[发明专利]一种非球头刀铣削加工自由曲面的方法

权利要求书

1.一种非球头刀铣削加工自由曲面的方法，其特征是它包括以下步骤：

步骤1：依据最大弦高比值，对加工曲面S进行网格划分，得到加工曲面包含的网格列表及每个网格包含的网格点；

步骤2：构造刀具有效切削曲面表达方式；

步骤3：基于加工曲面几何特性及刀具有效切削曲面表达方式，计算每个网格点处的非球头刀切宽张量系数矩阵，构建切宽张量场；

步骤4：搜索切宽张量场中包含的退化点，提取三分退化点；

步骤5：以三分退化点为起点搜索曲面内部边界点，构造曲面内部边界，得到曲面加工特征。

步骤6：在每一个曲面加工特征中构建数条曲线，保证曲线上每点的切向与该点处切宽最大的进给方向重合，选出平均切宽最大的曲线为该区域内的初始加工轨迹线；

步骤7：采用偏置初始加工轨迹线的方式计算各曲面加工特征的刀轨从而得到整个曲面的加工轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的加工曲面网格划分方法为：将加工曲面投影至零件底面上，提取包围该投影区域的最小矩形T，设置T在两垂直边方向上的离散步距m和n，其中m、n的初始默认值为各自所对应边长的百分之一，以初始m和n对T进行离散，得到底面上的一系列网格BG，将网格BG沿底面的法向投影至加工曲面S上，得到曲面网格列表SG和网格点。并计算出所有两点间的最大弦高比，将其与弦高比预设值进行比较，其中弦高比预设值可默认为N_XG，并可根据曲面加工精度进行调整，如果最大弦高比小于N_XG则调节对应m、n值并继续迭代计算，直到满足条件最大弦高比大于等于N_XG，将m、n确定后，记录下对应的曲面网格列表SG。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的构造刀具有效切削曲面是指，由于在实际加工中，切削宽度的度量与刀具和零件的几何信息相关，因此首先需要对刀具的曲面进行描述，对于APT刀具(通用自动编程刀具)而言，其刀具几何表达为：

其中a₁∈[0，1]，a₂∈[0，1]，λ∈[-π，+π]，采用摆定前倾角λ₀、旋转角ω为零的切削方式，对于任意刀触点，在其局部坐标系下，刀具的几何轮廓可以表达为：

由于刀具沿刀触点所在的加工曲面法平面上的任意方向切削，因此刀具的有效切削曲面ECS应该为刀具有效切削轮廓ECP绕Z轴方向旋转180度，扫掠出的回转轮廓面，其中刀具有效切削轮廓ECP为刀具前进方向法平面与刀具曲面的交线，在摆定前倾角和零度旋转角的加工方式中，根据广义刀具几何轮廓，在局部坐标系下，刀具有效切削轮廓ECP可表示为：

从而绕Z轴方向旋转得到的刀具有效切削曲面ECS可表示为：

式中：R₁为：R₂为：β₁为：β₂为，L为：为。