基于NURBS曲线的五轴工具磨床加工误差研究

1

作者 杨宇航 唐清春 +3 位作者 陈汉阳 李晓宇 乔鹏 周乐安 《工具技术》 北大核心 2025年第2期124-130,共7页

针对五轴工具磨床加工复杂曲面存在直线圆弧插补精度不足的问题,采用NURBS曲线插补优化方法,根据NURBS曲线的插补原理,计算磨削加工时砂轮刀尖点与刀轴点的数据及相对关系;通过计算NURBS曲线插补点的曲率,推导出插补误差与进给速度的关... 针对五轴工具磨床加工复杂曲面存在直线圆弧插补精度不足的问题,采用NURBS曲线插补优化方法,根据NURBS曲线的插补原理,计算磨削加工时砂轮刀尖点与刀轴点的数据及相对关系;通过计算NURBS曲线插补点的曲率,推导出插补误差与进给速度的关系,进而对其产生的误差进行优化;基于Java语言开发出满足MKG6030型五轴工具磨床NURBS插补的专用后置处理器;采用NUMROTO软件对某叶根铣刀试验件进行程序编制及实际加工验证。试验证明,该插补方法可以有效提高刀具前刀面的精度,验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 五轴工具磨床 NURBS曲线插补 叶根铣刀 插补误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

菌形叶根型线铣刀的三维建模及有限元分析研究 被引量：12

2

作者 曾祥录 韩俊峰 +1 位作者 朱留宪 周乐安 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第3期284-288,共5页

针对菌形叶根型线铣刀设计过程中不能参数化、数字化的问题,利用UG三维建模软件,对某型号菌形叶根型线铣刀进行了数字化三维实体建模,并运用ANSYS软件对设计进行了受力情况的有限元分析。通过建模实现了刀具设计的参数化、数字化;通过... 针对菌形叶根型线铣刀设计过程中不能参数化、数字化的问题,利用UG三维建模软件,对某型号菌形叶根型线铣刀进行了数字化三维实体建模,并运用ANSYS软件对设计进行了受力情况的有限元分析。通过建模实现了刀具设计的参数化、数字化;通过有限元刀具受力分析,验证了刀具设计的合理性、可用性。研究结果表明:利用UG三维建模和ANSYS有限元分析,对菌形叶根型线铣刀进行设计及优化是可行的。 展开更多

关键词 菌形叶根型线铣刀 三维建模 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于刀具寿命的新型螺旋槽丝锥设计

3

作者 王春焱 杨林建 周乐安 《工具技术》 北大核心 2024年第6期137-140,共4页

以螺旋槽丝锥参数分析为依据,对M24螺旋槽丝锥的材料选用、表面状态、热处理方法和工艺、刀具结构参数、切削液的选择和刀具寿命进行了研究和优化设计。分析了M24螺旋槽丝锥的热处理工艺参数和金相组织。通过寿命分析发现,研制的丝锥切... 以螺旋槽丝锥参数分析为依据,对M24螺旋槽丝锥的材料选用、表面状态、热处理方法和工艺、刀具结构参数、切削液的选择和刀具寿命进行了研究和优化设计。分析了M24螺旋槽丝锥的热处理工艺参数和金相组织。通过寿命分析发现,研制的丝锥切削扭矩、排屑能力、切屑情况及刀具耐用度与进口丝锥基本相当。本文研究具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 螺旋槽丝锥 热处理 金相分析 刀具寿命

在线阅读 下载PDF 职称材料

汽轮机枞树形叶根铣刀的加工工艺分析 被引量：1

4

作者 张健 唐清春 +1 位作者 陈汉阳 周乐安 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第11期1-9,共9页

