[發明專利]平底銑刀加工凸輪廓平底型腔的等切寬刀具軌跡生成方法

有效

• 申請號: 201610531702.1
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN106001719B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 閆光榮;汪再軍;劉樂;方磊
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所11121
• 代理人: 姜榮麗

1.平底銑刀加工凸輪廓平底型腔的等切寬刀具軌跡生成方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

第一步，設定刀具半徑R和切寬W，并使得刀具直徑大于切寬；

第二步，找到要加工的平底型腔的外圍凸輪廓的最大內切圓，該最大內切圓的圓心O為刀具的第一個下刀點；

第三步，以所述的圓心O為極坐標系的原點，做螺旋線，螺旋線的公式為θ為螺旋線上任意一點的弧度，θ值的范圍是從0到螺旋線剛好將凸輪廓完全覆蓋時的弧度值，設為maxAngle，所以螺旋線中，弧度θ值的范圍為0到maxAngle；

第四步，螺旋線在弧度θ從0變大到完全覆蓋凸輪廓的過程中，螺旋線會與凸輪廓相交，從而被凸輪廓截斷成很多段，對包含在凸輪廓內部的螺旋線段，按照θ值從小到大的順序排列；

第五步，以凸輪廓和在凸輪廓內部的螺旋線段為限制，生成刀具軌跡；

在所述的刀具軌跡生成完成以后，組成刀具軌跡的所有刀具軌跡段分為兩類，第一類為以螺旋線為限制生成的軌跡段，簡稱螺旋加工軌跡段；第二類為以凸輪廓邊界為限制生成的軌跡段，簡稱為邊界加工軌跡段；在刀具軌跡生成的過程中，以凸輪廓邊界為限制生成的邊界加工軌跡段有可能會被多次重復利用到，所以邊界加工軌跡段可能有重復，對于重復的邊界加工軌跡段，稱為空行程段；對空行程段進行優化，具體步驟為：

(1)按照第五步中已生成好的刀具軌跡中的刀具軌跡段順序依次進行檢查；

(2)當檢查遇到螺旋加工軌跡段時，直接將其添加到刀具軌跡段集合中；當檢查遇到邊界加工軌跡段時，判斷該邊界加工軌跡段是否已經包含在刀具軌跡段集合中，如果沒有，轉步驟(3)，否則轉步驟(4)；

(3)如果刀具軌跡段集合中沒有當前檢查到的邊界加工軌跡段，說明沒有重復，將該邊界加工軌跡段加入到刀具軌跡段集合中；

(4)如果當前檢查到的邊界加工軌跡段已經存在，則在還未檢查的刀具軌跡中，查找一條刀具軌跡段，該刀具軌跡段的起點A與當前檢查到的邊界加工軌跡段的起點B距離最近；

連接起點A和起點B，構造一條新的直線加工軌跡段，將構造的直線加工軌跡段添加到刀具軌跡段集合中；將查找到的刀具軌跡段做為下一條待檢查的加工軌跡段；

(5)對刀具軌跡中的所有刀具軌跡段都進行步驟(2)～步驟(4)的檢查，最終形成優化后的刀具軌跡。

2.根據權利要求1所述的平底銑刀加工凸輪廓平底型腔的等切寬刀具軌跡生成方法，其特征在于：第五步具體執行如下：

以從θ為0開始的螺旋線段開始，讓刀具沿著螺旋線段為限制加工，直到與凸輪廓外輪廓相交，然后沿著凸輪廓的外輪廓為限制加工直到再遇到螺旋線段，再沿著螺旋線段為限制加工；重復前述過程，直到將整個輪廓加工完，整個過程中，刀尖移動的軌跡便是所求的刀具軌跡。