曲面加工刀具軌跡生成技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械制造行業(yè)中最重要的技術(shù)之一。目前，曲面零件在產(chǎn)品中的應(yīng)用也越來越廣泛，特別是大型復(fù)雜曲面零件，這也給數(shù)控加工提出了更高的要求。曲面零件無干涉刀具軌跡的生成是數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵之一，兼顧加工效率和加工表面質(zhì)量也是一個(gè)難題。 在應(yīng)用過程中，五軸平頭銑削有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著明顯的不足，例如運(yùn)動(dòng)復(fù)雜和不能很好地避免干涉。因此，三軸球頭刀銑削仍然在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)三軸球頭刀加工曲

2、面的刀具軌跡生成算法和干涉檢查算法進(jìn)行研究。基于ACIS平臺(tái)和VC++6.0構(gòu)建一個(gè)小型加工系統(tǒng)，能夠?qū)η孢M(jìn)行加工模擬，生成無干涉的刀具軌跡，并且能夠輸出標(biāo)準(zhǔn)刀具軌跡文件。 通過分析APT法、等參數(shù)線法、截面線法、多面體法、投影法和偏置面法等多種曲面加工方法的特點(diǎn)，本文提出用等殘留高度法作為曲面加工的刀具軌跡規(guī)劃方法。等殘留高度法是通過控制相鄰軌跡間距離使軌跡間的殘留高度不變。在己知一條加工軌跡、刀具半徑和允許殘留高度的前提下

3、，計(jì)算下一條刀具軌跡。在精加工階段，球頭刀等殘留高度加工能保證加工后零件表面的殘留高度均勻，加工質(zhì)量較好，提高加工效率。在計(jì)算下一條軌跡時(shí)，本文提出了牛頓迭代法來進(jìn)行搜索。由于牛頓迭代法的收斂速度快，縮短了搜索時(shí)間。因此，刀具軌跡生成搜索方法采用牛頓迭代法能夠提高加工的效率。 刀具軌跡的干涉分為全局干涉和局部干涉，本文列舉這兩種干涉的檢查方法，重點(diǎn)是對(duì)刀具軌跡的局部干涉進(jìn)行處理。本文采用多面體干涉檢查算法，將被加工曲面按一定精度

4、離散成一系列三角形面片，刀具與曲面位置關(guān)系的判斷問題簡(jiǎn)化成刀具與三角形面片位置關(guān)系的判斷問題。對(duì)于三軸加工，只需判斷刀具與落在刀具投影域內(nèi)的三角形面片的關(guān)系。此種基于多面體模型的干涉檢查算法，能有效的消除過切干涉。 用基于ACIS平臺(tái)和VC++6.0構(gòu)建的小型加工系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)例結(jié)果。該加工系統(tǒng)界面友好，包括各種幾何形體的選擇，加工參數(shù)的輸入等等。對(duì)比加工實(shí)例結(jié)果，結(jié)果表明本文所用方法在保證加工質(zhì)量的前提下有效提高了加工效率，能夠顯