基于力最小的自由曲面铣削加工刀具路径优化.pdf

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1、2015年10月机床与液压Oct.2015第43卷第19期MACHINET00L2HYDRAULICSVol.43No.19DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2015.19.029基于力最小的自由曲面铣削加工刀具路径优化杨洋2!周亮2!李金良2!李晓春1(1.吉林大学工程训练中心，吉林长春130025$(2.吉林大学材料科学与工程学院，吉林长春130025)摘要：鉴于自由曲面在各领域的应用情况和其加工的难度，提出一种自由曲面铣削加工的刀具路径优化方法，结合铣削加工的机制，在方法中采用加工力最小为路径的评价指标，并通过仿

2、真实例来说明文中方法的有效性，为自由曲面加工提供一种可行的刀具路径优化方法。关键词：自由曲面；铣削加工；刀具路径；路径优化中图分类号：TH164文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)19-123-3OptimizationofToolPathofFreeformSurfacesMillingBasedonMinimumForceYANGYang1&ZHOULiang1&LIJinliang2,LIXiaochun1(1.EngineeringTrainingCenter，JilinUniversity，ChangchunJil

3、in130025，China;2.CollegeofMaterialsScienceandEngineering，JilinUniversity，ChangchunJilin130025,China)Abstract：Inviewofthedifficultyoftheapplicationoffreeformsurfacesinvariousfieldsandtoolpathoptimizationofmillingmethodwaspresented.Combinedwithmillingmechanism，aminimumofmachi

4、ningtheevaluationpathmethod，andsimulationexampleswereusedtoillustratetheeffectivenessofthemethod.Itprovidesaviabletoolpathoptimizationmethodforthefreeformsurfacemachining.Keywords：Freeformsurfaces；Milling;Toolpath;Pathoptimization〇前言大。在加工中一般期望较小的切削力，这样可以延长自由曲面目前被广泛应用于航空、航天、

5、生物医刀具寿命，较小刀具偏转縛件倾型误差。学以及模具等领域，产品的形式多样，例如：汽车侧目前关于过程优化的研究主要考虑几何约束，例壁模具、涡轮叶片等。设计和制造自由曲面可能涉及如：路径跨度和周期。研究的焦点集中在网格算法和到航空流体动力学效应、人机工程及美学等方考虑特殊约束和目的刀具路径优化，Ge研究了遗面[2-]。近年来发展的CAM系统允许制造复杂自由传算法用于确定多准则最小化生成树，用于优化中确曲面面型，在CAM程序规划中一个至关重要的问题定离散目标和约束的特殊权重[5]。WEINERT[6]和AL-就是选择合适的自由曲面加工路径，然而当

6、前的TAN[7]强调模具制造过程优化中的铣削方向和刀具路CAM技术中刀具路径生成依然在几何计算的基础上径生成的影响[“]。CASTELIN0[8]通过最小化加工中进行，生成的刀具路径往往与制造工程最优方案相差的空形成时间来优化刀具路径，并用于織了旅行商较远[9]。问题。目前在制造工中，刀具路径生成方法一般是从文中提出一种新的优化方法，整合铣削机制，目商业CAM系统一系列常规路径中选择，例如：Z字标是对于任意自由曲面生成力最小的刀具路径，这也形、同心圆等。但是这一类常规刀具路径不能对于全是下一代CAM系统的发展方向。由于文中算法不仅部自由曲面面

7、型进行优化，目前无论是加工哪一类的仅解决局部优化路径，还能够解决全局自由曲面和刀自由曲面，产品工程只允许从常规刀具路径中选择，具路径，算法保证了最小平均切削力的值不超出预设不同的已存在的刀具路径在加工过程中会产生不同幅的生成优化刀具路径的最大力的范围。值的切削力。由于CAM系统的标准刀具路径基于几1刀具路径优化生成流程何计算而生成，完全没有考虑到加工情况，加工过程刀具路径优化过程中，在选择的加工参数和预设中力较大对刀具损坏也较大，常规刀具路径相对于优最大力范围的约束下来最小化合成力的均值，加工参化刀具路径作用在零件上的刀具偏转和面型误差也较数

8、有进给率、主轴转速、刀尖圆弧半径等，将工件划收稿日期！2014-08-28作者简介：杨洋（1984%)，女，硕士研究生，助理工程师，研究方向为高校工程训练教学管理。