[發(fā)明專利]一種正弦柱面超精密車削螺旋刀具軌跡生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810020688.8
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN107942931B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冀世軍;李建鋒;趙繼;孫昌瑞;任勇聰;袁飛
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種正弦柱面超精密車削螺旋刀具軌跡生成方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)對Z軸進行刻度劃分，推導(dǎo)獲取或使用現(xiàn)有正弦柱面母線方程；

(2)將正弦柱面進行徑向份數(shù)劃分，參數(shù)t表示，根據(jù)所推導(dǎo)正弦柱面生成表達式，使正弦柱面母線繞軸線按徑向劃分份數(shù)旋轉(zhuǎn)一周獲取正弦柱面；

(3)將正弦柱面軸向進行螺距f刻度劃分，同時將螺距f進行刀觸點軌跡刻度劃分，參數(shù)d表示，根據(jù)所推導(dǎo)刀觸點軌跡生成表達式，在正弦柱面上生成螺旋刀觸點刀具軌跡；

(4)選取刀具半徑r，根據(jù)一定的幾何關(guān)系，刀具半徑補償表達式，對螺旋刀觸點刀具軌跡進行半徑補償?shù)玫降段稽c坐標值；

(5)將刀位點坐標值轉(zhuǎn)換為實際數(shù)控加工NC代碼。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正弦柱面超精密車削螺旋刀具軌跡生成方法，其特征在于，所述的步驟(1)中對Z軸進行刻度劃分，推導(dǎo)或使用現(xiàn)有母線方程為：根據(jù)所需加工的正弦柱面母線特征，進行必要參數(shù)設(shè)定：工件半徑R，加工正弦柱面特征長度L，采用現(xiàn)有的方程或根據(jù)自身需要進行母線方程推導(dǎo)，即：

x_j＝h·sin(ω·z_j)+R

(x_j,z_j)為母線上坐標點，其中j為對Z軸長度為L范圍內(nèi)進行刻度l劃分的份數(shù)，j＝1,2,3…N，h為正弦函數(shù)幅值，ω用于確定函數(shù)周期。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種正弦柱面超精密車削螺旋刀具軌跡生成方法，其特征在于，所述的步驟(2)中對正弦柱面進行徑向劃分為：將工件在徑向2π進行刻度劃分，份數(shù)為t，主要是用于在生成正弦柱面中，曲面是由多少條母線生成，同時為后面生成刀觸點做基礎(chǔ)，正弦柱面生成表達式為：

(x_(i,j),y_(i,j),z_(i,j))為生成正弦柱面的坐標點，其中i＝1，2，3…t+1，i的最終數(shù)值為t+1是為了使最終生成的正弦柱面為封閉曲面，此時正弦柱面軸向刻度為l，此處正弦柱面生成表達式x、y、z為雙下標，其中i表示生成正弦柱面的母線條數(shù)，j表示生成每一條母線上的坐標點數(shù)；當i為確定的一個數(shù)值時，變化變量j，即可生成組成正弦柱面母線的逐個坐標點(x_(i,j),y_(i,j),z_(i,j))，變化變量i進行生成下一條正弦柱面母線，同時乘以對應(yīng)角度的正弦、余弦函數(shù)值得到正弦柱面上相應(yīng)位置的坐標點，生成正弦柱面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種正弦柱面超精密車削螺旋刀具軌跡生成方法，其特征在于，所述的步驟(3)中軸向螺距f刻度劃分表示在進行正弦柱面車削加工中，刀具沿工件徑向車削一周在工件軸向的進給長度，刀具在工件徑向車削一周過程中每兩點之間夾角為2π/t，同時在軸向，刀觸點刻度表達式為：

d＝f/t

即車削過程中相鄰刀觸點軸向刻度為d，每車削t個點，車削刀具軌跡下降一個螺距f，同時每相鄰兩刀觸點在X、Y、Z三個方向以一定的關(guān)系協(xié)同變化，保證刀觸點車削軌跡沿整個正弦曲面，整個正弦柱面加工完成，其曲面上刀觸點總點數(shù)為L/d，刀觸點軌跡生成表達式為：

(X_m,Y_m,Z_m)為刀觸點軌跡坐標點，其中m＝1，2，3…L/d，此處生成刀觸點車削軌跡中，Z軸刻度為d，不同于正弦柱面生成刻度l，刀觸點車削軌跡每一點均由母線方程計算所得，同時在正弦柱面所分的t條母線上，通過對Z軸刻度螺距f的劃分，刀具每車削工件一周即進給一個螺距，所以需在每個螺距中進行更小的刻度劃分d，即每相鄰刀觸點之間刻度為d，保證車削過程中車削工件一周刀具軸向進給f。