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题名双五轴镜像铣削加工非线性误差优化方法
- 1
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作者
林俊
曹珍珍
李军利
刘钢
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机构
上海工程技术大学
成都永峰科技有限公司
成都智远先进制造技术研究院
上海交通大学四川研究院
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出处
《航空制造技术》
北大核心
2025年第8期105-112,129,共9页
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基金
国家自然科学基金(52275449)。
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文摘
针对航空薄壁件镜像铣削加工中,由于旋转轴线性插补,使得刀轴矢量偏离理论平面而引起的非线性误差问题,提出了一种适用于镜像铣削加工的旋转轴低波动插补刀轴矢量方法,以对非线性误差进行优化。首先,建立了镜像铣机床运动链模型和非线性误差模型,得到非线性误差与机床旋转轴运动正相关关系;然后,基于机床运动学,以非线性误差约束和旋转轴角速度约束确定优化区间;最后,对非线性误差最小面线性预插补刀轴矢量,拟合预插补矢量对应离散旋转轴角度点,在非线性误差许可范围内,选择满足镜像铣加工的插补刀轴矢量。经过仿真和试验,最大非线性误差降低73.18%,整体壁厚误差降低68.24%,加工完整路径时间缩减4.39%,有效验证本文所提方法的可行性。
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关键词
镜像铣削加工
非线性误差
运动学
旋转轴
刀轴矢量
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Keywords
Mirror milling machining
Nonlinear error
Kinematics
Rotation axis
Tool axis vector
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分类号
TH161
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名基于刀齿轨迹模型的五轴侧铣加工铣削力预测
被引量：2
- 2
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作者
桂昊
张立强
杨青平
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机构
上海工程技术大学
成都永峰科技有限公司
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出处
《航空制造技术》
CSCD
北大核心
2024年第6期78-83,108,共7页
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基金
国家自然科学基金(51775328)。
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文摘
在五轴侧铣加工过程中刀具的刀轴姿态变化复杂,导致瞬时切屑厚度计算困难。为提高切削力的预测精度,首先通过五轴侧铣几何模型描述了圆柱铣刀的刀齿运动轨迹,在建立微元切削力模型后,提出了一种瞬时切屑厚度的计算方法,计算当前切削刃上切削点到前几个刀齿回转圆柱面的映射距离,并在齐次坐标变换下,将空间中的线面求交计算转换成二维平面的线与圆弧的求交运算,在考虑刀具跳动对圆弧轨迹的影响后,求解方程组获得瞬时切屑厚度值。最后在五轴机床上进行了切削力试验,对比测量的力数据发现,仿真结果无论趋势还是大小都和实测值较好地吻合,验证了所建立的切削力预测模型的有效性。
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关键词
五轴侧铣
圆柱铣刀
瞬时切屑厚度
切削力预测
齐次坐标变换
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Keywords
Five-axis flank milling
Cylindrical cutter
Instantaneous chip thickness
Cutting force prediction
Homogeneous coordinate transformation
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分类号
TG547
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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题名五轴侧铣加工铣削接触区域建模
- 3
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作者
李忠朋
张维
曹珍珍
张立强
刘钢
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
成都永峰科技有限公司
成都智远先进制造技术研究院有限公司
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出处
《工具技术》
北大核心
2024年第2期73-79,共7页
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基金
国家自然科学基金面上项目(51775328)。
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文摘
五轴侧铣加工时,刀具姿态的时变性使得加工过程中的刀具和工件接触区域复杂多变,提取铣削接触区域对研究多轴铣削中的切削力、加工误差和颤振稳定性至关重要,对此提出一种无需提取待加工表面信息的瞬时接触轮廓解析法。使用一系列离散切削微元表示刀具,根据刀具位置和铣削参数获得各切削微元特征点集,并使用样条曲线对其拟合。综合距离和进给方向条件限制筛选出每段切削微元的切入/切出点,同时表示在工件坐标系中获得瞬时接触轮廓。仿真和试验结果表明,最大切入/切出角误差均在3%以内,且计算效率约为实体建模法的9.5倍,证明了本方法的准确性和高效性。
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关键词
五轴侧铣
铣削接触区域
刀具位置
铣削参数
待加工表面
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Keywords
five-axis flank milling
cutter workpiece engagement
cutter location
milling parameter
surface to be machined
