改进的等残余高度加工自由曲面刀具路径生成算法

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1、第44卷第2期2012年4月南京航JournalofNanjing空航天大学学报V01．44UniversityofAeronautics＆AstronauticsApr．NO．22012改进的等残余高度加工自由曲面刀具路径生成算法赵世田1’2赵东标1付莹莹3陆永华1刘凯1(1．南京航空航天大学机电学院，南京，210016，2．盐城工学院机械工程学院，盐城，224051I3．德州学院机电工程系，德州，253023)摘要：提出了改进的等残余高度算法用于加工自由曲面刀具路径生成。算法在生成相邻刀具路径轨迹时分两步，首先根据当前刀具

2、路径轨迹，采用了Newton—Raphson迭代法精确求取刀具运动包络体上的点到自由曲面的距离，结合给出的Newton迭代法的迭代角度初值计算方法，精确求取满足要求的等残余高度点构成等残余高度线f然后根据求取的等残余高度线精确求取相邻刀具路径轨迹，求取过程类似。验证实例表明，该方法可极大地减少刀具路径轨迹长度，均匀曲面加工残余高度，提高曲面加工质量。关键词：自由曲面；改进的等残余高度算法，刀具路径生成中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号；1005—2615(2012)02—0240—06ImprovedlSO-Scal

3、lopToolPathGenerationAlgorithmforFree-FormSurfaceMachiningZhaoShitianl”，ZhaoDongbia01，FuYingyin93，LuYonghual，LiuKail(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，Yanch

4、engInstituteofTechnology，Yaneheng，224051，China；3．DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，DezhouUniversity，Dezhou，253023，China)Abstract：ImprovedISO—scalloptoolpathgenerationalgorithmispresentedforfree—formsurfacemachin—ing．Thenoveltoolpathgenerationalgorithmin

5、cludestWOsteps．Firstly，theNewton—Raphsonitera—tionmethodisusedtocalculatethedistancefromthepointofthetoolsweptvolumetothefree—formsurface．ThemethodforcalculatingtheinitialiterationanglecombinedwithNewtoniterationmethodisgiventofindthepreciseISO-scalloppointtoconstru

6、cttheISO—scallopcurveaccordingtocurrentcuttercontacttoolpath．Secondly，theneighborcuttercontacttoolpathiscalculatedfromtheISO—scallopcurve．Theprocedureissimilartotheformerone．Applicationexampleofthealgorithmdemonstratesthatthetotaltoolpathlengthisreducedgreatly，andth

7、escallopdistributedonthefree—fromsurfaceisuniformandthemachiningqualityishigh．Keywords：free—formsurface；improvedISO-scallop；toolpathgeneration自由曲面加工刀具路径生成方法主要有等参数法‘1制、等平面法∽1和等残余高度法[10-t81等。前两者刀具路径轨迹较为简单，但是受弓高误差和残余高度及曲面曲率影响，刀具路径轨迹参数选择较为保守，会有冗余刀具路径轨迹，而等残余高度法在理论上可以产生最优

8、的刀具路径轨迹，ePTJ具路径轨迹最短、加工效率最高、残余高度均匀一致、加工质量最高，因此有着很好的发展前景。等残余高度法是美国的Suresh和YangDo]提出的一种刀具路径生成方法，国内外的很多学基金资助：国家自然科学基金(51005122)资助项目；航空科学基金(200