插铣刀位轨迹进行规划，使粗加工材料去除量达到最大化，并且需要进行异形曲面插铣过程稳定性研究，插铣刀具的悬伸长度过长，使... 在大型异型曲面狭窄空间插铣加工时，需要进行刀具轨迹优化，根据异形曲面复杂的结构特点，将可行加工域与插铣刀位轨迹进行规划，使粗加工材料去除量达到最大化，并且需要进行异形曲面插铣过程稳定性研究，插铣刀具的悬伸长度过长，使得刀杆的刚度很难保证，从而使得受力的时候容易发生弯曲，可能引起插铣过程中的颤振现象。 展开更多

关键词 数控加工 插铣 刀具轨迹优化 技术 异形曲面 狭窄空间 异型曲面 刀位轨迹

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钛合金铣削主轴功率高效使用技术研究

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作者 郑耀辉 邵晨峰 庄鑫 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第3期104-107,共4页

针对航空钛合金结构件数控铣削加工机床主轴功率使用率低的问题,分析了限制主轴功率使用率提高的相关因素,研究了优化过程直观的拖动式切削参数优化技术,提出了在工艺设计阶段可以预知加工全过程铣削功率的预先计算技术,基于Vericut软... 针对航空钛合金结构件数控铣削加工机床主轴功率使用率低的问题,分析了限制主轴功率使用率提高的相关因素,研究了优化过程直观的拖动式切削参数优化技术,提出了在工艺设计阶段可以预知加工全过程铣削功率的预先计算技术,基于Vericut软件的二次开发,在切削参数优化的基础上,进一步优化了数控加工的刀具轨迹。测试结果表明,提出的解决方法可以在机床不发生过载的前提下,有效地提高钛合金数控加工主轴功率的使用率。 展开更多

关键词 钛合金铣削 主轴功率使用率 拖动式切削参数优化 功率预先计算 刀具轨迹优化

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