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分类号
TG54
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
TH161.1
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名基于镜像铣削加工的飞机蒙皮残余应力与诱导变形分析
- 4
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作者
高秋阁
张立强
钱栊
杨杰
辜茂
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
商丘工学院机械工程学院
成都永峰科技有限公司
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出处
《宇航材料工艺》
CSCD
北大核心
2024年第6期129-135,共7页
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文摘
主要针对残余应力诱导工件变形进行研究分析,建立三维有限元铣削模型,考虑进给量与背吃刀量导致的残余应力对变形的影响,将仿真残余应力融入模型,研究其与变形的关系,并通过实验验证仿真可靠性。结果表明,随着每齿进给量的增大,工件表面(d=0)在X和Y方向上的残余压应力均相应随之增大,当测试点与表面距离d>10μm时,残余应力基本保持不变;随着背吃刀量的增加,工件表面在X和Y方向的残余应力均相应随着增大;蒙皮变形量随着每齿进给量的增加而增加,随背吃刀量的增大而增大。仿真与测试结果对比表明,加工变形趋势基本一致,佐证了建模的可靠性。
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关键词
蒙皮
镜像铣
残余应力
钛合金
变形分析
本构模型
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Keywords
Skin
Mirror milling
Residual stress
Titanium alloy
Deformation analysis
Constitutive model
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分类号
V19
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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题名镜像铣与化铣对2024铝合金疲劳性能影响试验研究
被引量：1
- 5
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作者
杨青平
舒茂盛
卫星驰
茅健
曹珍珍
钟柳春
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机构
成都永峰科技有限公司
航空工业成都飞机设计研究所
上海工程技术大学
上海拓璞数控科技股份有限公司
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出处
《航空制造技术》
CSCD
北大核心
2022年第22期94-100,107,共8页
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基金
国家科技重大专项(2019ZX04020001)。
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文摘
疲劳失效是机械失效的主要失效形式,以2024铝合金材料为研究对象,分析了镜像铣成形工艺和化铣成形工艺对材料疲劳性能的影响。采用成组试验法开展疲劳性能力学试验,探索2024铝合金在130 MPa、140 MPa和149 MPa应力水平下的疲劳性能。结果表明,镜像铣工艺的总体稳定性优于化铣,抗拉强度方面相当,镜像铣试验件的寿命标准差约为化铣的3倍;在三级应力水平下,镜像铣试验件的中值对数疲劳寿命均优于化铣。通过试验获取了2024铝合金在存活率分别为50%、95%和99.9%下的应力水平与疲劳寿命关系曲线,为定量分析镜像铣和化铣工艺对材料疲劳性能的影响提供了参考。
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关键词
镜像铣削
化学铣削
2024铝合金
疲劳寿命
统计分析
机械失效
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Keywords
Mirror milling
Chemical milling
2024 Al alloy
Fatigue life
Statistical analysis
Mechanical failure
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分类号
V252.2
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名基于接触区域的球头刀五轴加工无颤振刀具姿态研究
被引量：3
- 6
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作者
植俊杰
张立强
许洋洋
杨青平
曹珍珍
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
成都永峰科技有限公司
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出处
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2023年第9期2971-2980,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52375503)。
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文摘
为解决球头刀五轴铣削过程中接触区域获取困难和难以调整主轴转速实现稳定性铣削的问题,提出一种基于接触区域的姿态稳定性图获取方法。首先,建立了考虑刀具姿态与螺旋角影响的动态切削力模型。通过NX二次开发提取刀具与工件接触区域的初始数据,并采用一种坐标变换法获得不同刀具姿态下的接触区域。然后,使用全离散法构建姿态稳定性图判断了在不同刀具姿态下的铣削稳定性。最后,通过实验案例在五轴加工中心中进行球头刀铣削实验,验证了所提方法的有效性与可行性。现场加工表明,实验结果与预测值吻合良好。
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关键词
球头铣刀
接触区域
刀具姿态
稳定性预测
五轴加工
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Keywords
ball end mill
cutter-workpiece engagement
tool posture
stability prediction
five-axis machining
