复杂曲面五轴侧铣加工的运动学优化方法

机械制造中的五轴联动加工工艺优化研究近年来，随着制造业的不断发展，机械加工工艺也在不断创新与优化。

而五轴联动加工作为机械制造领域的一项重要技术，被广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等诸多领域。

本文旨在探讨机械制造中的五轴联动加工工艺的优化研究。

为什么要进行五轴联动加工工艺优化？五轴联动加工工艺是一种多轴组合工艺，通过在机床上设置多个旋转轴，实现更为复杂的工件加工。

相对于传统的三轴加工，五轴联动加工能够减少加工过程中的刀具转换次数，提高加工效率和精度。

然而，由于五轴联动加工具有较高的技术门槛和加工难度，因此如何优化五轴联动加工工艺成为当下制造业面临的挑战之一。

一方面，五轴联动加工工艺优化需要充分考虑加工功能需求和工件几何形状。

针对不同的加工功能和几何形状，选择合适的五轴联动加工路径是关键。

比如，在航空航天领域，传统的机翼加工需要进行复杂曲面的切削加工。

优化五轴联动加工路径可以使刀具与工件表面保持一定的切削角度，提高加工表面质量。

因此，在工艺设计过程中，需要充分利用数学建模和计算机仿真等方式，优化五轴联动加工路径，减少残留应力，提高加工品质。

另一方面，五轴联动加工工艺优化还需要注意刀具路径的合理选择。

合理选择刀具路径不仅可以提高加工效率，还可以避免碰撞和阻尼等问题。

在实际加工中，由于加工空间的限制，往往需要刀具在不同轴间进行切换，这就要求刀具路径的合理性和连续性。

同时，还需要考虑切削力的平衡问题，以避免加工过程中的振动和共振等现象。

因此，优化五轴联动加工工艺中刀具路径的选择需要综合考虑以上因素，采用合适的刀具路径策略。

此外，五轴联动加工工艺优化还需要利用先进的加工设备和辅助工具。

随着科技的不断进步，现代机床已经具备了五轴联动加工的能力。

同时，一些辅助工具如力传感器、温度传感器等也为五轴联动加工工艺的优化提供了有力支持。

这些设备和工具的合理使用，可以实时监测和控制加工过程中的力、温度等关键参数，提高加工的精度和一致性。

采用不同的刀具和方法优化五轴加工使用五轴加工可以从几个方面提供诸多益处。

通过分析设备、工艺和装夹，尤其是切削刀具和切削作用，就能从中而受益。

除了通过全五轴加工才能完成某些特征外，也可选择性地简化利用五轴的加工工艺。

其中包括使用三加二轴，或有时仅使用三轴，尤其是对于各种粗加工、半精加工和修铣工序。

尽管有些零件特征具有双曲线轮廓，并且会同时沿着五轴运动，但使用正确的刀具再保持适当的恒定吃刀量，就能高效地加工出几乎任何曲度。

使用五轴加工的主要好处显而易见是能够高效地获得复杂的三维（双面）零件特征，不仅精度高，而且表面质量极佳。

一般仅需一次装夹和最少的切削工序，切削时间大为缩短，刀具悬伸始终保持尽可能地短。

此外，往往也会进步金属往除率，并且刀具碰撞风险可控。

对五轴加工、联动加工以及三加二轴加工而言，切削刀具和工艺选择是获得成功结果的关键因素。

与三加二轴加工相比，联动加工时的工艺选择更为重要，由于前者挑战性较低，可以当作三轴工序看待。

图1 (图片编号101108)五轴CNC加工基于机床在五个轴上运动而天生3D零件外形的能力。

而且，真正的五轴联动加工指的是除了能够沿着旋转轴定位刀具外，切削时刀具还能顺着这些轴进给。

其必然结果是使得机床一次装夹就能形成复杂的零件外形。

除三个基本轴（x、y和z）之外，还包括两个附加轴（b和c，或者有时为a和c，具体取决于机床配置），切削时绕着z轴和绕着y轴（或x 和y）旋转。

当机床主轴或工作台以某一角度固定，并且在三轴模式下进行加工时，即为三加二轴加工。

从机床的角度来看，有多种方法可以获得五轴加工：五轴加工中心、倾斜工作台布置或通过主轴头附件。

图2 (图片编号081744)采用CoroMill Plura（金刚铣）整体硬质合金立铣刀五轴联动加工叶轮旋转刀具产生在零件表面上的纹路是主要的考虑因素。

为此，切进角和刀具倾斜角度通过CAD-CAM程序实现，并且应在设计装夹方式时予以考虑。

