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散乱点云等残留高度五轴刀具路径规划
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作者 杜娟 司海宁 +1 位作者 陈璐 王鸿 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期178-181,共4页
为了直接由点云生成刀具路径,提出了一种生成环形铣刀五轴等残高刀具路径的方法。该方法先对点云进行边界点提取以生成第一条刀具路径,然后分析环形铣刀在五轴加工时的位姿以计算残高点,再根据残高点计算下一行刀具路径的刀触点,最后根... 为了直接由点云生成刀具路径,提出了一种生成环形铣刀五轴等残高刀具路径的方法。该方法先对点云进行边界点提取以生成第一条刀具路径,然后分析环形铣刀在五轴加工时的位姿以计算残高点,再根据残高点计算下一行刀具路径的刀触点,最后根据刀触点和倾角生成刀位文件。传统的残高点计算方法需要计算点云局部轮廓点集内每个点到刀具截面的距离,计算量过大。为了提高算法效率,提出了一种计算残高点初值的方法。通过对点云模型生成刀具路径验证了该算法的可行性。结果表明,该算法运行时间与传统的等残留高度法相比,提升了91.83%。 展开更多
关键词 五轴加工 散乱点云 刀具路径 等残留高度法
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适合多种机床结构的数控系统5坐标变换库 被引量:3
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作者 靳阳 郇极 +1 位作者 肖文磊 郭成军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期842-848,共7页
研究了适合多种结构布局形式的统一坐标变换方法,开发出数控系统5坐标变换函数库,并作为坐标变换控制模块集成到数控系统中.分析了5坐标数控机床运动学模型,归纳出12种5坐标数控机床结构布局,并推导了对应的坐标变换数学算法.通过结构... 研究了适合多种结构布局形式的统一坐标变换方法,开发出数控系统5坐标变换函数库,并作为坐标变换控制模块集成到数控系统中.分析了5坐标数控机床运动学模型,归纳出12种5坐标数控机床结构布局,并推导了对应的坐标变换数学算法.通过结构分析和数学变换将12种算法扩展归纳到3类基础算法,并基于3类基础算法开发出适合多种机床结构布局的5坐标变换库.利用机床三维仿真系统验证了5坐标变换库的可行性,并将该坐标变换库集成到北京航空航天大学开发的CH-2010开放式数控系统中. 展开更多
关键词 5坐标数控机床 坐标变换 数控系统
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5轴叶轮粗加工过切与碰撞综合检测修正研究 被引量:3
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作者 于洋 邓勇生 张军锋 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第3期223-226,230,共5页
针对复杂多曲面叶轮的5轴粗加工刀轨自动生成问题,提出一种基于使用平头立铣刀的无过切,干涉的刀具轨迹生成算法。通过对整体叶轮5轴加工中可能出现刀具与叶片干涉的问题,提出了一种干涉检测方法。依据检测结果对干涉进行处理,从而避免... 针对复杂多曲面叶轮的5轴粗加工刀轨自动生成问题,提出一种基于使用平头立铣刀的无过切,干涉的刀具轨迹生成算法。通过对整体叶轮5轴加工中可能出现刀具与叶片干涉的问题,提出了一种干涉检测方法。依据检测结果对干涉进行处理,从而避免实际加工时干涉的发生。方法考虑了刀具运动路径上全部刀位点与叶轮的位置关系,计算量小,对于叶轮数控加工编程中大量刀位数据的干涉检查,可以显著地节省计算机运算时间。 展开更多
关键词 5轴加工 叶轮加工 CAM 刀轴方向 干涉检测
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四元数法改善复杂曲面5轴加工精度研究
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作者 于洋 邓勇生 潘琳 《机床与液压》 北大核心 2013年第7期22-25,共4页
