[發(fā)明專利]一種自由曲面擬合類直紋面葉輪的高效側(cè)銑加工方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202210430527.2 | 申請(qǐng)日： | 2022-04-22 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN114769682A | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-07-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 朱玉亮;董金山;鄭有為;霍培峰 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 馬鞍山方圓動(dòng)力科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B23C3/00 | 分類號(hào)： | B23C3/00 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 243000 安徽省馬鞍*** | 國(guó)省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 自由 曲面 擬合 類直紋面 葉輪 高效 加工 方法 | ||
1.一種自由曲面擬合類直紋面葉輪的高效側(cè)銑加工方法，其特征在于：包括以下步驟：
A.輸入類直紋面葉輪的類直紋面模型數(shù)據(jù)以及刀軸矢量的相關(guān)參數(shù)，計(jì)算類直紋面離散點(diǎn)的云數(shù)據(jù)到包絡(luò)曲面的法向誤差，得到的刀具路徑計(jì)算結(jié)果分兩種：一種是誤差較大，另一種誤差較小；
a1.針對(duì)誤差較大的，根據(jù)類直紋面葉輪整體的曲面參數(shù)，利用最小二乘原則獲取近似的直紋面，并以兩條邊界三次B樣條曲線，以最小二乘意義下逼近類直紋面離散點(diǎn)的云數(shù)據(jù)，再計(jì)算該逼近類直紋面離散點(diǎn)的云數(shù)據(jù)到包絡(luò)曲面的法向誤差，即可進(jìn)一步減小誤差；
B.將步驟A中所得到的小誤差的刀具路徑計(jì)算結(jié)果，做進(jìn)一步的刀具路徑整體優(yōu)化；
C.將步驟B中優(yōu)化后的數(shù)據(jù)與給定的精度要求數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到兩種誤差結(jié)果：
一種是優(yōu)化后的最大幾何偏差小于預(yù)定的加工精度，則該類直紋面可通過(guò)側(cè)銑達(dá)到加工精度要求，生成最優(yōu)刀具路徑，即可對(duì)類直紋面葉輪進(jìn)行側(cè)銑加工；
另一種是優(yōu)化后的最大幾何偏差大于預(yù)定的加工精度，就會(huì)導(dǎo)致該類直紋面葉輪無(wú)法進(jìn)行側(cè)銑；
D.將步驟C中無(wú)法進(jìn)行側(cè)銑的類直紋面葉輪重新進(jìn)行刀具路徑計(jì)算，首先需要重新計(jì)算的刀軸矢量的相關(guān)參數(shù)，再輸入新的類直紋面模型數(shù)據(jù)以及新的刀軸矢量的相關(guān)參數(shù)，得出類直紋面離散點(diǎn)的云數(shù)據(jù)到包絡(luò)曲面的法向誤差，再次進(jìn)行刀具路徑整體優(yōu)化，優(yōu)化后的最大幾何偏差小于預(yù)定的加工精度，達(dá)到加工精度要求，最終生成最優(yōu)刀具路徑，對(duì)類直紋面葉輪進(jìn)行側(cè)銑加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自由曲面擬合類直紋面葉輪的高效側(cè)銑加工方法，其特征在于：所述步驟D中的刀軸矢量計(jì)算思路是，根據(jù)類直紋面葉輪上的直母線兩端點(diǎn)的法矢量，在其法矢量方向上偏置一定距離得到兩個(gè)偏置點(diǎn)，以這兩個(gè)偏置點(diǎn)的連線作為刀軸方向，使得直母線兩端點(diǎn)的加工誤差為0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自由曲面擬合類直紋面葉輪的高效側(cè)銑加工方法，其特征在于：所述步驟D中的刀軸矢量計(jì)算步驟是：
在類直紋面葉輪的葉頂線上設(shè)點(diǎn)P1，類直紋面葉輪的葉根線上設(shè)點(diǎn)P2，點(diǎn)P1單位法矢量為n1，點(diǎn)P2單位法矢量為n2，其中兩法矢量n1、n2的夾角為γ，在n1所在直線上設(shè)點(diǎn)C1，在n2所在直線上一設(shè)點(diǎn)C2，
令P1P2＝l，P1C1＝P2C2＝d，d為未知量，連接C1C2兩端點(diǎn)，則C1C2為刀具加工直母線P1P2時(shí)的刀軸方向，通過(guò)計(jì)算出d值，來(lái)確定刀軸方向，列出公式令∠C2C1P1＝∠C1C2P2＝α；
并由幾何知識(shí)可推導(dǎo)出
式(3)中，α和d均為未知數(shù)，將式(3)中第2式代入第1式中，可得：
l2cos4α-(l2+4R2sin2(γ/2))cos2α+4R2sin4(γ/2)＝0
以cos2α為未知量，解上述方程可得：
α值求出后，d值可由式(3)中第2式求得，
得α和d值的解后，點(diǎn)C1、C2的位置就確定了，進(jìn)而可利用幾何知識(shí)確定點(diǎn)O1、O2的位置，點(diǎn)O1、O2的位置確定后，刀軸矢量就可確定。
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