[发明专利]一种基于实体的切削角度区间高效提取的铣削仿真方法

权利要求书

1.一种基于实体的切削角度区间高效提取的铣削仿真方法，其特征在于步骤如下：

(1)将实际铣削时的原始毛坯、刀具尺寸、拟切削路径作为原始参数输入至实体造型平台中，根据刀具尺寸建立刀具旋转包络体的实体造型作为刀具实体造型，将拟切削路径作为目标路径，将刀具实体造型沿目标路径切削之前的原始毛坯作为目标毛坯；所述的目标路径包括以起终点坐标和刀轴方向矢量描述的直线路径，以及以起终点坐标、圆弧所在平面法矢量和圆弧半径描述的圆弧路径；

(2)将目标路径离散成一系列连续的前后相继的仿真计算位置；

(3)对于每一个仿真计算位置，将刀具实体造型置于该仿真计算位置，进行刀具实体造型与目标毛坯的布尔求交运算，生成该仿真计算位置的切除体；

(4)在与每一个仿真计算位置对应的切除体上，通过识别有效交面产生切削层交线，提取出刀具实体造型切入和切出目标毛坯造型的切入角θ_fsi和切出角θ_fei：

(41)如果刀具实体造型的刀轴方向与切削进给方向的夹角小于或等于90度，若θ_mei-θ_msi＝2π，则θ_fsi＝0，θ_fei＝π；若0≤θ_msi＜π且0＜θ_mei≤π，则θ_fsi＝θ_msi，θ_fei＝θ_mei；若-π≤θ_msi＜0且0＜θ_mei≤π，则θ_fsi＝0，θ_fei＝θ_mei；若2π≤θ_msi＜-π且0＜θ_mei≤π，则θ_fsi＝0，θ_fei＝θ_mei，θ′_fsi＝θ_msi+2π，θ′_fei＝π；若0≤θ_msi＜π且π＜θ_mei≤2π，θ_fsi＝θ_msi，θ_fei＝π；若-π≤θ_msi＜0且π＜θ_mei≤2π，θ_fsi＝0，θ_fei＝π；若θ_msi＞π或者θ_mei＜0，θ_fsi＝0，θ_fei＝0；其中θ_mei和θ_msi为在铣削模型坐标系下的切削层交线起始角和终止角数值，θ′_fsi和θ′_fei为新增加的切入段的起始角和终止角数值；铣削模型坐标系的原点O_m位于刀具的自由端，Z_m轴与刀轴平行并指向刀具夹持端，X_m轴指向路径进给方向，当进给方向不与刀轴方向垂直时，X_m轴指向进给方向在垂直于刀轴平面上的投影方向，Y_m根据右手定则确定，切角范围以Y_m轴正向为基准，按顺时针方向增加，i表示切削层的交线序数；

(42)如果刀具实体造型的刀轴方向与切削进给方向的夹角大于90度而小于180度，则先将θ_msi和θ_mei转换到平行于进给方向的平面内，再应用步骤(41)的方法计算真实切削范围，最后再将真实切削范围转换回垂直于刀轴的平面内；

(5)在目标切削路径的全部仿真计算位置都完成计算后，利用实体造型平台的二次开发函数沿目标路径创建刀具扫过体；

(6)从目标毛坯上通过布尔差去除刀具扫过体，完成毛坯更新。

2.根据权利要求1所述的一种基于实体的切削角度区间高效提取的铣削仿真方法，其特征在于：所述的实体造型平台为Unigraphics造型系统、ProE造型系统、CATIA造型系统、ACIS造型开发平台、或者Parasolid造型开发平台。