数控加工中心五轴复杂曲面零件加工技术研究及加工精度控制摘要：随着社会经济的不断发展，各行各业对产品制造精度的要求越来越高。

而数控加工中心是一种高效率、高精度、多功能的加工设备，已成为现代制造业必不可少的工具。

为了满足现代制造业对于高精度、高效率及多样化的加工需求，数控加工中心五轴复杂曲面零件加工技术得到广泛关注。

本文研究该领域中的加工过程和加工精度控制，并提出一种基于机器学习的方法用于优化加工参数，显著地提高了加工效率和精度。

关键词：数控加工中心；五轴复杂曲面；加工技术；精度控制；机器学习一、数控加工中心和五轴复杂曲面零件的特点和加工难点数控加工中心和五轴复杂曲面零件是现代制造业中的重要设备和关键部件。

数控加工中心以其高效、高精度和多功能等特点，成为现代制造业不可或缺的加工工具，而五轴复杂曲面零件则由于其异常复杂的形状和表面几何变化，难以通过常规方式进行加工，因此充满挑战性，也因此引起了广泛的关注。

在加工过程中，数控加工中心一般采用立式刀库，能够根据需要调整角度和位置，实现多种加工操作。

五轴复杂曲面零件的特点则在于它们所具有的极端复杂的几何形状和表面设计，包括向外突出的棱和边、开口孔和内部各种壁面，而这些都需要经过精密的加工才能达到标准。

然而，在面对加工复杂曲面零件时，存在着以下几大加工难点：几何参数测量：针对五轴复杂曲面零件，必须完全了解这样一个元件形状中的复杂性质并产生命令来摆放该物体进行加工；工具路径规划：为了处理复杂曲面上的不同加工区域，需要寻找合适的、高效率的轨迹以用来掌控工件在加工期间机器终端上的运动；剪力和热源问题：五轴复杂曲面零件的特殊形态给剪力和热源性能带来了挑战。

较大的压力会导致断屑、撕裂，并影响表面质量；同时温度过高也会导致损坏。

加工精度控制：由于其表面几何变化比较大，需要高精度的控制方案才能够确保正常完成任务。

二、数控加工中心和五轴复杂曲面零件在现代制造业中的重要性数控加工中心和五轴复杂曲面零件在现代制造业中具有极为重要的地位。

五轴数控车床加工技术及优化五轴数控车床加工技术是一种高精度、高效率的加工技术。

它采用数字化控制寻找加工点的方法，利用机床上旋转的工具和工件移动，通过各种角度的定位，达到实现工件的复杂加工。

近年来，五轴数控车床加工技术的应用范围越来越广泛，尤其在航空、汽车、模具制造等领域得到了广泛应用。

五轴数控车床加工技术的优势与传统的三轴车床相比，五轴数控车床加工技术具有以下优势：①高精度：五轴数控车床加工技术可以实现高精度的加工，可以满足复杂形状和高精度的加工要求。

②高效率：五轴数控车床加工技术可以一次性完成多个加工步骤，避免了不必要的操作和工序，提高了加工效率。

③工件形状自由：五轴数控车床加工技术可以实现三维加工，可以加工出各种复杂形状的工件。

④生产灵活性高：五轴数控车床加工技术可以适应各种不同的工件加工需求，具有高度的生产灵活性。

五轴数控车床加工技术的应用①航空领域在航空领域中，五轴数控车床加工技术的应用非常广泛。

航空发动机的叶轮、涡轮等部件的制造都离不开五轴数控车床的加工技术。

这些零部件的制造需要高精度的加工，以保证安全和性能的稳定。

同时，五轴数控车床加工技术可以减少加工时间和提高加工效率，降低生产成本和提高生产效率，这在航空制造行业中非常重要。

②汽车领域五轴数控车床加工技术在汽车制造业中也有广泛应用。

尤其是在汽车模具制造中，五轴数控车床加工技术可以实现高效率、高精度的加工，可以满足复杂形状的零部件制造的需求。

另外，在汽车零部件的加工中，五轴数控车床加工技术也可以实现高精度加工，提高零部件的精度和质量。

③模具制造领域模具制造是五轴数控车床加工技术的另一重要应用领域。

在模具制造中，五轴数控车床加工技术可以实现复杂形状的模具加工，例如塑料模具、压铸模具等。

在制造过程中，五轴数控车床加工技术可以实现精度高、速度快的加工，大大提高了模具的制造效率和质量。

五轴数控车床加工技术的优化虽然五轴数控车床加工技术具有非常大的优势，但是在实际应用中还存在一些问题，主要包括以下几个方面：①机械加工精度低：五轴数控车床加工中机械加工精度通常较低，这会限制其应用领域。

