[發明專利]一種平頭立銑刀寬行加工的刀刃接觸判別方法

有效

• 申請號: 201611042105.9
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106599389B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 魏兆成;郭明龍;王敏杰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;B23C3/16
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種平頭立銑刀寬行加工的刀刃接觸判別方法，步驟如下：第一步，首先針對平頭立銑刀平面寬行加工，建立刀具接觸界面解析模型；第二步，基于已建立的刀具接觸界面解析模型，判斷刀刃上一點是否處在刀具接觸界面內；其特征在于，具體如下：

第一步，首先針對平頭立銑刀平面寬行加工，建立刀具接觸界面解析模型

(1)建立坐標系：刀具坐標系O-XYZ以刀具端面中心點為原點，沿刀軸背離刀具端面方向為Z軸，刀軸矢量與平面法向的叉乘方向定義為X軸，Y軸按右手系自動獲得；定義刀軸矢量與平面法向的夾角為斜面傾斜角ε；

(2)建立刀具接觸界面解析模型：考察平頭立銑刀寬行加工的情形，刀具接觸界面由三條空間曲線構成，AB是刀具端面與工件切削區截交的一段圓弧曲線，AC是刀具外表面與工件上平面截交的一段橢圓弧曲線，BC是刀具外表面與上一條刀具軌跡形成面截交的一段不規則曲線；R為刀具半徑，θ為徑向位置角，由X軸逆時針定義，s為行距，d_n為法向切削深度，三條邊界曲線的解析表達式如下：

1)邊界曲線AB：

2)邊界曲線AC：

3)邊界曲線BC：

式中，

對于平頭立銑刀寬行逆銑加工，自變量徑向位置角范圍做相應調整即可；

第二步，基于已建立的刀具接觸界面解析模型，判斷刀刃上一點是否處在刀具接觸界面內；

判斷刀刃點是否與工件接觸：基于已建立的刀具接觸界面解析模型，判斷刀刃上P(x₀,y₀,z₀)點是否與工件相接觸，需要滿足以下兩個條件之一；

1)該P點所對應的徑向位置角位于曲線AC所對應的徑向位置角范圍之內，且該點位于曲線AC之下，表達式為：

2)該點所對應的徑向位置角位于曲線BC所對應的徑向位置角范圍之內，且該點位于曲線BC之下，表達式為：

對刀刃上若干采樣點逐一判斷，確定刀刃的接觸區間；

從微分的角度，將曲面多軸數控加工看成是一系列微小斜平面加工的組合，針對各微小斜平面加工應用上述刀刃接觸判別方法，即可將該方法拓展應用到曲面加工領域。