提出一种新的刀具轴向设计方法,通过使用四元数法进行刀具轴向规划,以解决曲面5轴数控加工中刀具轴向过度依赖曲面几何特征,造成刀轴剧烈变化所引起的切削恶化问题。在被加工曲面上可能发生过切的区域,指定刀具轴向,再由指定的轴向,直... 提出一种新的刀具轴向设计方法,通过使用四元数法进行刀具轴向规划,以解决曲面5轴数控加工中刀具轴向过度依赖曲面几何特征,造成刀轴剧烈变化所引起的切削恶化问题。在被加工曲面上可能发生过切的区域,指定刀具轴向,再由指定的轴向,直接计算出其他位置的轴向,并与其他刀具轴向设计方法进行对比。实际应用结果表明:采用该方法可以很好地提高复杂曲面切削精度、效率,避免过切。 展开更多
关键词 五坐标加工 刀具轴向光顺 自由曲面 四元数插补
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基于萤火虫算法优化BiLSTM的五轴四联动数控机床转台温升预测
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作者 高炜圩 朱佳雯 +2 位作者 张婉君 杨郡守 邓小雷 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期60-64,共5页
热误差是影响数控机床加工精度的主要因素,而温升控制对于加工精度提升有重要作用,温升预测是温升控制的重要措施之一。转台是五轴四联动数控机床的主要加工组件之一,精准预测其温升特性有助于提升加工精度。因此,提出一种精准预测五轴... 热误差是影响数控机床加工精度的主要因素,而温升控制对于加工精度提升有重要作用,温升预测是温升控制的重要措施之一。转台是五轴四联动数控机床的主要加工组件之一,精准预测其温升特性有助于提升加工精度。因此,提出一种精准预测五轴四联动数控机床转台温升的方法。基于萤火虫算法(FA)对双向长短期记忆神经网络模型(BiLSTM)进行优化求解,实现对BiLSTM内权值的位置更新与寻优,以更精确地预测转台温度的变化。将所提模型的预测结果与实际五轴四联动数控机床温度场实验结果相比可知,所提FA优化BiLSTM获得的转台温升结果与实验结果非常接近,最大预测误差为0.96%。同时,与仅使用BiLSTM和反向传播(BP)神经网络模型获得的预测结果相比,所提模型的平均绝对误差和均方根误差分别降低了0.011 8、0.014 5℃和0.024 3、0.123 8℃,R2分别提高了0.001 1、0.006 5。这表明FA-BiLSTM模型能够更好地实现对热误差的预测。 展开更多
关键词 萤火虫算法 双向长短期记忆神经网络 温升预测 五轴四联动数控机床 转台
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双转台五轴数控机床热误差建模、检测及补偿实验研究 被引量:17
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作者 王秀山 杨建国 +1 位作者 余永昌 邹彩虹 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期405-408,共4页
以实验室自行开发的双转台五轴数控机床为研究对象,利用研制的温度和热误差检测系统测量了双转台五轴机床的温度场和热误差。基于相关分析原理,确立了建模和补偿用的最优敏感热源点。利用MATLAB建立了该机床的多元线性回归分析热误差模... 以实验室自行开发的双转台五轴数控机床为研究对象,利用研制的温度和热误差检测系统测量了双转台五轴机床的温度场和热误差。基于相关分析原理,确立了建模和补偿用的最优敏感热源点。利用MATLAB建立了该机床的多元线性回归分析热误差模型。实验表明,补偿后机床热误差平均减小了40%。 展开更多
关键词 双转台五轴机床 误差辨识 误差建模 实时补偿
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五轴数控机床转动轴误差元素的球杆仪检测方法 被引量:26
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作者 张大卫 商鹏 +1 位作者 田延岭 贺琼义 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第22期2737-2741,共5页
