摘要：研究五轴联动数控机床侧铣加工中铣刀的形状确定和运动路径的规划问题.利用旋转曲面铣刀和设计曲面呈相切关系的事实,将一个铣刀的刚体运动描述为一个带约束的优化问题并给出求解方法.该方法以用户交互给出的一个线段作为铣刀轴的初始位置,通过计算铣刀的最优刚体运动生成一个轴线段的运动序列,并再通过对旋转曲面的经线做最小二乘拟合得到一个旋转曲面铣刀.实验结果表明,文中方法得到的刀具的运动生成的加工曲面与设计曲面具有较小的逼近误差,从而提供了一种铣刀运动路径优化算法的初始化方法,对提高已有路径优化算法的效率和结果的质量有重要作用.

摘要：三维曲面加工是通过刀具扫掠包络面逼近设计曲面来实现的。针对侧铣加工,提出一般回转刀具扫掠体包络面的双参数球族包络表示方法,建立刀具包络面及其第一和第二基本型的解析表达式。定义两种用于评价设计曲面与包络曲面之间偏差的法向误差函数,并推导出其关于刀具回转面和刀轴轨迹面形状控制参数的一阶梯度表达式,在此基础上提出了刀具扫掠包络面最佳逼近设计曲面的扫掠造型方法,为研究五轴侧铣加工所关心的各类运动几何学问题提供了理论框架。侧铣加工离散刀位优化的应用实例验证了所提方法的有效性。

摘要：为实现叶轮类零件的多坐标侧铣加工,通过引入正向杜邦指标线,利用鼓锥形刀对自由曲面的五坐标侧铣加工进行研究。针对具有严格凸切削刃的侧铣加工刀具,提出不发生局部干涉的充要条件是切触点处刀具曲面的正向杜邦指标线位于被加工曲面的正向杜邦指标线之内。给出利用鼓锥形刀侧铣加工自由曲面时实施干涉检查的判断准则以及消除干涉的修正方法,推导出具有严格凸切削刃的刀具在给定的残留高度下侧铣加工带宽的计算方法。在此基础上,利用等残留高度法实现鼓锥形刀侧铣加工自由曲面无干涉刀具轨迹的生成。算例表明,在相同残留高度下,鼓锥形刀侧铣较之球头刀加工效率提高37．44%,说明侧铣加工是提高切削效率和加工质量的一种有效途径。

摘要：针对不可展直纹面五轴侧铣加工中的实际问题,推导了A、C轴双转台加工中心坐标转换关系,提出了一种基于解析计算与计算机辅助设计/计算机辅助制造软件的刀轴矢量优化方法。这一方法采用三次样条插值对侧铣刀路进行优化,对回转轴急加减速区域的刀轴矢量进行修改或增加插补点,在不可展直纹面加工实际中解决了因数模U、V信息失真造成的回转轴急加减速、干涉、过切、计算无解等问题,有效改善了机床回转轴运动的平滑性,使加工出的曲面更光顺。

摘要：针对自由曲面侧铣加工中轨迹规划困难、加工精度难保证等问题,提出了一种自由曲线母线类刀具的外形轮廓设计方法。该方法在优化刀具轮廓的同时,充分考虑了加工过程中的工件精度和刀轴光顺性问题,实现了自由曲线母线类刀具的形状设计和对应侧铣加工轨迹的生成。首先,通过分别定义刀具轮廓母线和刀轴轨迹面实现对刀具形状和侧铣加工轨迹的表达,并由此计算切削行上刀具工件干涉量来评价加工误差,以刀轴轨迹面能量评价刀轴光顺性,建立了基于加工误差和刀轴光顺性的刀具轮廓与加工轨迹的同步优化模型;其次,为实现对同步优化模型的求解,给出了基于序列逼近法的求解策略,以及优化初值中刀轴轨迹面控制参数和刀具轮廓控制参数获取方法;最后,分别通过加工轨迹规划实验和刀具轮廓设计实验,验证了本文算法在在自由曲面四轴侧铣加工刀具轮廓设计与加工轨迹优化中的正确性及有效性。研究成果为提高自由曲面类零件侧铣加工精度、实现侧铣加工刀具轮廓设计及侧铣加工轨迹规划提供了一种有效的方法和手段。

摘要：探究了数控加工工艺在闭式导叶轮生产中的应用。首先概述了闭式导叶轮的数控加工流程以及刀具选择要点。随后重点分析了深流道加工技术和刀具振动的减缓措施。分析认为,通过控制切削深度、恒定线速度和调节每齿进给量,能够有效减缓刀具振动,从而提高闭式导叶轮的加工质量。最后使用测量仪器分别对流道型线和外表粗糙度进行检测。结果显示均满足设计图纸要求,说明分片分段侧铣加工工艺下生产出来的闭式导叶轮能够满足使用要求。

摘要：针对动叶轮叶片五轴侧铣过程中的根部过切问题,提出了基于设计扫掠驱动面的数控编程方法,并在此基础上形成了叶片铣削工艺方案,经过仿真计算和加工验证,该方法可行有效,对涡轮分子泵关键零部件的研制起到了良好的促进作用。