[發明專利]基于坐標點位轉換建立三維凸輪實體化模型的方法

在審

• 申請號: 202011280648.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112528426A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 劉猛;戴彥辰;李富強;于洋;李晶晶;劉碑
• 申請（專利權）人: 中國航發西安動力控制科技有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 姚敏杰

本發明提出了基于坐標點位轉換建立三維凸輪實體化模型的方法，屬于機械加工技術領域，其步驟為：1)建立三維凸輪工作滾子中心軌跡模型；2)對步驟1)中的三維凸輪工作滾子中心軌跡模型進行掃描，獲取三維凸輪工作滾子中心軌跡點位信息；3)將掃描的三維凸輪工作滾子中心軌跡點位信息轉換為三維凸輪型面的實體點位信息；4)根據步驟3)得到的三維凸輪型面實體點位信息建立三維凸輪型面的實體化模型。通過本發明的方法擺脫了傳統加工方式中對刀具的限制，實現了各種凸輪型面均可行的加工目的，提高了凸輪型面曲的加工質量。

技術領域

本發明屬于機械加工技術領域，涉及零件加工過程中的建模技術，具體為基于坐標點位轉換建立三維凸輪實體化模型的方法。

背景技術

三維建模技術是通過三維制作軟件虛擬三維空間構建出具有三維數據的模型。三維凸輪建模技術，是基于三維凸輪工作滾子中心軌跡點位建立滾子中心軌跡模型(即利用從動件的運動規律來求解得到主動件的虛擬中心軌跡三維模型)。此模型為設計、應用原理模型，不允許改變，故現有技術中在加工三維凸輪型面時，需采用與工作滾子直徑相同的球頭刀具進行銑削，利用球頭刀具主要存在以下問題：

1、三維凸輪型面曲率變化大于球頭刀具自身曲率的位置時，其無法加工到位。

2、三維凸輪型面加工質量受球頭刀具磨損的影響較大，且刀具無法進行半徑補償等因素導致三維凸輪型面加工質量不穩定。

3、如遇到工作滾子直徑過大，超過現有的球頭刀具直徑時，會導致凸輪型面無法加工。

因此，現有技術中利用球頭刀具進行凸輪型面加工時會存在加工質量差和可行性差的問題。

發明內容

針對上述現有技術中在凸輪型面切削時，三維凸輪型面曲率變化大于球頭刀具自身曲率的位置無法加工到位的問題，本發明提出了基于坐標點位轉換建立三維凸輪實體化模型的方法。

本發明是依據實體化模型的數控加工，可實現使用直徑小于工作滾子直徑的球頭刀具或可進行半徑補償的平底銑刀以及圓鼻刀對凸輪型面進行加工，其具體技術方案如下：

基于坐標點位轉換建立三維凸輪實體化模型的方法，包括以下步驟：

1)建立三維凸輪工作滾子中心軌跡模型；

2)對步驟1)中的三維凸輪工作滾子中心軌跡模型進行掃描，獲取三維凸輪工作滾子中心軌跡點位信息；

3)將掃描的三維凸輪工作滾子中心軌跡點位信息轉換為三維凸輪型面的實體點位信息；

4)根據步驟3)得到的三維凸輪型面實體點位信息建立三維凸輪型面的實體化模型。

進一步限定，所述步驟1)具體為：

1.1)將極坐標形式的三維凸輪型面工作滾子中心軌跡點位轉換為直角坐標形式的三維凸輪型面工作滾子中心軌跡點位；

1.2)利用三維建模軟件將直角坐標形式的三維凸輪型面工作滾子中心軌跡點位生成凸輪型面各層高度對應的分層曲線；

1.3)利用凸輪型面各層高度對應的分層曲線生成三維凸輪型面工作滾子中心軌跡模型。

進一步限定，所述步驟2)具體為：

2.1)將三維凸輪工作滾子中心軌跡模型導入三坐標測量機，選擇“閉線掃描”，并設置工作滾子中心坐標、掃描方向點、Z軸高度和掃描一周的點位密度，開始脫機掃描，掃描生成凸輪型面各層高度對應的掃描線及點位信息；

2.2)將掃描數據生成表格并導出。

進一步限定，所述步驟3)具體為：將表格中的數據代入下列公式：