[發明專利]基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法

有效

• 申請號: 201410035516.X
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103760823A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉云龍;李貴助;邵維玲;王新昌;張恒智;龍江;李幸春;吳雷;司麗麗;崔晶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱第一機械集團有限公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法，其特征在于基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法包括以下內容：

一、規劃螺旋線加工刀具的軌跡；

二、對刀具的結構和參數進行選擇和確定；

三、對步驟一中的螺旋線加工刀具的軌跡進行修正，然后根據修正后的軌跡對球面進行精細阿基米德螺旋線的加工；

四、對步驟三得到的球面阿基米德螺旋線刻線邊沿修圓，即完成了基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法。

2.根據權利要求1所述的基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法，其特征在于所述步驟一中規劃螺旋線加工刀具的軌跡具體過程為：

（1）建立球體模型：通過UG4.0軟件，將球心設定為球體坐標系原點，并根據圖紙要求，將球上的內孔與端面部分做布爾運算操作，初步完成球體實體的建立；

（2）螺旋線的建立：

在UG4.0軟件中設定正弦曲線方程：

theta=t*360

xt=t

yt=sin(theta)

zt=0；其中，t表示變量，xt表示曲線在X軸上的位置，yt表示曲線在Y軸上的位置，zt表示曲線在Z軸上的位置；

（3）建立阿基米德螺旋線數學方程：阿基米德螺旋線，當點P沿動射線OP以等速率運動的同時，動射線OP有以等角速度繞點O旋轉，點P的軌跡稱為“阿基米德螺旋線”，它的極坐標方程為r=aθ,假設a=10，θ=360*2，在UG4.0軟件中的表達式如下：

a=10

theta=t*360*2

r=a*theta

xt=r*cos(theta)

yt=r*sin(theta)

zt=0；其中，t表示變量，xt表示曲線在X軸上的位置，yt表示曲線在Y軸上的位置，zt表示曲線在Z軸上的位置；

（4）建立球面阿基米德正弦螺旋線的參數化：在UG4.0中選擇工具-表達式，設定如下：

r=32.5mm

rt=r²-zt1²=1056.09mm²

t=0mm

tt=1mm

xt=sqrt(rt)*sin(360*t)=0mm

yt=sqrt(rt)*cos(360*t)=32.497mm

zt=zt1=-0.4mm

zt1=tt?cos(360*t*65)-zx=-0.4mm

zx=(1.5-0.1)*cos(180*t)=1.4mm

其中：

r：螺旋線各點到球心的距離---球體半徑；

t：變量；變化區間0～1；

tt：圖紙設定的正弦波幅，設定1mm；

zx：正弦曲線在Z軸的偏移量；

xt：曲線在X軸上的位置；

yt：曲線在Y軸上的位置；

zt：曲線在Z軸上的位置；

zt1：設定球體1周內360度的正弦曲線數量為65個；

選擇按照規律方程建立曲線，生成以中心為起點，沿球面繞行一周的阿基米德螺旋線，用UG4.0中的測量工具檢測螺旋線的每個點與理論球面的距離基本為0mm，最大距離為0.001767mm；

球面阿基米德螺旋線的建立：根據以上的方程，設定球體旋轉1周后Z軸偏移量，生成全部螺旋線。

3.根據權利要求1所述的基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法，其特征在于所述步驟二中所述對刀具的結構和參數進行選擇和確定具體為：

刀具采用進口硬質合金棒材料，刀具角度55°，刀尖半徑≤SR0.05，在刀尖部位加工一個通過中心的單切削刃，刀具角度與機床的切削速度有關，當機床轉速達到20000轉/分時，刀具可選擇30°角度，當轉數低于10000轉/分時，刀具的角度不能小于50°。

4.根據權利要求1所述的基于UG4.0的球面精細阿基米德螺旋線加工方法，其特征在于所述步驟四中對阿基米德螺旋線刻線邊沿修圓具體為：

采用研磨加拋光的工藝方法在數控車床上進行邊緣修圓，機床轉數選擇1800轉/分，先用布輪或細砂紙對阿基米德螺旋線的邊沿加工毛刺進行研磨，然后用毛氈加研磨膏對球表面進行拋光。