提出一种立式高速精密五轴加工中心转动轴C轴误差元素的球杆仪检测方法。建立了影响加工精度较大的C轴4项误差的球杆仪检测模式。通过机床多轴联动使球杆仪完成一圆弧轨迹运动,此过程中,采集球杆仪的杆长变化量,由数学建模及轨迹仿真,... 提出一种立式高速精密五轴加工中心转动轴C轴误差元素的球杆仪检测方法。建立了影响加工精度较大的C轴4项误差的球杆仪检测模式。通过机床多轴联动使球杆仪完成一圆弧轨迹运动,此过程中,采集球杆仪的杆长变化量,由数学建模及轨迹仿真,结合误差敏感方向分析,最终分离得到各误差元素值。通过对比球杆仪检测误差值与预设误差值,证明球杆仪检测法是一种高效准确的转动轴误差检测方法。 展开更多
关键词 五轴机床 球杆仪 转动轴 误差
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一类开式整体叶轮五坐标数控加工刀轴矢量生成及其光顺方法的研究 被引量:16
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作者 姬俊锋 周来水 +1 位作者 安鲁陵 李桂东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期202-206,共5页
研究了一类开式整体叶轮五坐标数控加工刀轴矢量规划问题,分析了现有刀轴矢量生成方法的不足,借鉴动画制作中设置关键帧的思想,提出了一种新的全局光顺刀轴矢量生成方法。首先根据该类的几何特征,在满足不与相邻叶片以及被加工叶片发生... 研究了一类开式整体叶轮五坐标数控加工刀轴矢量规划问题,分析了现有刀轴矢量生成方法的不足,借鉴动画制作中设置关键帧的思想,提出了一种新的全局光顺刀轴矢量生成方法。首先根据该类的几何特征,在满足不与相邻叶片以及被加工叶片发生碰撞干涉的前提下,设置一些关键刀轴矢量,然后采用样条函数对设置的刀轴矢量进行插值。在生成刀位文件的过程中,通过将曲面上的参数与样条函数的自变量进行某种映射,从而得到样条函数值,并将该值作为该刀位点的刀轴矢量。仿真实例表明,该方法实现了全局刀轴矢量的光顺,实现了转动速度以及加速度的连续,避免了因刀轴矢量突变而引起的机床振动,改善了曲面的加工质量。 展开更多
关键词 开式整体叶轮 五坐标数控加工 刀轴矢量 光顺
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考虑非线性误差补偿的五坐标数控加工走刀步长改进算法 被引量:9
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作者 姬俊锋 周来水 +1 位作者 安鲁陵 张臣 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期37-42,共6页
研究了五坐标数控加工中特有的非线性误差,提出一种改进的五坐标数控加工走刀步长算法,在前置处理中即考虑补偿非线性误差。在走刀步长计算过程中,同时考虑弧弦逼近误差与非线性误差,将总的加工误差看作是刀轨参数的函数。该函数求导困... 研究了五坐标数控加工中特有的非线性误差,提出一种改进的五坐标数控加工走刀步长算法,在前置处理中即考虑补偿非线性误差。在走刀步长计算过程中,同时考虑弧弦逼近误差与非线性误差,将总的加工误差看作是刀轨参数的函数。该函数求导困难,难于通过给定误差直接计算走刀步长。对弦截法迭代格式进行改进,改进后的方法能够保证正确解在迭代过程中始终位于收敛区间内,并采用改进后的弦截法计算走刀步长。实例计算表明,所提出方法在计算走刀步长过程中能够对非线性误差进行有效的补偿,满足等加工误差要求,同时改进后的弦截法能够收敛到正确解,且收敛速度快,效率高。 展开更多
关键词 计算机辅助制造 数控加工 五坐标 走刀步长
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基于区域划分的刀具方向控制方法 被引量:10
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作者 李炳林 王学林 +1 位作者 胡于进 李成刚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期452-457,共6页