复杂曲面机械零件的数控加工优化研究1. 引言复杂曲面机械零件的数控加工是现代制造技术领域的关键问题之一。

在机械零件的加工过程中，通过合理的数控加工优化研究，可以提高加工效率、降低成本、提高零件质量。

本文将探讨复杂曲面机械零件的数控加工优化问题，并提出相应的解决策略。

2. 数控加工的挑战与需求复杂曲面机械零件具有形状复杂、加工难度大、加工工艺复杂等特点，使得数控加工面临一系列挑战。

首先，复杂曲面的数学描述与数控机床的坐标系描述存在差异，需要进行坐标系变换和数学模型转换。

其次，复杂曲面的加工路径不规则，需要合理设计加工路径，减少加工时间和误差。

此外，由于复杂的曲面结构，加工过程中容易出现切削震动、刀具磨损等问题，也需要进行相应的优化处理。

3. 数控加工优化的策略为了解决复杂曲面机械零件加工过程中的问题，需要采取针对性的数控加工优化策略。

以下是几个常用的策略：3.1 五轴加工技术五轴加工技术是一种常用的复杂曲面机械零件数控加工优化策略。

通过增加刀具在不同方向上的旋转能力，可以减少加工路径，提高加工效率，减少误差。

这种技术能够处理复杂曲面的多个曲率变化，提高加工精度和表面质量。

3.2 加工路径优化加工路径优化是为了减少加工时间和误差，提高加工效率的一项重要技术。

通过合理规划加工路径，减少刀具在曲面上的移动距离，可以大大提高加工效率。

同时，还可以通过优化刀具进给速度、切削深度等参数，减少切削震动等问题。

3.3 刀具轨迹优化复杂曲面加工过程中，刀具的接触点会发生变化，而曲面的局部特性也会影响刀具的入射角度。

因此，刀具轨迹的优化是提高加工精度和表面质量的关键。

通过合理设计刀具轨迹，保证刀具与曲面的最佳接触，可以实现高质量的加工效果。

3.4 切削参数优化切削参数的优化对于复杂曲面机械零件数控加工至关重要。

通过合理选择切削速度、进给速度、切削深度等参数，可以最大程度地减少切削震动、刀具磨损等问题，提高加工质量。

4. 数控加工优化实例分析以某复杂曲面机械零件的数控加工为例进行分析。

五轴数控铣削机床的运动控制系统设计与优化五轴数控铣削机床是当前机械制造行业中应用较为广泛的一种高精度加工设备，具有高效、高精度、高自动化程度等优点，能够满足许多复杂产品的加工需求。

其核心的运动控制系统决定了其加工质量和精度，因此，对于五轴数控铣削机床的运动控制系统设计与优化显得尤为重要。

一、数控铣削机床的运动控制系统数控铣削机床的运动控制系统进化至今已经有数十年的历史，经历了从伺服控制系统向数字化控制系统的演变。

运动控制系统主要由数控装置、运动控制装置、交流伺服电机及其驱动器、机床位置检测器等部分组成。

运动控制系统的任何一个环节的失误都可能导致机床的加工精度下降，因此在设计运动控制系统时需要注重细节，特别是对比较复杂的多轴控制系统，更需要进行系统化规划和集成。

二、五轴数控铣削机床的优化设计2.1 控制系统的平台设计数控铣削机床的控制系统是基于现代计算机技术和数码信号处理技术的，除了需要满足加工技术要求，还需要具备操作稳定、图形显示清晰、数据处理速度快等特点。