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分类号
TG113
[金属学及工艺—物理冶金]
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题名蒙皮镜像加工误差实时补偿优化方法研究
被引量：4
- 7
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作者
吴子腾
张立强
杨青平
曹珍珍
钟柳春
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
成都永峰科技有限公司
上海拓璞数控科技股份有限公司
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出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2023年第4期644-650,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(51775328)。
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文摘
针对传统的飞机蒙皮镜像加工误差补偿方法收敛速度慢,在大进给高速加工中很难完成较好的补偿效果的问题,提出了一种蒙皮镜像加工误差实时补偿优化方法。该方法基于双点弦截法,借助超声波测厚仪前两次获得的蒙皮壁厚与程序切削深度,计算下一点的补偿值,并通过控制镜像铣补偿轴运动实现加工误差补偿,有效的提升了飞机蒙皮镜像铣的补偿效果,减小了加工误差。最后通过有限元仿真和试验证明了该方法的优越性,最大加工误差降低了41.67%,总体加工误差降低了41.96%。
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关键词
飞机蒙皮
镜像铣
双点弦截法
误差补偿
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Keywords
aircraft skin
mirror milling
double point chord section method
error compensation
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分类号
TH161.5
[机械工程—机械制造及自动化]
V261.99
[航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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题名飞机蒙皮镜像加工变形迭代预测方法
被引量：1
- 8
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作者
吴子腾
张立强
杨青平
钟柳春
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
成都永峰科技有限公司
上海拓璞数控科技股份有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2022年第20期25-31,共7页
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基金
国家自然科学基金面上项目(51775328)。
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文摘
飞机蒙皮尺寸大、壁厚小,易发生加工变形,并且切削力与加工变形之间存在着复杂的耦合关系,普通的无迭代加工变形预测方法难以实现较好的预测效果。针对飞机蒙皮镜像加工变形现象,在建立镜像铣定制刀具切削力模型的基础上,提出一种加工变形迭代预测方法,该方法较好地解决了切削力与加工变形之间的复杂耦合关系问题,并通过仿真和试验证明了该方法的有效性。相对普通无迭代预测方法,该方法预测加工变形量的变化趋势和变化幅值更符合实际蒙皮镜像加工,加工变形仿真预测值与实际加工变形的差值更稳定,预测误差更小,可以更准确有效地预测出蒙皮镜像加工变形量。
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关键词
飞机蒙皮
镜像加工
变形分析
迭代预测
切削力
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Keywords
Aircraft skin
Mirror machining
Deformation analysis
Iterative prediction
Cutting force
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分类号
TH161.1
[机械工程—机械制造及自动化]
V261.99
[航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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题名钛合金侧铣加工残余应力与变形研究
被引量：1
- 9
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作者
王卓
曹珍珍
杨青平
张立强
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
成都永峰科技有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2022年第16期35-39,共5页
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基金
国家自然科学基金面上项目(51775328)。
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文摘
为研究加工残余应力对钛合金薄壁结构变形的影响,利用有限元软件建立2D切削模型,分析每齿进给量与刀具刃口半径对加工表面残余应力的影响。利用切削仿真得到的残余应力对薄壁件进行变形仿真分析;分别以每齿进给量0.06、0.08 mm进行闭腔侧铣试验。结果表明:与实测值相比,仿真表面残余应力误差约为20%、最大变形量误差约为12%。所提方法具有一定的可靠性与可行性。
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关键词
加工变形
侧铣
残余应力
薄壁件
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Keywords
Machining deformation
Side milling
Residual stress
Thin-walled structural parts
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分类号
TH161
[机械工程—机械制造及自动化]
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