[發(fā)明專利]一種端銑加工平面成形表面三維建模方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711381850.0 | 申請日： | 2017-12-20 |
| 公開（公告）號： | CN108109199A | 公開（公告）日： | 2018-06-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉金武;陳阿龍;易子超;王平 | 申請（專利權(quán)）人： | 廈門理工學(xué)院 |
| 主分類號： | G06T17/00 | 分類號： | G06T17/00 |
| 代理公司： | 廈門市精誠新創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218 | 代理人： | 何家富 |
| 地址： | 361000 福建省*** | 國省代碼： | 福建;35 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 成形表面 三維模型 表面粗糙度Ra 三維建模 銑加工平面 銑平面 主刀刃 高區(qū) 修光 加工成形 模擬銑削 副刀刃 直觀性 主運(yùn)動 進(jìn)給 直觀 復(fù)制 移動 | ||
本發(fā)明涉及端銑加工平面成形表面三維建模方法，采用UG軟件模擬銑削運(yùn)動，先建立端銑平面時主刀刃和副刀刃主運(yùn)動一周時的三維模型，然后通過“變換”→“復(fù)制”等命令將該三維模型在進(jìn)給方向上進(jìn)行移動，獲得整個成形表面上的三維模型，取修光余高區(qū)作為成形表面三維模型；本發(fā)明還提出了確定表面粗糙度Ra的方法。利用UG軟件的“信息”→“點(diǎn)”等命令獲得修光余高區(qū)主刀刃或主修刃最大坐標(biāo)，獲得表面粗糙度Ra(mm)。采用UG三維建模方法建立成形表面三維模型，直觀反映端銑平面加工成形表面，同時獲得表面粗糙度Ra值。直觀性好，效率高和精度高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機(jī)械加工軟件仿真分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種端銑加工平面成形表面三維建模方法。
背景技術(shù)
目前，在端銑加工中表面粗糙度預(yù)測的研究中，基于切削理論建立理論表面粗糙的預(yù)測方法，從幾何的角度考慮計算表面粗糙度值。其主要的計算方法有如下三種：
二維作圖法：在圖紙上模擬端銑加工平面的運(yùn)動，繪制銑刀中心線移動平面內(nèi)余高區(qū)主刀刃，副刀刃構(gòu)成的三角形截面二維示意圖，以及修光余高區(qū)主修刃和副修刃構(gòu)成的雙三角形截面二維示意圖。此法可以表達(dá)銑刀中心線移動平面內(nèi)成形表面的形狀，以及該平面內(nèi)表面粗糙度與銑刀主偏角、銑刀副偏角和進(jìn)給量之間的關(guān)系，可以直接測量出銑刀中心線移動平面表面粗糙度值Ra，但效率低，精度差。得不到整個成形表面的表面粗糙度值Ra和成形表面形狀。
二維建模法：利用auto CAD軟件結(jié)合二維作圖法建立成形表面幾何模型，可以直接測量出銑刀中心線移動平面表面粗糙度值Ra，如圖1所示，但是得不到整個表面的Ra和成形表面形狀。
實(shí)驗(yàn)法，利用表面粗糙度儀可以測量端銑加工平面表面粗糙度，但是實(shí)驗(yàn)成本高，并難于反映表面粗糙度與進(jìn)給量、主偏角、副偏角等主要影響因素之間的直接關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種端銑加工平面成形表面三維建模方法，以解決現(xiàn)有端銑加工中表面預(yù)測中無法整個成形表面的表面粗糙度值Ra和成形表面形狀的問題。
具體方案如下：一種端銑加工平面成形表面三維建模方法，包括如下步驟：
步驟S1，建立銑刀主刀刃和副刀刃軌跡曲面三維模型的步驟：
根據(jù)銑刀主偏角Kγ1，直徑D，進(jìn)給量f和主刀刃輪廓，采用一定比例，模擬銑削時主刀刃的運(yùn)動，利用UG軟件建立主刀刃軌跡曲面三維模型；
根據(jù)銑刀副偏角Kγ2，直徑D，進(jìn)給量f和副刀刃輪廓，采用同一比例，模擬銑削時副刀刃的運(yùn)動，利用UG軟件建立副刀刃軌跡曲面三維模型；
步驟S2，裝配建立端銑平面主副刀刃軌跡三維模型的步驟：
在UG軟件中，將主刀刃軌跡曲面三維模型中銑刀刀尖軌跡與副刀刃軌跡曲面三維模型刀尖軌跡重合，得到端銑平面主副刀刃軌跡三維模型；
步驟S3，進(jìn)給獲得端銑加工刀刃軌跡三維模型的步驟：
在UG軟件中，模擬端銑加工時工件的進(jìn)給運(yùn)動，將端銑平面主副刀刃軌跡三維模型沿進(jìn)給方向通過“復(fù)制”的方法移動，直到加工出要求長度的成形表面，獲得端銑加工刀刃軌跡三維模型；
步驟S4，由該端銑加工刀刃軌跡三維模型切割待加工表面，獲得端銑加工平面三維模型。
進(jìn)一步的，以銑刀進(jìn)給方向?yàn)閄方向，轉(zhuǎn)軸方向?yàn)閆方向，定義銑刀轉(zhuǎn)動中心為Y＝0；在進(jìn)給方向上，定義主刀刃在銑刀中心線前和后分別旋轉(zhuǎn)形成主刀刃軌跡曲面和主修刃軌跡曲面；定義副刀刃在銑刀中心線前和后分別旋轉(zhuǎn)形成副刀刃軌跡曲面和副修刃軌跡曲面；
在銑刀轉(zhuǎn)動中心、Y＝1/4D區(qū)域附近或Y＝1/2D區(qū)域附近為修光余高區(qū)，主修刃軌跡曲面和副刀刃軌跡曲面的交線高度或者主刀刃軌跡曲面和副修刃軌跡曲面的交線高度，為修光余高區(qū)的高度Ra。
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