现代控制系统多采用集成处理器为核心，外加一些控制芯片组成，使得控制系统能够同时执行多种运动命令。

在五轴数控铣削机床中，控制系统的硬件和软件的设计都要与加工对象的特性相适应，对于不同的加工要求，需要设计不同的加工程序，以实现更加精准的加工。

2.2 型号识别及误差补偿在五轴数控铣削机床的加工过程中，由于机床误差、刀具误差和工件误差等因素的影响，会导致加工的产品存在一定的误差。

为避免这些误差，需要对型号进行识别，并对其误差进行补偿。

首先，需要在加工之前对工件进行扫描，获取其三维形状和位置信息。

然后，运用支持向量机(SVM)等算法识别工件型号，进而进行误差补偿，使得加工零件能够保证高精度要求。

2.3 控制系统的动态响应优化动态响应指机床的加工效率和加工精度，提高动态响应意味着加工零件拥有更高的精度和更快的加工速度。

为优化控制系统的动态响应，需要进行系统建模，并通过动态调整控制参数的方式，实现加工效率和加工精度的平衡。

专利名称：复杂曲面五轴数控加工刀矢的运动学控制方法专利类型：发明专利
发明人：贾振元,秦纪云,马建伟,王福吉,曲云松
申请号：CN201310451610.9
申请日：20130928
公开号：CN103558808A
公开日：
20140205
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明复杂曲面五轴数控加工刀矢的运动学控制方法属于复杂曲面五轴数控机床精密高效加工领域，特别涉及复杂曲面五轴数控加工过程中刀轴矢量的运动学控制方法。

刀矢的运动学控制方法在确定复杂曲面参数化方程的基础上，建立刀轴矢量与加工轨迹曲线参数的函数关系；然后，建立五轴数控机床旋转进给轴运动参数计算方法，获得旋转进给轴角速度、角加速度计算结果；最后，对刀轴矢量进行光顺，保证机床旋转进给轴运动平滑，实现对刀轴矢量的运动学控制。

本发明提供了一种复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量的运动学控制方法，应用范围广，有效提高复杂曲面加工质量、更好地发挥机床性能。

申请人：大连理工大学
地址：116024 辽宁省大连市凌工路2号
国籍：CN
代理机构：大连理工大学专利中心
代理人：关慧贞
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五轴联动加工中的刀具姿态优化随着制造业的技术不断发展，五轴联动加工成为现代工业领域中不可或缺的加工方法之一。

五轴联动机床的优点在于，它可以完成复杂曲面零件的加工，并且可以提高加工效率和质量。

然而，在加工中，如何优化刀具姿态以提高加工效率和质量，成为制约五轴联动加工发展的瓶颈。

本文将探讨在五轴联动加工中的刀具姿态优化的方法以及实现的途径。

一、五轴联动加工过程的刀具姿态五轴联动加工的刀具姿态有着不同的表达方式，如欧拉角、四元数、转动矩阵等，本文采用的是欧拉角。

五轴联动加工机床通过调节刀具姿态实现工件的加工。

图1为五轴联动加工机床的刀具姿态图。

图1 五轴联动加工机床的刀具姿态图在五轴联动加工过程中，刀具姿态对加工精度和效率有着重要的影响。

因此，如何根据工件的加工需求和机床的性能特点选择最合适的刀具姿态是五轴联动加工的重要问题。

二、刀具姿态优化的方法在五轴联动加工过程中，刀具姿态的优化既要考虑到工件的加工精度和表面质量，也要考虑到加工效率和机床的使用寿命。

刀具姿态优化的方法有以下三种：1、基于经验的刀具姿态基于经验的刀具姿态是根据加工工艺经验，结合加工工件的形状和尺寸，选取合适的刀具姿态。

这种方法简单易实现，但其缺点在于每个工件的形状和尺寸不同，需要针对不同的工件重新开发加工工艺。

2、基于计算的刀具姿态基于计算的刀具姿态是通过数值分析方法获得的最优刀具姿态。

该方法需要建立工件和机床的数学模型，利用数学优化算法求解。

这种方法具有广泛的适用性，可以在较短的时间内得出最优的刀具姿态，但需要花费大量的时间和资源。

3、基于试验的刀具姿态基于试验的刀具姿态是在实际加工中通过试验方法确定合适的刀具姿态。

该方法需要具有专业的试验设备，成本较高，但是可以获得更准确的刀具姿态，提高加工效率和质量。

三、刀具姿态优化的实现途径在实际五轴联动加工中，刀具姿态的优化由以下几个方面实现：1、机床性能优化机床的精度、刚性和稳定性对刀具姿态的优化有着重要的影响。

五轴数控加工中的刀具轨迹优化方法研究五轴数控加工是一种高精度、高效率的加工方法，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