枞树形叶根铣刀是汽轮机行业加工叶片叶根及轮毂的重要工具,由于其截面形状复杂,传统的加工工艺存在工艺复杂、效率低和精度难以保证等缺点。为解决上述工艺难题,本文提出一种五轴车铣复合加工中心开粗及五轴工具磨床精加工的工艺策略... 枞树形叶根铣刀是汽轮机行业加工叶片叶根及轮毂的重要工具,由于其截面形状复杂,传统的加工工艺存在工艺复杂、效率低和精度难以保证等缺点。为解决上述工艺难题,本文提出一种五轴车铣复合加工中心开粗及五轴工具磨床精加工的工艺策略。首先,以某枞树形叶根铣刀为例,研究了其结构特点,确定五轴车铣复合加工中心开粗及五轴工具磨床精加工的工艺路线,分别编制工艺技术文件;其次,采用ESPRIT TNG车铣复合编程软件编制粗加工刀路轨迹,采用NUMROTO软件编制精加工刀路轨迹;最后,将刀路轨迹转换为数控代码分别进行仿真模拟加工,将仿真无误的数控代码和磨削代码分别导入五轴车铣复合加工中心和五轴工具磨床中完成实操加工。通过对加工过的刀具成品进行刀具形线、角度和外观检测,各项技术指标均满足设计要求,且加工效率提升了约24.4%,从而验证了该工艺方案的有效性。 展开更多

关键词 枞树形 五轴工具磨床 磨削 叶根铣刀

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于五轴平台的枞树型轮槽铣刀加工工艺分析 被引量：1

5

作者 张晨阳 唐清春 +3 位作者 周乐安 魏巍 潘英广 王太子 《工具技术》 北大核心 2024年第1期74-81,共8页

轮槽成型铣刀是加工汽轮机轮毂槽的重要工具,其结构复杂且加工困难。为提高加工效率和精度,以某型高速钢轮槽铣刀为例,提出基于五轴平台的加工工艺方法。使用UG软件基于五轴车铣复合机床规划粗加工刀具路径,并采用专用后置处理器生成数... 轮槽成型铣刀是加工汽轮机轮毂槽的重要工具,其结构复杂且加工困难。为提高加工效率和精度,以某型高速钢轮槽铣刀为例,提出基于五轴平台的加工工艺方法。使用UG软件基于五轴车铣复合机床规划粗加工刀具路径,并采用专用后置处理器生成数控加工程序,通过虚拟机床进行仿真验证;采用NUMROTO软件规划精加工路径,获得磨削NC代码并进行虚拟加工验证;进行实际切削验证,通过DOOSAN PUMA SMX2600ST车铣复合加工中心对刀具进行粗加工后,在SAACKE UWIF五轴工具磨床上完成刀具的精加工。实验结果证明,该工艺方法不仅能保证产品质量符合工艺设计要求,而且制造效率提高了20%。 展开更多

关键词 轮槽铣刀 五轴联动机床 虚拟仿真 高速钢 磨削

在线阅读 下载PDF 职称材料

螺旋槽式枞树型叶根铣刀的毛坯预制工艺研究 被引量：1

6

作者 李晓宇 唐清春 +3 位作者 陈汉阳 杨宇航 乔鹏 周乐安 《工具技术》 北大核心 2024年第4期84-91,共8页

枞树型叶根铣刀是加工汽轮机叶片叶根的重要工具,相比传统的直槽铣刀具,螺旋槽式枞树型叶根铣刀具有切削快、效率高、寿命长等优点,能减少刀具切削力和振动,提高枞树型叶根表面的加工质量。本文重点研究了螺旋槽式枞树型叶根铣刀的毛坯... 枞树型叶根铣刀是加工汽轮机叶片叶根的重要工具,相比传统的直槽铣刀具,螺旋槽式枞树型叶根铣刀具有切削快、效率高、寿命长等优点,能减少刀具切削力和振动,提高枞树型叶根表面的加工质量。本文重点研究了螺旋槽式枞树型叶根铣刀的毛坯预制工艺,将NUMROTOPLUS、PRO/E、VERICUT三种软件结合创建刀具三维模型并预制成品毛坯,运用ANSYS软件对模型进行仿真,验证刀具芯厚、前角等参数的合理性;使用NUMROTO软件对刀具进行精加工路径规划与仿真模拟验证;采用SAACKE UWIF五轴工具磨床完成刀具的精加工,并对刀具进行检测,结果显示该工艺方案切实可行。 展开更多

