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《数控加工中自由曲面干涉区域求取算法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、数控加工中自由曲面干涉区域求取算法的研究李剑王文谢金陈子辰浙江大学生产工程研究所，浙江杭州!"##$%摘要：质量和效率是自由曲面零件数控加工所追求的一对相互矛盾的目标，本文就解决这一问题的自由曲面零件分片加工方法中的关键问题———自由曲面的干涉区域求取，提出了利用自由曲面的几何信息通过优化和迭代方法进行干涉区域快速跟踪求取的算法，保证了求取的快速、可靠，并通过具体的计算实例验证了算法的有效性。关键词：数控加工；自由曲面；等距曲面；跟踪中图分类号：&’!#"()文献标识码：*文章编号："##"+$$),（$##"）#-+##."+#.!"#"$%&’(
2、)*’"+)*"%,"%")&"$%"$#-"*"%.+)$*+()$/0(%+*’.(,,%"",(%.#1%,$&"+)23.$&’+)+)0/012345*6758490:124;<:6=2>?8445#*%$&*：@A3B2CD34E8FF2>284>D3G8C?8CHI24>IJK3C2LB8MI3BN246;J3>?2424MIFFG88FIGJNAGF3>8K3GCNO”’3GC2C2I4P3>?24Q24M”2N342E83BJ8C?IECI3>?28R83>IJK3C2LBDN3C2NFD24MG8NABCO*48H3BMIG2C?
3、JH?2>?AC2B2S8NC?8M8IJ8CGD24FIGJ3C2I4IFFG88FIGJNAGF3>834EIKC2J2S3C2I434E2C8G3C2I4J8C?IENCIE8C8GJ248C?824C8GF8G84>83G83N2NKACFIGH3GE24C?2NK3K8G，H?2>?2N>G2C2>3BCIJ3T8C?8K3GC2C2I4J3>?2424MJ8C?IEF83N2LB8O&?83BMIG2C?JMA3G34C88NC?8>8B8G2CD34E>G8E2L2B2CDIF24C8GF8G84>83G83N>3B>AB3C2I4O&
4、?88FF8>C2R848NNIFC?83BMIG2C?J2NR8G2F28ELD3>3B>AB3C2I48U3JKB8O6"78(%-#：6;J3>?2424M；FG88FIGJNAGF3>8；IFFN8CVAGF3>8；CG3>24M［"］"引言质量和效率是数控加工所追求的一对相互矛盾的目标，当用球头刀对自由曲面零件进行加工时，为了获得满意的加工质量，在对刀具路径进行规划时应使相邻的两条加工路径所形成的弦高!在允许范围内如图"所示。弦高!与曲面局部几何特性、刀具半径"和刀具间隔#有关，当!处在一定范围时，刀具路径的间距#随刀具半径"的增大而增大，
5、即当选用大尺寸图$加工过程曲率干涉示意图的刀具时，完成整个曲面加工的所需的切削路径短；但$所示。一种理想的解决方法如图!所示，就是根据一味地增大刀具的尺寸在进行凹面的加工时有可能发待加工曲面零件的几何特性对其进行分片加工，具体生刀具干涉，使得产生过切而不能保证加工质量，如图讲，对曲面上曲率大可能造成曲率干涉的凹面区域选用小的刀具进行加工，而对曲面上的其它区域则尽可能地选用大的刀具进行加工，从而在保证加工质量的前提下使加工效率得以提高，这其中一个关键的问题，就是如何根据给定的刀具尺寸和曲面的几何特性求得导致自由曲面的等距曲面退化的零件表面上的干涉区域，
6、下面就对其求取算法作以研究。$自由曲面干涉区域求取算法图"加工过程几何关系示意图.)组合机床与自动化加工技术自由曲面零件的表面一般用双参数三次!样条面几何特性分析所得到的曲面曲率的极值点和主方曲面描述，其表达式为向，有助于进行干涉区域起始点对的求取。"（#，$）!%&’&()(（"）对于给定的曲面"（#，$），为了完成整个曲面的式中"（#，$）———!样条曲面的位置矢量加工，小刀具的半径14必须小于曲面上凹面的最小曲#，$———参变量，%!［###$#"］，率半径。而曲率半径不仅与位置（#，$），且与!+,-!)!［$#$$$"］方向.#5.$有关，
7、曲面上一点6（#，$）处的曲率半径&———常数矩阵可表示为：’———几何系数矩阵7&$8（.#5.$）&’（.#5.$）$（’）!!9&$&（.#5.$）&:（.#5.$）$式（"）中’矩阵包含了确定!样条曲面所需的几!$!!!$何信息，其一般形式为：式中7!"#，8!"#"$，’!"$———曲面的第一基本量；é*+%"，,%"*+%"，,*+%"，,&"*+%"，,&$ù!!!!!!ê*ú9!.·"##，:!.·"$$，:!.·"$$———曲面的+，,%"*+，,*+，,&"*+，,&$’!êú（$）第二基本量。ê*+&"，,%"*+&"，,*+&
8、"，,&"*+&"，,&$úêú某点处的曲率半径极小值可由该点处的主曲率;ë*+&$，,%"*+&$，,*+
