[發(fā)明專利]一種具有強(qiáng)魯棒性的整體刀具容屑槽形狀預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710319953.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN107169186B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)超;周宏根;劉珊;李純金;李磊;田桂中;王新彥;劉金峰;景旭文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;B24B3/00
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 陳靜<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明公開了一種具有強(qiáng)魯棒性的整體刀具容屑槽形狀預(yù)測(cè)方法，用于協(xié)助整體刀具制造過程中刃磨工藝的制定和檢驗(yàn)。本發(fā)明基于實(shí)際刃磨過程，采用圖形方法使得求解模型不受砂輪輪廓形狀的限制，采用矩陣解法充分利用其優(yōu)勢(shì)，建立的容屑槽模型在建模精度、速度、魯棒性上有大大的提高，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，本發(fā)明精度高，魯棒性好，適用于容屑槽槽寬小于358度的各種槽型及各種位置和各種形狀的砂輪。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及整體刀具容屑槽的刃磨建模方法領(lǐng)域，具體為一種具有強(qiáng)魯棒性的整體刀具容屑槽形狀預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

容屑槽是立銑刀、鉆頭等整體刀具的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之一，其形狀精度直接影響刀具實(shí)際徑向前角、芯厚、剛度、切削刃強(qiáng)度以及容屑能力。然而，整體刀具容屑槽為空間復(fù)雜螺旋面，通常采用砂輪進(jìn)行磨削開槽，加工成本高、效率低。隨著鈦合金、鎳基合金、高溫合金等新型難加工材料以及薄壁件、異形件等新型難加工結(jié)構(gòu)特征的不斷涌現(xiàn)，整體刀具容屑槽形狀向多樣化、復(fù)雜化、精準(zhǔn)化方向發(fā)展，對(duì)容屑槽制造工藝提出了新的挑戰(zhàn)。目前，通過預(yù)測(cè)容屑槽加工后形狀，減少實(shí)際試驗(yàn)次數(shù)，是提高容屑槽制造工藝制定效率和制定精度的關(guān)鍵技術(shù)之一。容屑槽加工過程中砂輪相對(duì)于刀具棒料做包絡(luò)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)包絡(luò)原理，通過解析法可計(jì)算獲得容屑槽模型，但此種方法不適用于輪廓存在奇點(diǎn)或二次曲線的砂輪。為解決現(xiàn)有方法無法滿足求解存在不連續(xù)點(diǎn)砂輪刃磨容屑槽模型的問題，現(xiàn)有方法中雖提出了一種任意位置任意形狀砂輪刃磨容屑槽模型預(yù)測(cè)方法，但該方法僅適用與槽寬小于180度的情況。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：在實(shí)際加工生產(chǎn)之前對(duì)容屑槽形狀進(jìn)行精確預(yù)測(cè)是容屑槽加工工藝制定的重要組成部分，現(xiàn)有容屑槽預(yù)測(cè)方法具有一定的局限性，為滿足整體刀具容屑槽形狀多樣化、復(fù)雜化、精確化的發(fā)展要求，本發(fā)明提出了一種具有強(qiáng)魯棒性的整體刀具容屑槽形狀預(yù)測(cè)方法。

技術(shù)方案：一種具有強(qiáng)魯棒性的整體刀具容屑槽形狀預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟1：獲得容屑槽刃磨過程中砂輪外輪廓面與Z_T＝0坐標(biāo)平面交點(diǎn)坐標(biāo)p_i＝(xi，yi)；

步驟2：根據(jù)步驟1中交點(diǎn)坐標(biāo)p_i＝(x_i，y_i)得到每個(gè)交點(diǎn)p_i與坐標(biāo)原點(diǎn)O_T的距離組成n×3階矩陣P＝[X，Y，D]，其中，O_T為刀具固連坐標(biāo)系O_T-X_TY_TZ_T中的坐標(biāo)原點(diǎn)，p_i值由步驟1得到，下標(biāo)i代表點(diǎn)的序號(hào)，i值為從1到n的自然數(shù)，n為交點(diǎn)總個(gè)數(shù)，X、Y和D分別為x₁，x₂...x_n、y₁，y₂...yn和d₁，d₂...dn構(gòu)成的n×1階矩陣；

步驟3：根據(jù)步驟2中刀具固連坐標(biāo)系O_T-X_TY_TZ_T得到X_T軸繞Z_T正方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至每個(gè)交點(diǎn)p_i所旋轉(zhuǎn)的角度α_i，生成矩陣PP＝[X，Y，D，a]，其中α為α₁，α₂...α_n構(gòu)成的n×1階矩陣，α_i∈[0，360]；