在五轴数控加工过程中，刀具的轨迹优化是提高加工质量和效率的关键。

本文将就五轴数控加工中的刀具轨迹优化方法进行研究，并探讨其在实际应用中的效果和影响因素。

刀具轨迹优化是为了减少加工过程中的切削力、切削温度和切削振动，同时提高加工质量和加工效率，降低加工成本。

在五轴数控加工中，刀具需要按照预定的路径精确地移动，实现对工件的精确加工。

刀具轨迹优化方法的研究就是为了找到一种最佳的刀具移动路径，以减少切削力和切削温度，提高加工精度和表面质量。

目前，有许多刀具轨迹优化方法被广泛研究和应用。

其中，基于几何建模的刀具轨迹优化方法是一种常用的方法。

该方法通过对工件几何特征进行建模，确定刀具移动路径，以达到提高加工效果的目的。

然而，该方法存在一些问题，如计算复杂度高、对工件形状要求较高等。

因此，有学者提出了基于优化算法的刀具轨迹优化方法，如遗传算法、粒子群算法等。

这些方法通过优化算法来寻找最优路径，以实现在不同目标下的刀具轨迹优化。

此外，还有一些刀具轨迹优化方法是针对特定工件形状和切削条件而设计的。

例如，根据工件的曲面形状和切削条件，可以采用仿真模拟方法对刀具轨迹进行优化。

这种方法可以通过仿真预测出切削力和切削振动的情况，进而确定最佳的刀具轨迹。

另外，还可以利用神经网络等人工智能方法对刀具轨迹进行优化。

刀具轨迹优化方法的选择与具体加工任务和加工要求密切相关。

在实际应用中，需要考虑工件形状、材料、切削条件、加工精度要求等多个因素。

例如，在加工曲面工件时，由于曲面的复杂性和非直线性，需要采用基于数学模型的方法对刀具轨迹进行优化。

而在加工直线形状的工件时，可以采用基于优化算法的方法进行刀具轨迹优化。

此外，还可以结合多种方法，综合考虑不同因素来进行刀具轨迹优化的研究。

刀具轨迹优化方法的研究在提高五轴数控加工效率和质量方面具有重要意义。

复杂曲面零件的五轴数控加工技术研究
张映故
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2024(60)3
【摘要】随着科技水平的不断提升,精密复杂曲面零件的应用越来越广泛。

曲面驱动是复杂曲面零件加工的重要方法,驱动刀轨的规划直接关系到曲面物理特性的调控,应用五轴数控加工技术能够提升复杂曲面零件的加工质量。

文章主要研究复杂曲面零件的五轴数控加工技术,以佛像这个复杂曲面零件为例,分析了曲面驱动刀轨规划、工装方案设计、加工策略以及试制加工过程。

在实际加工过程中,技术人员应充分理解驱动刀轨规划思路与原理,在粗加工、精加工中完善刀轨设计,并进行试制加工。

【总页数】3页(P63-65)
【作者】张映故
【作者单位】柳州职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于UG的复杂曲面叶轮三维造型及五轴数控加工技术研究
2.复杂曲面五轴数控加工关键技术研究
3.复杂曲面零件数控加工的关键问题r——解读《复杂曲面零件
五轴数控加工理论与技术》4.五轴数控机床高效加工多曲面零件工艺5.基于五轴数控加工工艺的复杂曲面零件加工轨迹分析
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复杂曲面环形刀五轴加工的自适应刀轴矢量优化方法张莹张定华吴宝海李山罗明西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室, 西安,710072摘要:针对复杂曲面的环形刀五轴加工, 建立了二阶泰勒逼近下的加工带宽模型与刀轴倾角之间的函数关系。

