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模具曲面加工及仿真分析

中国新技术新产品 2023年第6期 54-56页

作者：李勇华卢柱阳陈明耀广西玉林农业学校广西玉林537000

模具加工是精度要求高、工艺流程复杂、加工难度大的一类机械加工任务。为了更好地完成模具加工,该文以模具曲面加工为核心研究内容。将模具曲面进行分类后,对复杂模具曲面的加工任务进行了区域划分,提出了基于曲率的划分方法,展示了区... 详细信息

模具加工是精度要求高、工艺流程复杂、加工难度大的一类机械加工任务。为了更好地完成模具加工,该文以模具曲面加工为核心研究内容。将模具曲面进行分类后,对复杂模具曲面的加工任务进行了区域划分,提出了基于曲率的划分方法,展示了区域分割效果,并论述了曲面区域加工的步骤、工序划分标准和关键参数设置。然后以多凹槽曲面模具为研究对象,在UG平台下完成了仿真加工,并在仿真过程中论述了刀具选择、工序设定、参数配置和加工路线等。该文的仿真加工过程和结果可为模具曲面加工提供一定的借鉴。

关键词：模具曲面区域划分工艺设计仿真分析

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模具曲面机器人抛光工艺过程的建模与仿真

华中科技大学学报（自然科学版） 2001年第4期29卷 50-52页

作者：张雷袁楚明陈幼平周祖德华中科技大学机械科学与工程学院

在PUMA 5 6 2型机器人上开发了模具曲面自动抛光实验系统 ,分析了三维模具曲面抛光过程中影响抛光效果的主要工艺参数 ,提出以等效半径来表征抛光工具与模具曲面的空间相对位置 ,并利用多元线性回归和正交实验的方法建立了模具曲面抛光... 详细信息

在PUMA 5 6 2型机器人上开发了模具曲面自动抛光实验系统 ,分析了三维模具曲面抛光过程中影响抛光效果的主要工艺参数 ,提出以等效半径来表征抛光工具与模具曲面的空间相对位置 ,并利用多元线性回归和正交实验的方法建立了模具曲面抛光工艺过程的模型 .仿真和实验结果表明该模型综合反映了抛光工艺参数对抛光效果的影响规律。

关键词：机器人抛光模具曲面工艺模型

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模具曲面抛光工艺知识的获取

中国机械工程 2001年第4期12卷 424-426页

作者：张雷袁楚明陈幼平周祖德华中科技大学武汉市430074 华中科技大学机械科学与工程学院

针对模具曲面抛光工艺规划专家系统开发中的抛光工艺知识的获取问题进行了研究。在分析了模具曲面抛光工艺过程的基础上 ,探讨了抛光工艺知识的特征 ,给出了抛光工艺知识的获取方法。

关键词：模具曲面抛光知识获取工艺模型机器人加工中心

机器人复合加工模具曲面的干涉回避与质量控制

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制造技术与机床 2002年第10期 26-28页

作者：于淼长春大学

提出一种由机器人和超声电火花复合研磨机等组成的自动研磨加工系统 ,对在模具曲面加工过程中出现的工具与工件之间可能产生的局部干涉现象进行了研究 ,通过干涉回避技术建立复合精加工表面质量的控制模型 ,并在试验中证实了理论的正确性。

关键词：复合加工模具曲面质量控制机器人超声电火花干涉回避

超环面铣刀高速铣削模具曲面路径规划及位姿优化

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超环面铣刀高速铣削模具曲面路径规划及位姿优化

作者：刘美余吉林大学

学位级别：硕士

数控高速切削加工集高效、优质、低耗等特点,成为模具制造业中最为重要的先进制造技术。目前对高速切削模具工艺技术的研究主要集中在不同材料的高速切削模具工艺试验和高速切削的加工刀具路径规划及编程两个方面。在高速切削模具的刀... 详细信息

