复杂曲面的五轴加工无干涉刀具路径生成技术研究.pdf

《复杂曲面的五轴加工无干涉刀具路径生成技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第10期组合机床与自动化加工技术NO．1O2012年1O月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueoct．2012文章编号：1001—2265(2012)10—0005—05复杂曲面的五轴加工无干涉刀具路径生成技术研究木曾志迎，贾育秦，袁金鹏，李坤，闵学习(太原科技大学机械工程学院，太原030024)摘要：基于微分几何理论，对复杂曲面环形刀无干涉刀具路径生成算法进行研究，对复杂曲面进行曲面划分，在此基础上建立环形刀五轴加工模型，进行走刀步长、加工行距和相邻刀触点

2、等的计算，并提出通过选择最佳刀具尺寸和改变刀具姿态进行干涉避免的方法。与其它环形刀刀具路径生成算法相比，本文提出的算法具有更高的准确性和可靠性。关键词：复杂曲面；环形刀；刀具路径；干涉避免中图分类号：TP273文献标识码：AResearchonGauging-freeCutterPathGenerationTechnologyofComplexSurfacesZENGZhi—ying，JIAYu—qin，YUANJin-peng，LIKun，MINXue-xi(Sch．ofElectromechanic，TaiyuanU

3、niv．ofScience&Technology，Taiyuan030024，China)Abstract：Basedonthetheoryofdifferentialgeometry，thefive—axismachininggauging-freecutterpathgenerationalgorithmofthetoroidalCutterisresearched．Andfive—axismachiningmodelofthetoroidalCutterisbuilt，thecalculationoffeeding

4、steplength，machiningintervalandadjacentcuttercontactpointsetc．isdonebasedonthedivisionofcomplexsurfaces．Besides，thewayofavoidtoolinterfereispresentedbyselectingoptimumtoolsizesandchangingtoolposture．Comparingwithotheralgorithms，theproposedalgorithminthispaperismo

5、repreciseandreliable．Keywords：complexsurface；toroidalcutter；toolpath；gauging—free免方面，国内外学者在局部干涉避免方法研究的比O引言较多，目前，关于局部干涉判断和处理方法，可归结复杂曲面被广泛的应用于航空航天、造船、汽车为以下两大类：一是直接距离法，即通过直接计算刀和模具等行业，寻求一种高效的复杂曲面加工方法具表面与曲面之间的距离来判断是否产生干涉并进一直是数控加工领域的研究热点⋯。复杂曲面的数行相应调整，如文献[4]。二是微分几何法，即采用

6、控加工方法一般有三轴加工和五轴加工，由于五轴曲率匹配来对刀具的局部干涉进行检查和修正，文加工比三轴加工多了两个旋转轴，和三轴加工相比，献[3，5]提出了密切曲率法，即根据在密切面内刀具使用五轴加工的方法来加工复杂曲面有更多的优与曲面曲率的吻合状态来进行局部干涉的检测和处势，如：刀具的运动有更好的灵活性，快速的材料去理；ThanLin等人则在切触点处平行于刀具进给方除率和高的加工效率等。在复杂曲面的五轴加工向和垂直于进给方向的两个法截面内，分别将刀具中，高效无干涉刀具路径的生成起着关键的作用。的有效切削曲率半径和曲面的有效

7、曲率半径进行比本文主要对复杂曲面无干涉刀具路径的生成算法进较，从而进行局部干涉的判断和处理。本文通过选行研究。择最佳刀具的尺寸和调整刀具的姿态来避免干涉的刀具路径的生成是数控加工编程的基础，刀具产生。路径的生成方法一般有：等参数法、截平面法和等残在复杂曲面的五轴加工中，由于平头刀几何形高法，等参数法和截面法相对比较简单，但容易出现状简单且容易建模，研究利用平头刀生成刀具路径刀位冗余和欠缺的问题，而等残高法能很好的解决的方法比较多，如文献[7]研究了基于加工带宽评价这一问题，但在刀位计算方面相对比较复杂。在方法的平头刀五轴

8、加工刀具路径生成方法，文献[8]以上刀具路径的生成方法中必须考虑干涉问题，一研究了基于平头刀的等残高自由曲面五轴加工刀具般干涉主要有局部干涉和全局干涉，关于干涉的避路径生成技术，而关于环形刀生成刀具路径的方法收稿日期：2012—03—04基金项目：太原科技大学研究生科技创新项目(20111019)作者简介：曾志迎(1