基于残余波峰的二次铣削加工
发布时间：2022-02-10 05:55
为降低铣削加工中加工件的表面粗糙度,提出一种基于残余波峰的二次铣削加工轨迹生成方法。该方法根据一次铣削加工中的残余波峰位置,生成相应的波峰消除轨迹,来消除一次铣削加工中所产生的残余波峰,以降低铣削加工表面的粗糙度,提升表面质量。基于STL模型给出基于残余波峰的二次铣削轨迹生成方法,并采用此方法进行铣削实验。实验结果表明:二次铣削加工后的实验件表面粗糙度明显降低,波峰高度明显下降,验证了此方法的可行性。
【文章来源】：机床与液压. 2020,48(20)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
残余波峰示意
由于STL模型保存信息为三角面片信息,所以在生成一次等高轨迹时相邻切削层的刀位点不在同一竖直切面内,如图2所示。可看出由于三角面片的影响,相邻层间刀位点不在同一竖直切面上,为此需在相邻切削层上插补刀位点,以保证在同一竖直切面上存在两刀位点来确定残余波峰位置。这里以图 2中切削层j上点Ai处插补点点bi为例说明插补点生成的方法:首先根据Ai-1坐标(xAi-1,yAi-1,zA)、Ai坐标(xAi,yAi,zA)和Ai+1坐标(xAi+1,yAi+1,zA),求得切削层j上点Ai处的角平分线的方向向量 V bis = V A i A i+1 | V A i A i+1 | - V A i-1 A i | V A i-1 A i | =(x bis ,y bis ,z bis ) ,如图3所示。由向量Vbis和竖直向量Vver=(0,0,1)可确定竖直切面γ的法向单位向量 n γ = V ver ×V bis | V ver ×V bis | =(x n γ ,y n γ ,z n γ ) ,进而确定出过点Ai的竖直切面γ的点法式方程为
通过方程(1)与j+1层的线环求交,可得位于竖直切面γ内的线环交点,同时判断交点中距点Ai最近的点保存。在求得所有插补点后,将其逐层排序保存,形成新的路径轨迹点。此时,在任一竖直截面内,相邻切削层间在一次等高铣削后存在如图4所示几何关系。以竖直截面γ上点Ai与点bi为例,由图4可知在相邻两切削层之间存在未去除材料(图4阴影部分),两相邻层工具交点P为残余波峰顶点。波峰点P位于线段PC上,其中线段PC位于线段Aibi的中垂线上。根据点Ai坐标(xAi,yAi,zAi)与点bi坐标(xbi,ybi,zbi)可得点C坐标为 ( x A i +x b i 2 , y A i +y b i 2 , z A i +z b i 2 ) ,同时可由Ai、bi两点坐标得线段Aibi的方向向量为VAibi=(xbi-xAi,ybi-yAi,zbi-zAi),又已知线段PC垂直于线段Aibi且位于竖直截面γ内,所以可确定线段PC所在直线的方向向量为VPC=nγ×VAibi=(xPC,yPC,zPC)。由此可确定线段PC所在直线的方程为
【参考文献】：
期刊论文
[1]铣削加工对表面粗糙度的影响研究[J]. 刘军库,刘璨,燕波,陈思宇. 机电工程技术. 2019(10)
[2]机械加工零件表面的质量控制措施[J]. 穆晓晶. 机电工程技术. 2019(10)
[3]铣削加工表面完整性研究[J]. 李响,谢亚妮. 新技术新工艺. 2019(08)
[4]基于残余高度控制的刀具动态补偿技术研究[J]. 丁东旭,陈锐勇,李伟. 新技术新工艺. 2019(04)
[5]铣削铝合金表面粗糙度试验研究[J]. 李立军,李杰华,张爽,曹剑. 机床与液压. 2018(03)
[6]浅谈微铣削加工技术的研究现状及发展趋势[J]. 廖建旺. 科技经济导刊. 2018(05)
[7]基于顶点偏置的STL模型偏置方法研究[J]. 朱虎,鞠晋,邢宇飞. 机床与液压. 2017(09)
[8]基于残留高度球刀铣削粗糙度建模及参数优化[J]. 肖军民. 组合机床与自动化加工技术. 2015(01)
硕士论文