通过分析函数变化规律, 基于刀具切削刃与被加工曲面的形状匹配原则自动计算满足局部可铣性充分条件的后跟角, 并以最大化加工带宽为目的优化侧偏角。

算例表明, 该算法能有效地缩短加工路径, 提高加工效率。

关键词:五轴加工; 环形刀; 加工带宽; 刀轴矢量优化中图分类号:TP391. 7文章编号:1004—132X (2008 08—0945—04A n Ad aptive Optimizing T ool O rientation M ethod for 5-axis T oroid al -end Milling of F ree -form Su rfaces Zhang Y ing Zhang Dinghua Wu Bao hai Li Shan L uo MingKey Laboratory of Contemporary Design and Integrated Manufact uring Technology , Education Ministry of China ,Nort hwestern PolytechnicalUniversity ,Xi ’an ,710072Abstract :This paper focused on t he 5-axis milling of f ree -form surfaces wit h t he toroidal -end cutter. First ,t he f unction between t he machined strip widt h based on second and t he tool orientation was const ructed and analyzed. Seco nd to he t hat t he cutting shape of t he cutter matches t he designed surface at t he angle which satisfied t he local millable condition was calculated he optimal tilt angle was determined by maximizing t he machined st t hat t he algorit hm presented herein is feasible and t he result s are efficiency.K ey w ords :five-axis ;machined st rip widt h ;optimal tool orienta 2tion收稿日期:2007—03—23基金项目:国防基础科研资助项目(K0504020512 ; 航空科学基金资助项目(05H530800引言复杂曲面广泛应用于航空、汽车、模具制造业等领域, 其相关数控加工技术的研究也受到越来越多的重视。

1五轴数控加工简介复杂曲面零件作为数字化制造的主要研究对象之一，在航空、航天、能源和国防等领域中有着广泛的应用，其制造水平代表着一个国家制造业的核心竞争力。

复杂曲面零件往往具有形状和结构复杂、质量要求高等难点，是五轴数控加工的典型研究对象。

当前，复杂曲面零件主要包括轮盘类零件、航空结构件以及火箭贮箱壁板等，如图1所示。

轮盘类零件是发动机完成对气体的压缩和膨胀的关键部件，主要包括整体叶盘类零件和叶片类零件。

整体叶盘类零件的叶展长、叶片薄且扭曲度大，叶片间的通道深且窄，开敞性差，零件材料多为钛合金、高温合金等难加工材料，因此零件加工制造困难。

叶片是一种特殊的零件，数量多、形状复杂、要求高、加工难度大且故障多发，一图1复杂曲面零件直以来都是各发动机厂生产的关键。

航空整体结构件由整块大型毛坯直接加工而成，在刚度、抗疲劳强度以及各种失稳临界值等方面均比铆接结构胜出一筹，但由于其具有尺寸大、材料去除率大、结构复杂、刚性差等缺点，因此加工后会产生弯扭组合等加工变形。

随着新一代大型运载火箭设计要求的提高，为保证火箭的可靠性，并减轻结构质量，提高有效载荷，对火箭贮箱壁板网格壁厚精度和根部圆弧过渡尺寸都提出了更严格的要求。

五轴数控铣削加工具有高可达性、高效率和高精度等优势，是加工大型与异型复杂零件的重要手段。

五轴数控机床在3个平动轴的基础上增加了2个转动轴，不但可以使刀具相对于工件的位置任意可控，而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定的范围内任意可控。

五轴数控加工的主要优势包括：①提高刀具可达性。

通过改变刀具方向可以提高刀具可达性，实现叶轮、叶片和螺旋桨等复杂曲面零件的数控加工。

②缩短刀具悬伸长度。

通过选择合理刀具方向可以在避开干涉的同时使用更短的刀具，提高铣削系统的刚度，改善数控加工中的动态特性，提高加工效率和加工质量。

③可用高效加工刀具。

通过调整刀轴方向能够更好地匹配刀具与工件曲面，增加有效切宽，实现零件的高效加工。

复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量优化方法研究屈海军【摘要】科学技术的快速发展,为复杂曲面五轴加工方式的不断优化提供了必要的技术支持,使得其加工技术水平逐渐提升.实践过程中加工人员在曲面形状突变及干涉情况时,若采用五轴加工轨迹生成方法,由于其中刀轴矢量剧烈变化的问题,使得刀具性能受到了潜在威胁,且产品加工质量难以保障.针对这种情况,应加强与之相关的五轴加工刀轴矢量优化方法使用.基于此,本文将对复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量优化方法进行系统阐述.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】2页(P112-113)【关键词】复杂曲面;刀轴;矢量优化方法;五轴数控加工【作者】屈海军【作者单位】江苏安全技术职业学院,江苏徐州221011【正文语种】中文【中图分类】TG659重视复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量优化方法研究，有利于提高产品加工表面精度，优化加工方式的同时确保加工质量可靠性，促使复杂曲面铣削水平得以不断提升。

