[發(fā)明專利]一種非球頭刀銑削加工自由曲面的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410529547.0
• 申請(qǐng)日: 2014-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN104238456A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李迎光;劉旭;馬斯博;李強(qiáng);馬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/4099
• 分類號(hào): G05B19/4099
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

1.一種非球頭刀銑削加工自由曲面的方法，其特征是它包括以下步驟：

步驟1：依據(jù)最大弦高比值，對(duì)加工曲面S進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到加工曲面包含的網(wǎng)格列表及每個(gè)網(wǎng)格包含的網(wǎng)格點(diǎn)；

步驟2：構(gòu)造刀具有效切削曲面表達(dá)方式；

步驟3：基于加工曲面幾何特性及刀具有效切削曲面表達(dá)方式，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)處的非球頭刀切寬張量系數(shù)矩陣，構(gòu)建切寬張量場(chǎng)；

步驟4：搜索切寬張量場(chǎng)中包含的退化點(diǎn)，提取三分退化點(diǎn)；

步驟5：以三分退化點(diǎn)為起點(diǎn)搜索曲面內(nèi)部邊界點(diǎn)，構(gòu)造曲面內(nèi)部邊界，得到曲面加工特征。

步驟6：在每一個(gè)曲面加工特征中構(gòu)建數(shù)條曲線，保證曲線上每點(diǎn)的切向與該點(diǎn)處切寬最大的進(jìn)給方向重合，選出平均切寬最大的曲線為該區(qū)域內(nèi)的初始加工軌跡線；

步驟7：采用偏置初始加工軌跡線的方式計(jì)算各曲面加工特征的刀軌從而得到整個(gè)曲面的加工軌跡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的加工曲面網(wǎng)格劃分方法為：將加工曲面投影至零件底面上，提取包圍該投影區(qū)域的最小矩形T，設(shè)置T在兩垂直邊方向上的離散步距m和n，其中m、n的初始默認(rèn)值為各自所對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng)的百分之一，以初始m和n對(duì)T進(jìn)行離散，得到底面上的一系列網(wǎng)格BG，將網(wǎng)格BG沿底面的法向投影至加工曲面S上，得到曲面網(wǎng)格列表SG和網(wǎng)格點(diǎn)。并計(jì)算出所有兩點(diǎn)間的最大弦高比，將其與弦高比預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，其中弦高比預(yù)設(shè)值可默認(rèn)為N_XG，并可根據(jù)曲面加工精度進(jìn)行調(diào)整，如果最大弦高比小于N_XG則調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)m、n值并繼續(xù)迭代計(jì)算，直到滿足條件最大弦高比大于等于N_XG，將m、n確定后，記錄下對(duì)應(yīng)的曲面網(wǎng)格列表SG。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的構(gòu)造刀具有效切削曲面是指，由于在實(shí)際加工中，切削寬度的度量與刀具和零件的幾何信息相關(guān)，因此首先需要對(duì)刀具的曲面進(jìn)行描述，對(duì)于APT刀具(通用自動(dòng)編程刀具)而言，其刀具幾何表達(dá)為：

其中a₁∈[0，1]，a₂∈[0，1]，λ∈[-π，+π]，采用擺定前傾角λ₀、旋轉(zhuǎn)角ω為零的切削方式，對(duì)于任意刀觸點(diǎn)，在其局部坐標(biāo)系下，刀具的幾何輪廓可以表達(dá)為：

由于刀具沿刀觸點(diǎn)所在的加工曲面法平面上的任意方向切削，因此刀具的有效切削曲面ECS應(yīng)該為刀具有效切削輪廓ECP繞Z軸方向旋轉(zhuǎn)180度，掃掠出的回轉(zhuǎn)輪廓面，其中刀具有效切削輪廓ECP為刀具前進(jìn)方向法平面與刀具曲面的交線，在擺定前傾角和零度旋轉(zhuǎn)角的加工方式中，根據(jù)廣義刀具幾何輪廓，在局部坐標(biāo)系下，刀具有效切削輪廓ECP可表示為：

從而繞Z軸方向旋轉(zhuǎn)得到的刀具有效切削曲面ECS可表示為：

式中：R₁為：R₂為：β₁為：β₂為，L為：為。