[发明专利]单参数变曲率鼓形刀具及其位姿确定方法和应用

权利要求书

1.一种单参数变曲率鼓形刀具的位姿的确定方法，所述单参数变曲率鼓形刀具的母线包括单参数变曲率曲线与直母线的组合，该刀具的单参数变曲率曲线部分为凹鼓形刀具，其特征在于，包括对所述刀具的切触点的确定，具体包括步骤：

首先，给定工件曲面S(u，v)上的切触点S(u₀，v₀)和走刀方向dir，并依据所述曲面S(u，v)的信息，计算所述切触点S(u₀，v₀)在垂直于走刀方向上的曲面截型线的最小曲率半径R_min；

然后，将所述刀具的母线上曲率半径等于R_min的点作为刀具上的切触点ccp；

之后，根据所述刀具上的切触点ccp的曲率半径R_min，并根据所述刀具的母线的曲线方程，确定所述刀具上的切触点ccp的位置，即可确定刀具在切触点S(u₀，v₀)处的刀位。

2.根据权利要求1所述的单参数变曲率鼓形刀具的位姿的确定方法，其特征在于，包括对所述刀具的姿态角的确定，具体包括步骤：

首先，以所述工件曲面S(u，v)上的切触点S(u₀，v₀)为坐标原点，设置坐标系(e₁，e₂，e₃)，其中，e₂是所述刀具在该刀位处走刀方向的单位矢量，e₃是所述曲面S(u，v)在所述切触点S(u₀，v₀)处的单位法矢，令e₁＝e₂×e₃；

则，刀具绕e₃旋转，能确定侧偏角的搜索范围γ∈[γ_min，γ_max]；刀具绕e₁旋转，能确定前倾角的搜索范围α∈[α_min，α_max]；

然后，在所述侧偏角的搜索范围γ∈[γ_min，γ_max]内，按格点法给定一个侧偏角γ_test；对应给定的γ_test，再在所述前倾角的搜索范围α∈[α_min，α_max]内，按格点法给定一个前倾角α_test；并根据所述刀具上的切触点ccp、侧偏角γ_test和前倾角α_test确定此时的刀具位姿T_i，j(cr_i，j，axis_i，j)和该位姿下的加工行宽w_i，j；

该步骤重复进行，得到所述刀具的多个位姿T_i，j(cr_i，j，axis_i，j)和该位姿下的加工行宽w_i，j；

对得到的所述多个行宽w_i，j进行比较，得出最大行宽w＝max{w_i，j}，此时的刀具位姿为该刀位处刀具的最终位姿T_final(cr_final，asis_final)。

3.根据权利要求1或2所述的单参数变曲率鼓形刀具的位姿的确定方法，其特征在于，所述的单参数变曲率曲线包括以下曲线中的一种或多种：

圆的渐开线、椭圆线、双曲线、抛物线、对数曲线。

4.根据权利要求3所述的单参数变曲率鼓形刀具的位姿的确定方法，其特征在于，所述的单参数变曲率鼓形刀具为铣削刀具或磨具。

5.根据权利要求4所述的单参数变曲率鼓形刀具的位姿的确定方法，其特征在于，所述的单参数变曲率鼓形刀具用于加工叶片的边缘部位。