[1]立式加工中心切削过程中颤振对加工精度的影响[D]. 王田.沈阳工业大学 2019
[2]基于应变梯度理论的微铣削毛刺建模仿真与工艺优化[D]. 王全意.哈尔滨工业大学 2019
本文编号：3618369
【文章来源】：机床与液压. 2020,48(20)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
残余波峰示意
由于STL模型保存信息为三角面片信息,所以在生成一次等高轨迹时相邻切削层的刀位点不在同一竖直切面内,如图2所示。可看出由于三角面片的影响,相邻层间刀位点不在同一竖直切面上,为此需在相邻切削层上插补刀位点,以保证在同一竖直切面上存在两刀位点来确定残余波峰位置。这里以图 2中切削层j上点Ai处插补点点bi为例说明插补点生成的方法:首先根据Ai-1坐标(xAi-1,yAi-1,zA)、Ai坐标(xAi,yAi,zA)和Ai+1坐标(xAi+1,yAi+1,zA),求得切削层j上点Ai处的角平分线的方向向量 V bis = V A i A i+1 | V A i A i+1 | - V A i-1 A i | V A i-1 A i | =(x bis ,y bis ,z bis ) ,如图3所示。由向量Vbis和竖直向量Vver=(0,0,1)可确定竖直切面γ的法向单位向量 n γ = V ver ×V bis | V ver ×V bis | =(x n γ ,y n γ ,z n γ ) ,进而确定出过点Ai的竖直切面γ的点法式方程为
通过方程(1)与j+1层的线环求交,可得位于竖直切面γ内的线环交点,同时判断交点中距点Ai最近的点保存。在求得所有插补点后,将其逐层排序保存,形成新的路径轨迹点。此时,在任一竖直截面内,相邻切削层间在一次等高铣削后存在如图4所示几何关系。以竖直截面γ上点Ai与点bi为例,由图4可知在相邻两切削层之间存在未去除材料(图4阴影部分),两相邻层工具交点P为残余波峰顶点。波峰点P位于线段PC上,其中线段PC位于线段Aibi的中垂线上。根据点Ai坐标(xAi,yAi,zAi)与点bi坐标(xbi,ybi,zbi)可得点C坐标为 ( x A i +x b i 2 , y A i +y b i 2 , z A i +z b i 2 ) ,同时可由Ai、bi两点坐标得线段Aibi的方向向量为VAibi=(xbi-xAi,ybi-yAi,zbi-zAi),又已知线段PC垂直于线段Aibi且位于竖直截面γ内,所以可确定线段PC所在直线的方向向量为VPC=nγ×VAibi=(xPC,yPC,zPC)。由此可确定线段PC所在直线的方程为
【参考文献】：
期刊论文
[1]铣削加工对表面粗糙度的影响研究[J]. 刘军库,刘璨,燕波,陈思宇. 机电工程技术. 2019(10)
[2]机械加工零件表面的质量控制措施[J]. 穆晓晶. 机电工程技术. 2019(10)
[3]铣削加工表面完整性研究[J]. 李响,谢亚妮. 新技术新工艺. 2019(08)
[4]基于残余高度控制的刀具动态补偿技术研究[J]. 丁东旭,陈锐勇,李伟. 新技术新工艺. 2019(04)
[5]铣削铝合金表面粗糙度试验研究[J]. 李立军,李杰华,张爽,曹剑. 机床与液压. 2018(03)
[6]浅谈微铣削加工技术的研究现状及发展趋势[J]. 廖建旺. 科技经济导刊. 2018(05)
[7]基于顶点偏置的STL模型偏置方法研究[J]. 朱虎,鞠晋,邢宇飞. 机床与液压. 2017(09)
[8]基于残留高度球刀铣削粗糙度建模及参数优化[J]. 肖军民. 组合机床与自动化加工技术. 2015(01)
硕士论文
[1]立式加工中心切削过程中颤振对加工精度的影响[D]. 王田.沈阳工业大学 2019
[2]基于应变梯度理论的微铣削毛刺建模仿真与工艺优化[D]. 王全意.哈尔滨工业大学 2019
本文编号：3618369
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