数控高速切削加工集高效、优质、低耗等特点,成为模具制造业中最为重要的先进制造技术。目前对高速切削模具工艺技术的研究主要集中在不同材料的高速切削模具工艺试验和高速切削的加工刀具路径规划及编程两个方面。在高速切削模具的刀具路径规划方面以刀具路径、刀具位姿、进刀方式以及进给量为主要研究内容,以减少刀具磨损、延长刀具使用寿命、提高表面加工精度和加工效率为目的进行刀具路径的优化。本文对超环面铣刀高速铣削模具曲面的路径规划和刀具位姿优化两方面进行了研究,在路径生成机理、优化算法和刀具位姿方面进行了一些探索,主要工作和成果概括如下：分析和研究了国内外有关数控加工刀具路径规划的研究现状,根据路径的拓扑结构和参数,从算法简单程度、计算量、效率及加工精度方面阐述了传统的等参数法、截面线法、等残留高度法及C空间法等优缺点。由于以上加工方法都是依靠待加工曲面的边界线生成相应的初始轨迹线,由初始轨迹线迭代生成相邻刀具轨迹,新轨迹线的生成对前一条轨迹线具有很大的依赖性,由此产生的误差在所难免,在迭代过程中误差被累积和叠加,严重影响待加工曲面的加工精度和加工效率。本文综合考虑刀具路径的拓扑结构和规划策略,主要研究了优化初始刀具路径和优化刀具位姿两个方面。在具体的优化算法中,本文充分考虑超环面铣刀及待加工曲面的局部几何特征,根据刀触点区域加工势场的特点,在保证最大平均加工带宽和切削效率的条件下确定初始刀具路径。即分析刀触点区域曲面的局部势场的特点,搜寻最大的平均加工带宽作为初始刀具路径,提出了一种基于加工势场法的刀具路径规划方法,其主要优点是大大减小了相邻路径间的依赖性,有效地避免误差叠加和放大的缺点,充分发挥了五轴数控加工的优势。通过仿真实验,证明此方法相对于传统的等参数线法在加工复杂曲面时能够有效地提高加工效率。基于加工势场方法生成的刀具路径总数为39条,相对于传统的等参数线法增加了4条,但是本文方法生成的刀具路径总长度为2212.535mm,相对于等参数线法的3678.57mm减少了39.85%。基于超环面铣刀特殊的铣削轮廓参数,本文对高速旋转下的刀具扫掠体和扫掠轮廓线进行描述,将刀具曲面与被加工曲面的几何关系由面-面关系转化为线-面关系进行深层次的分析和讨论。在对干涉现象和干涉类型探讨的基础上,推出了满足无干涉条件下的相切公式,进而根据曲率匹配原则,通过调整刀具后跟角和侧偏角的大小,确定刀具无干涉条件下最优的切削姿态,使刀具扫掠轮廓线最大限度的逼近待加工曲面,从而得到最大的加工带宽。通过几何、路径及刀具位姿的计算仿真,证明本文方法在保证曲面加工精度的基础上,改善了编程系统中刀具路径规划的质量,优化了刀具位姿,提高了加工效率。

关键词：高速铣削模具曲面超环面铣刀路径规划刀具位姿优化

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面向模具曲面的磁性研磨加工技术研究

面向模具曲面的磁性研磨加工技术研究

作者：邱腾雄广东工业大学

学位级别：硕士

在模具加工过程中,成形曲面的研磨抛光加工直接影响到制品的质量和模具的寿命。由于模具成形曲面的复杂性和多样化,大量的光整加工仍然需要手工加工完成,严重制约了模具行业的发展。磁性研磨加工方法由于具有较好的柔性和自适应性,在加... 详细信息

在模具加工过程中,成形曲面的研磨抛光加工直接影响到制品的质量和模具的寿命。由于模具成形曲面的复杂性和多样化,大量的光整加工仍然需要手工加工完成,严重制约了模具行业的发展。磁性研磨加工方法由于具有较好的柔性和自适应性,在加工模具成形面方面具有独到的效果。本文在对磁性研磨加工过程中磁性磨粒受力、磁性研磨机理分析的基础上,通过理论分析和实验,对面向模具曲面磁性研磨加工的相关技术进行了研究和探索。基于静磁场理论,应用有限元分析软件Maxwell建立了电磁感应器仿真分析模型,对电磁铁芯直径、磁极工具形状、电磁铁芯悬伸量、加工区域磁场分布、励磁电流和加工间隙对于加工区域磁场的影响进行了系统的分析,并通过测量特征点磁场强度验证了仿真结果的可靠性,为电磁感应器的结构设计优化和磁性研磨实验提供了理论依据。基于仿真分析结果研制出了用于数控铣床的磁性研磨装置。运用正交实验方法采用混合磨料对平面进行了磁性研磨实验研究,分析了磨料配比、磁极转速、加工间隙、励磁电流、进给速度和加工时间等6个因素对加工表面粗糙度的影响,得出了各因子最优水平和各因子对磁性研磨加工的影响规律,实验结果表明,由于离心力作用混合磁性磨料不适用于采用工具旋转的磁性研磨加工方式。应用粘结磨料进行了磁性研磨加工实验和理论分析。针对平面研磨加工对磁感应强度、加工间隙、磁极转速、加工时间等影响表面粗糙度的因素进行了研究。工艺参数选用磁感应强B=1.2～1.4T,加工间隙1.2mm左右,磁极转速n=2500r/min,加工时间4min,可以获得较低的加工表面粗糙度。针对典型的凹曲面和凸曲面分别进行了磁性研磨实验研究,对磁感应强度、加工间隙、磁极转速、加工次数等因素对加工表面粗糙度的影响进行了分析。结果表明,凹面比凸面具有较低的表面粗糙度,工艺参数选择磁感应强度B=1.3T&1.2T,加工间隙1.0～1.5mm,磁极转速在n=2500r/min左右,工件表面在经过6～8次的往复研磨加工后可以获得较好的加工表面粗糙度。对模具的凹模、凸模进行了磁性研磨加工实验,针对于模具曲面研磨量不均匀问题,分析了影响曲面研磨量的主要因素,提出了从磁极形状和研磨轨迹等方面控制研磨量的方法,研究结果为磁性研磨加工技术在模具行业的推广应用提供了理论基础。

关键词：磁性研磨模具曲面表面粗糙度磁感应强度仿真