针对复杂曲面的五轴加工,提出了一种刀具方向控制的方法,并给出了相应的算法。对曲面进行三角网格划分,通过三角面片的法矢比较和面片合并将曲面划分成多个区域;构造区域单位矢量集的锥平均值,先用锥平均值代替区域的初始加工方向,再对... 针对复杂曲面的五轴加工,提出了一种刀具方向控制的方法,并给出了相应的算法。对曲面进行三角网格划分,通过三角面片的法矢比较和面片合并将曲面划分成多个区域;构造区域单位矢量集的锥平均值,先用锥平均值代替区域的初始加工方向,再对刀具方向进行局部优化和修正。通过实例说明该方法在规划刀具方向中的应用。 展开更多
关键词 五轴数控加工 复杂曲面加工 刀具方向 区域划分
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五轴联动数控加工的刀具路径优化方法研究 被引量:7
11
作者 赵鹏 楼佩煌 +1 位作者 刘明灯 胡荣华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期146-150,共5页
为解决五轴联动加工复杂曲面过程中的刀具路径不连续问题,提出了五轴数控的刀具路径优化方法。通过五轴NC代码的坐标变换还原有效切削路径,对切削路径进行误差约束下的非均匀有理B样条(NURBS)曲线拟合。对旋转轴路径采用五次样条曲线进... 为解决五轴联动加工复杂曲面过程中的刀具路径不连续问题,提出了五轴数控的刀具路径优化方法。通过五轴NC代码的坐标变换还原有效切削路径,对切削路径进行误差约束下的非均匀有理B样条(NURBS)曲线拟合。对旋转轴路径采用五次样条曲线进行插值,建立切削路径和旋转轴路径的参数映射关系,通过机床逆运动变换求解C2连续的平动轴路径。实验表明,经过该方法优化后,切削路径和各驱动轴运动路径具有良好的平滑性,显著提高了五轴加工曲面精度和表面质量。 展开更多
关键词 数控 五轴加工 曲线拟合 刀具路径
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基于球杆仪检测五轴数控机床主轴的热误差 被引量:14
12
作者 何振亚 傅建中 陈子辰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1401-1408,共8页
提出了一种基于球杆仪的主轴热误差检测新方法用于五轴数控机床主轴热误差的便捷检测。该方法借助五轴数控机床的两个旋转轴分别单独运动,实现两个正交圆或圆弧构成的球杆仪空间轨迹测量;采用最小二乘方法对测量数据进行处理,求解主轴... 提出了一种基于球杆仪的主轴热误差检测新方法用于五轴数控机床主轴热误差的便捷检测。该方法借助五轴数控机床的两个旋转轴分别单独运动,实现两个正交圆或圆弧构成的球杆仪空间轨迹测量;采用最小二乘方法对测量数据进行处理,求解主轴空间位置;通过初始状态和经过一定时间间隔测量多组数据,分离得到相应时间段的主轴热误差,包括1个轴向热伸长和2个径向热误差。以双转台五轴数控机床为例,从安装方法、测量步骤和辨识原理等方面介绍基于球杆仪的主轴热误差检测方法,并与ISO 230-3中的5点法进行了对比实验。实验结果显示:该方法的辨识结果与5点法测量结果的平均相对偏差小于15.8%,验证了本文方法的可行性和有效性。该方法测量装置简洁,便于携带、安装和测量,测试结果可为五轴数控机床主轴热误差补偿提供依据,从而有效地提高机床的加工精度。 展开更多
关键词 五轴数控机床 主轴 热误差 误差测量 球杆仪
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自由型面的五轴激光淬火轨迹规划算法研究 被引量:5
13
作者 徐宏伟 黄玉美 +1 位作者 韩旭炤 李艳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第21期2582-2585,共4页
为保证复杂型面的激光淬火质量,针对自由型面的激光淬火路径规划直接影响着淬火后自由型面表面硬度的均匀性这一特点,在分析激光淬火加工工艺特点的基础上,提出了等弧长的激光淬火轨迹算法来确定自由型面上的激光淬火轨迹。该方法通过... 为保证复杂型面的激光淬火质量,针对自由型面的激光淬火路径规划直接影响着淬火后自由型面表面硬度的均匀性这一特点,在分析激光淬火加工工艺特点的基础上,提出了等弧长的激光淬火轨迹算法来确定自由型面上的激光淬火轨迹。该方法通过激光淬火试验,确定了最佳激光淬火光道距离并进行了相应的计算。利用三次B样条参数曲面进行了实例计算,验证了所提出算法的可行性。 展开更多
关键词 五轴加工 激光淬火 自由型面 轨迹规划