关键词 叶根铣刀 五轴磨床 虚拟仿真 螺旋槽 毛坯预制

在线阅读 下载PDF 职称材料

枞树型轮槽加工刀具的设计优化与制造工艺研究 被引量：1

7

作者 李晓宇 唐清春 +3 位作者 杨宇航 陈汉阳 乔鹏 周乐安 《工具技术》 北大核心 2024年第12期61-69,共9页

针对大型汽轮机转子轮槽加工中传统拉削和线切割后再铣削存在零件成型轮廓精度低、粗糙度高、刀具寿命短的情况,提出了一种可行的多刀轮槽加工方案。利用NUMROTOplus软件对刀具进行设计,初步验证刀具芯厚、前角等参数的合理性;采用ANSY... 针对大型汽轮机转子轮槽加工中传统拉削和线切割后再铣削存在零件成型轮廓精度低、粗糙度高、刀具寿命短的情况,提出了一种可行的多刀轮槽加工方案。利用NUMROTOplus软件对刀具进行设计,初步验证刀具芯厚、前角等参数的合理性;采用ANSYS软件建立成型铣刀的有限元模型,以半精铣刀为典型案例对切削过程中的受力和受热情况进行分析,对轮槽铣刀结构进行优化;使用NUMROTOplus软件对刀具进行精加工路径规划与仿真模拟验证;通过Saacke UWIF五轴工具磨床完成刀具的试制,对试制后的刀具进行检测及轮槽切削试验。结果表明,该方案可以提高轮槽与刀具的精度与寿命,该工艺方案切实可行。 展开更多

关键词 轮槽加工 五轴磨床 虚拟仿真 成型铣刀

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种涡轮盘榫槽的组合加工刀具设计研究

8

作者 陈汉阳 唐清春 +3 位作者 杨宇航 李晓宇 乔鹏 周乐安 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期109-122,共14页

汽轮机涡轮盘连接叶片的位置通常采用榫槽结构。针对小型燕尾型榫槽,目前常采用一种成型刀具一次加工成型,导致被加工零件精度低、表面粗糙度差且刀具成本高。为解决目前制造工艺的局限性,提出了一种组合刀具设计思路。首先,根据燕尾槽... 汽轮机涡轮盘连接叶片的位置通常采用榫槽结构。针对小型燕尾型榫槽,目前常采用一种成型刀具一次加工成型,导致被加工零件精度低、表面粗糙度差且刀具成本高。为解决目前制造工艺的局限性,提出了一种组合刀具设计思路。首先,根据燕尾槽型榫槽的结构特点,设计出4把刀的刀具型线和尺寸参数,通过UG等建模软件建立模型,利用ANSYS软件进行有限元分析;然后,制定组合刀具的制造工艺方案,通过NUMROTO刀具编程软件进行路径规划和程序编制;最后在SAACKE五轴工具磨床上磨削加工出合格的组合刀具。通过仿真及实际切削试验验证了该方案切实可行,相较于传统加工方法,有着加工精度高、表面粗糙度低、切削热低且成本低等优点。 展开更多

关键词 榫槽 成型刀具 型线 磨削 五轴磨床

在线阅读 下载PDF 职称材料

镶片式叶根精铣刀结构设计及制造工艺分析

9

作者 杨宇航 唐清春 +3 位作者 李晓宇 陈汉阳 乔鹏 周乐安 《工具技术》 北大核心 2024年第9期72-79,共8页

针对传统整体式叶根精铣刀加工成本高、效率低的问题,提出一种镶片式结构的叶根精铣刀设计。根据某叶根型线对镶片式叶根精铣刀进行结构设计,利用ANSYS软件进行刀具的静态受力分析,得出成型后角对刀具结构的影响关系并进行结构优化;利用... 针对传统整体式叶根精铣刀加工成本高、效率低的问题,提出一种镶片式结构的叶根精铣刀设计。根据某叶根型线对镶片式叶根精铣刀进行结构设计,利用ANSYS软件进行刀具的静态受力分析,得出成型后角对刀具结构的影响关系并进行结构优化;利用NUMROTO plus软件编制刀具精加工工艺流程及编程处理;采用SAACKE UWIF五轴刀具磨床进行加工实验验证。试验件经检测,满足刀具设计的精度要求,验证了该结构刀具的可行性,通过对比实验,验证了该刀具可以降低生产成本。 展开更多