因此，在开展复杂曲面五轴数控加工作业时，为了减少刀具磨损，全面提高工件加工质量，需要注重与之相关的刀轴矢量优化方法使用，并落实好相应的研究工作。

基于此，本文重点对复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量优化生成方法以及复杂曲面五轴数控加工刀轴可行域生成及加工过切的避免进行了分析。

1 有关复杂曲面五轴数控加工刀轴矢量优化生成方法分析为了提升复杂曲面五轴数控加工水平，给予工件加工质量可靠性科学保障，需要注重其刀轴矢量方法使用，并找出有关光顺刀轴矢量的优化算法，了解其优化原理及实现方法。

具体表现在以下方面[1]：1.1 实践中的算法优化原理在复杂曲面五轴数控加工过程中，为了对加工曲面进行描述，可用一个或一组曲面表达出加工过程中刀具某一点的轨迹，即加工曲面描述时可通过对刀具路径的合理运用来实现。

实际操作中应加强计算机网络与信息技术使用，在计算机三维空间中确定端铣刀与、加工面的接触关系，并获得相应的局部坐标系。

复杂曲面分区数控铣削加工优化方法摘要：我国的CNC加工前景和优势还没有完全发达,就中国CNC加工的平均效率而言,只有30%的发达国家,根据经验,选择CNC加工参数只会导致加工效率低、浪费高、加工成本高,所以CNC加工成本较高,要充分发挥CNC加工的应用潜力,就必须对CNC加工参数进行详细的研究和科学的优化。

使用Mastercam技术和知识驱动(KBE)技术,我们研究了复杂表曲面面的CNC工艺,并详细分析了优化机械参数的实用解决方案。

技术参数的优化提高了复杂曲面产品的生产效率,降低了加工成本。

关键词：复杂曲面；数控加工；铣削工业产品的表面越复杂曲面,对精度的要求就越高。

在复杂的曲面上使用CNC 时,如果参数选择不当,可能会产生大量废零件,这大大增加了公司的生产成本。

复杂曲面由许多自由曲面组成,因此复杂曲面的形状不能用数学表达式来表示。

目前,考虑曲面特性和质量已成为CNC加工中的重要课题。

决定CNC切削参数的主要因素包括:产品设计信息,加工材料,方法,切削刀具等,CNC切削参数的选择对CNC制造过程至关重要。

一、复杂曲面分区数控铣削分析近年来,国内外研究人员一直在研究CNC机床在复杂曲面上的能效。

分析了五轴机械进给系统的动态特性,建立了进给系统的能耗模型,展示了刀具零件的位置对进给系统能耗的影响,研究了五轴数控机床系统的运动与能耗的关系。

分析了5轴机床的动态特性,并创建了5轴加工能耗模型。

在此基础上,提出了一种为5轴机床创建刀具路径的复杂曲面方法,以降低能耗。

基于自适应模拟退火算法创建5轴路径,通过确定加工刀具路径之间的最佳距离、触点和刀具问题的类型以及确定能耗和刀具路径的最佳组合来减少时间和精力。

复杂曲面的几何形状变化频繁,使用单独的切削参数和刀具路径来完成复杂曲面可能会导致效率低下、生产率高、能耗高等问题,为保证复杂曲面的制造质量(数据高度)、不同切削参数的分离和不同的轨迹范围,近年来国内外许多研究人员对复杂曲面的加工和优化进行了深入的研究。

复杂曲面环形刀五轴加工的自适应刀轴矢量优化方法
张莹;张定华;吴宝海;李山;罗明
【期刊名称】《中国机械工程》
【年(卷),期】2008(019)008
【摘要】针对复杂曲面的环形刀五轴加工,建立了二阶泰勒逼近下的加工带宽模型与刀轴倾角之间的函数关系.通过分析函数变化规律,基于刀具切削刃与被加工曲面的形状匹配原则自动计算满足局部可铣性充分条件的后跟角,并以最大化加工带宽为目的优化侧偏角.算例表明,该算法能有效地缩短加工路径,提高加工效率.
【总页数】4页(P945-948)
【作者】张莹;张定华;吴宝海;李山;罗明
【作者单位】西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,西
安,710072;西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,西安,710072;西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,西安,710072;西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,西安,710072;西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.7
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