[發明專利]一種基于曲率變化求解旋風銑削葉片刀位點的方法

有效

• 申請號: 201911370422.7
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111026035B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 劉日良;豐佳銘
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

1.一種基于曲率變化求解旋風銑削葉片刀位點的方法，其特征是，包括以下步驟：

由葉片任一截面的截面曲線方程，插入得到m個構造點并得到其坐標；

將葉片截面曲線平分為n段，確定每段截面曲線的最大曲率和最小曲率，得到每段截面曲線的刀位點數系數；

重新分配這些構造點，重新分配之后的構造點稱為刀觸點，并得到其坐標；

由葉片曲面的參數方程和刀具曲面的參數方程，求解刀位點的坐標；

葉片任一截面的截面曲線方程的獲得過程為：

以已知的多個型值點，通過三次樣條對這些型值點進行插值，進而得到葉片任一截面處的截面曲線方程；

構造點的構造過程為：

設定型值點和構造點的間距以及相鄰構造點的間距為Δx，將Δx代入截面曲線方程，由多個型值點得出m個構造點及其坐標；

刀位點數系數的公式為：

其中，η為比例系數，ρ^max為截面曲線的最大曲率，ρ^min為截面曲線的最小曲率；

求解刀位點的坐標的過程為：

由葉片曲面的參數方程得出其單位法矢量，由刀具曲面的參數方程得出其刀位法矢量，由刀具曲面任一刀觸點A得出葉片曲面在A處的法向量，由重新分配刀觸點的坐標得出刀位點的坐標。

2.如權利要求1所述的基于曲率變化求解旋風銑削葉片刀位點的方法，其特征是，重新分配得到刀觸點的過程為：

由葉片截面曲線構造點的數量m，得出每段葉片截面曲線構造點的數量m/n，由每段葉片截面曲線的刀位點數系數λ_j(j＝1,2,...n)，得出簡化后構造點的數量:m/n×λ_j(j＝1,2,...n)，將(m/n×λ_j)四舍五入得到整數的重新分配刀觸點的數量m_{_new}。

3.如權利要求2所述的基于曲率變化求解旋風銑削葉片刀位點的方法，其特征是，重新分配刀觸點的坐標為：

其中，x_{i_new},y_{i_new},z_{i_new}分別為重新分配刀觸點在x軸、y軸、z軸的坐標，x_i,y_i,z_i分別為構造點在x軸、y軸、z軸的坐標。

4.如權利要求1所述的基于曲率變化求解旋風銑削葉片刀位點的方法，其特征是，葉片曲面的參數方程為：

其中，u,v是兩個相互垂直方向上的參數，用于參數化表示葉片曲面；x(u,v)，y(u,v)，z(u,v)分別S(u,v)為在x軸、y軸、z軸的分量；

其單位法矢量為：

刀具曲面的參數方程為：

其中，是刀具面上點和刀尖圓圓心的連線與該線在xoz平面內投影線的夾角；θ是刀具面上點在xoy平面內與x軸的夾角；x,y,z表示刀具面上任意點在坐標系內三個方向的坐標；r為刀尖圓弧半徑，R為旋風銑刀刀盤半徑；

其刀位法矢量為：

葉片曲面和刀具曲面相切，得出：

5.如權利要求4所述的基于曲率變化求解旋風銑削葉片刀位點的方法，其特征是，將刀具曲面任一刀觸點A用參數方程表示為：由葉片曲面在A點可微，得出A處的法向量為：

其中，分別為刀觸點參數方程在x軸、y軸、z軸分量對的偏導，x'_θ、y'_θ、z'_θ分別為刀觸點參數方程在x軸、y軸、z軸分量對θ的偏導。

6.如權利要求5所述的基于曲率變化求解旋風銑削葉片刀位點的方法，其特征是，由圓環面方程推導出：

因此葉片曲面任一點的法向量表示為：

由重新分配得到的刀觸點坐標為A(x_{i_new},y_{i_new},z_{i_new})，則刀位點的坐標A’(x_i’,y_i’,z_i’)使用等距面法即可表示為：