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五坐标加工整体叶轮粗加工刀位规划 被引量:12
14
作者 曹利新 马晓嘉 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期68-73,共6页
针对具有等长叶片和长短交错叶片的叶轮,通过对其气流通道的几何分析,确定了叶轮的粗加工边界和最大刀具直径.采用均匀分层法对叶轮进行粗加工刀具路径规划,针对某一层给出了之字形走刀和三角形走刀的刀具路径规划算法.计算表明,与常规... 针对具有等长叶片和长短交错叶片的叶轮,通过对其气流通道的几何分析,确定了叶轮的粗加工边界和最大刀具直径.采用均匀分层法对叶轮进行粗加工刀具路径规划,针对某一层给出了之字形走刀和三角形走刀的刀具路径规划算法.计算表明,与常规的单向等参数线法相比,之字形走刀法具有计算简单、抬刀次数少的优点,三角形走刀法不但抬刀次数少,而且切削路径长度明显减小,这些将有利于叶轮粗加工效率的提高.对于某一种走刀方式,通过连接切削层上的刀位点和盖盘曲面上的对应点,确定了五轴侧铣叶轮的刀具轴线方向,避免了刀具与叶片曲面和轮毂面的干涉.最后通过实例验证了算法的可行性. 展开更多
关键词 叶轮 粗加工 刀位规划 五轴数控加工
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具有RPCP功能五轴双转台机床后置处理方法 被引量:7
15
作者 于珊珊 徐汝锋 郭前建 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第9期91-94,共4页
针对不具备RPCP功能的五轴双转台机床每次安装工件时需使工件原点与机床原点重合的问题,提出了一种具有RPCP功能五轴双转台机床后置处理方法。首先根据五轴双转台机床的结构特征,分析该机床各坐标轴之间的运动关系,以工件原点在机床坐... 针对不具备RPCP功能的五轴双转台机床每次安装工件时需使工件原点与机床原点重合的问题,提出了一种具有RPCP功能五轴双转台机床后置处理方法。首先根据五轴双转台机床的结构特征,分析该机床各坐标轴之间的运动关系,以工件原点在机床坐标系中的偏置量作为变量,建立前置刀位数据与机床坐标轴数据之间的运动变换方程;然后推导出该五轴机床各坐标轴的计算公式。在此基础上,基于VC++平台开发出具有RPCP功能的五轴双转台机床后置处理程序。以模具曲面加工为例,在VERICUT软件中进行了加工仿真验证,结果表明了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 五轴双转台机床 后置处理 RPCP 五轴加工
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基于激光干涉仪的旋转轴误差快速检定方法 被引量:22
16
作者 皮世威 刘强 孙鹏鹏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2484-2491,共8页
为了提升五轴数控机床各旋转轴精度,解决旋转轴几何误差难以测量的问题,提出了一种基于激光干涉仪的旋转轴几何精度快速测量方法。该方法针对AC双转台和BC摆头转台的结构特性,采用旋转轴与直线轴联动的测量技术,可以避免传统测量方法对... 为了提升五轴数控机床各旋转轴精度,解决旋转轴几何误差难以测量的问题,提出了一种基于激光干涉仪的旋转轴几何精度快速测量方法。该方法针对AC双转台和BC摆头转台的结构特性,采用旋转轴与直线轴联动的测量技术,可以避免传统测量方法对旋转轴中心的依赖性,推导了测量中直线轴转角误差与直线度对旋转轴几何误差约束关系,在保证精度的同时减少了测量过程中的设备安装调试时间,实现了五轴机床旋转轴转角误差、重复转角误差以及反向间隙的快速测量和补偿。对实际五轴机床AC双转台几何精度进行检定,提高了旋转轴的几何精度,实验证明该测量方法具有很强的工程应用价值。 展开更多
关键词 五轴机床 旋转轴 激光测量 精度补偿
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基于POWERMILL的航空整体叶轮五轴数控加工研究 被引量:15
17
作者 曹著明 王刘菲 +1 位作者 朱燏 纪文龙 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第8期253-255,258,共4页