关键词 叶根精铣刀 有限元分析 五轴工具磨床 成型后角

在线阅读 下载PDF 职称材料

压气机燕尾形榫槽铣刀的加工工艺分析

10

作者 张健 唐清春 +1 位作者 陈汉阳 周乐安 《工具技术》 北大核心 2024年第11期75-82,共8页

燕尾形榫槽铣刀是加工压气机轮盘燕尾榫槽的重要工具,其传统加工工艺路线繁杂,加工效率低且难以保证加工精度。为解决此工艺难点,本文提出了一种新的工艺方案:根据燕尾形榫槽铣刀的结构特点确定由五轴车铣复合加工中心粗加工+五轴磨削... 燕尾形榫槽铣刀是加工压气机轮盘燕尾榫槽的重要工具,其传统加工工艺路线繁杂,加工效率低且难以保证加工精度。为解决此工艺难点,本文提出了一种新的工艺方案:根据燕尾形榫槽铣刀的结构特点确定由五轴车铣复合加工中心粗加工+五轴磨削中心精加工的工艺路线;根据工艺路线分别将ESPRIT TNG数控编程软件后置处理好的NC代码导入到VERICUT 9.2.1数控仿真软件中,并结合NUMROTO软件生成的磨削程序进行模拟仿真;将仿真无误的数控NC代码和磨削程序分别传输到DOOSAN PUMA SMX2600ST五轴车铣复合加工中心和SAACKE UWIF五轴磨削中心中完成实际加工。加工后的刀具符合工艺要求,证明该工艺方案可行。相比传统工艺方案,该工艺在保证加工精度的前提下大幅提高加工效率和良品率。 展开更多

关键词 燕尾形 五轴车铣复合加工中心 磨削 榫槽铣刀

在线阅读 下载PDF 职称材料

机夹型叶根铣刀设计及自动检测技术

11

作者 徐燕 杨林建 周乐安 《工具技术》 北大核心 2024年第7期157-160,共4页

分析机夹型叶根精铣刀的设计方法,确定刀具刃口型线,通过UG建立刀体模型并进行加工程序模拟,通过NUMROTO软件进行3D模拟,查看模型是否与型线外形符合,测量和优化刀具角度,在无碰撞和干涉条件下对刀槽进行加工和测量。确定刀片装配位置... 分析机夹型叶根精铣刀的设计方法,确定刀具刃口型线,通过UG建立刀体模型并进行加工程序模拟,通过NUMROTO软件进行3D模拟,查看模型是否与型线外形符合,测量和优化刀具角度,在无碰撞和干涉条件下对刀槽进行加工和测量。确定刀片装配位置、设计槽型的加工顺序,建立合适的刀具坐标系,采用CadLoadModel语句导入理论模型后进行元素分组,实现机器坐标系与模型坐标系的统一,检测表明,该设计方案满足使用要求,提高了叶片加工效率。该工艺对其他机夹型叶根铣刀的研究具有一定推广使用价值。 展开更多

关键词 机夹型 精铣刀 结构设计 刀具角度 自动检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

高精度复杂型线刀具制造工艺与装备研究

12

作者 肖铁忠 袁秀坤 钟成明 《机床与液压》 北大核心 2023年第22期137-143,共7页

以高精度复杂型线刀具制造工艺与装备为研究对象,以菌形叶片叶根型线加工专用刀具为切入点,通过分析叶根型线的特点及加工工艺的优劣,确认以单边两次成型加工作为刀具加工工艺方案;并在此基础上确定刀具的轮廓度精度、前后刀面表面粗糙... 以高精度复杂型线刀具制造工艺与装备为研究对象,以菌形叶片叶根型线加工专用刀具为切入点,通过分析叶根型线的特点及加工工艺的优劣,确认以单边两次成型加工作为刀具加工工艺方案;并在此基础上确定刀具的轮廓度精度、前后刀面表面粗糙度等各项参数及精度要求。通过分析专用刀具的加工要求,确定专用磨床的整体布局及结构方案,并对机床的关键部件磨削装置的结构做了具体设计与阐述。分析磨削点在B轴回转轴线延伸线上的结构优点可知,B轴回转的角度误差未使磨削点位置发生偏差,可有效提升刀具的加工精度。为验证设计的合理性,通过制造与装配机床,利用雷尼绍XK10激光校准仪检测可知,几何精度均达到设计要求。最后,采用设计的刀具加工工艺方案及专用磨床对某菌形型线刀具进行加工,Zoller检测仪检测结果表明:刀具轮廓公差为工作面±0.005 mm,其余面±0.015 mm。 展开更多

关键词 高精度复杂型线刀具 制造工艺 专用磨床

在线阅读 下载PDF 职称材料