航空整体叶轮是航空发动机的核心部件,整体叶轮的加工技术体现了一个国家装备制造业的发展水平。绍了整体叶轮的功能作用、技术要求及加工难点等;系统介绍了某轴流式航空整体叶轮的加工流程;详细解析了各个环节的核心技术,包括工艺、夹... 航空整体叶轮是航空发动机的核心部件,整体叶轮的加工技术体现了一个国家装备制造业的发展水平。绍了整体叶轮的功能作用、技术要求及加工难点等;系统介绍了某轴流式航空整体叶轮的加工流程;详细解析了各个环节的核心技术,包括工艺、夹具、刀具、刀位轨迹设计、仿真验证以及实际加工等。经验证,采用该工艺流程及刀轨策略非常成功,加工出的整体叶轮达到了设计和精度要求。最后提出了整体叶轮下一步研究的重点及待解决的问题。 展开更多
关键词 航空整体叶轮 五轴加工 关键技术 研究 刀位轨迹 工艺工装
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一种带缘头避让的叶片高效螺旋加工方法 被引量:4
18
作者 罗明 吴宝海 +2 位作者 张定华 李山 张莹 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第7期917-921,共5页
针对航空发动机叶片螺旋铣加工中前后缘处刀位点密集、刀轴矢量变化剧烈而导致的过切等问题,本文提出了一种带缘头避让的叶片高效螺旋加工方法。在叶片螺旋加工中,只有叶盆和叶背曲面参与切削,缘头曲面从螺旋加工过程剥离并对其实施单... 针对航空发动机叶片螺旋铣加工中前后缘处刀位点密集、刀轴矢量变化剧烈而导致的过切等问题,本文提出了一种带缘头避让的叶片高效螺旋加工方法。在叶片螺旋加工中,只有叶盆和叶背曲面参与切削,缘头曲面从螺旋加工过程剥离并对其实施单独处理。为实现螺旋加工中缘头部分的避让,本文利用三次非均匀B样条曲线给出了避让曲线的构造方法。切削实验结果表明,本文方法可有效提高航空发动机叶片的加工效率,并能有效保证缘头处的加工质量。 展开更多
关键词 螺旋铣 三次非均匀B样条曲线 5轴加工 刀位轨迹
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某航空整体叶轮五轴加工关键技术研究 被引量:6
19
作者 曹著明 王刘菲 +2 位作者 朱燏 纪文龙 郝瑞参 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第5期61-64,共4页
介绍了整体叶轮的功能作用、技术要求及加工难点等;系统介绍了某轴流式航空整体叶轮的加工流程;详细解析了各个环节的核心技术,包括工艺、夹具、刀具、刀位轨迹设计、仿真验证以及实际加工等。经验证,采用该工艺流程及刀轨策略非常成功... 介绍了整体叶轮的功能作用、技术要求及加工难点等;系统介绍了某轴流式航空整体叶轮的加工流程;详细解析了各个环节的核心技术,包括工艺、夹具、刀具、刀位轨迹设计、仿真验证以及实际加工等。经验证,采用该工艺流程及刀轨策略非常成功,加工出的整体叶轮达到了设计和精度要求。最后,提出了整体叶轮下一步研究的重点及待解决的问题。 展开更多
关键词 航空整体叶轮 五轴加工 关键技术 研究 刀位轨迹 工艺工装
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空间自由曲面五轴联动数控加工 被引量:8
20
作者 钟建琳 刘忠和 杨庆东 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第9期129-131,共3页
介绍了五轴数控机床的运动方式,阐述了空间自由曲面五轴联动数控加工中刀具路径规划的基本方法:参数线法、CC路径截面线法、CL路径截面线法、导动面法等。之后对五轴加工中刀具轴向规划进行了论述:垂直于表面方式、平行于表面方式、倾... 介绍了五轴数控机床的运动方式,阐述了空间自由曲面五轴联动数控加工中刀具路径规划的基本方法:参数线法、CC路径截面线法、CL路径截面线法、导动面法等。之后对五轴加工中刀具轴向规划进行了论述:垂直于表面方式、平行于表面方式、倾斜于表面方式。最后归纳总结了刀具干涉的检测与处理的方法,并分别说明了其优缺点和适应范围。 展开更多
关键词 自由曲面 五轴数控加工 刀具路径规划 干涉检查
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