[发明专利]一种刀具－工件切触区域的判定方法

权利要求书

1.一种刀具-工件切触区域的判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，分别以刀具和工件为参照系建立刀具坐标系和工件坐标系，确定任意时刻切削刃微元在刀具坐标系和工件坐标系中的数学描述，同时确定任意时刻工件加工表面在工件坐标系中的数学描述；

步骤二，确定当前时刻切削刃微元与当前工件加工表面在同一坐标系中的数学描述，据此确定切削刃微元与当前工件加工表面的位置关系，从而判断切削刃微元是否位于所述加工表面一侧或加工表面上的可能切触空间内或是位于另一侧的不可能切触空间内；

步骤三，获取前一时刻切削最低点在刀具坐标系和工件坐标系中的数学描述，通过同一坐标系中切削刃微元和该切削最低点的数学描述，确定当前时刻切削刃微元与所述切削最低点的位置关系，判断所述切削刃微元是否位于所述切削最低点下；

步骤四，比较在同一时刻切削刃微元的切削半径与切削刃微元所在位置同一轴向高度的离散层的刀具半径大小，以此确定切削刃微元是否在前刀齿包络面内，其中，若切削半径大于刀具半径，则该切削刃微元不在前刀齿包络面内，若切削半径不大于刀具半径，则该切削刃微元在前刀齿包络面内；

步骤五，满足下列任一条件的切削刃微元位于有效切触区域内：

(一)切削刃微元不在不可能切触空间，且切削刃微元位于前切削刃周期最低点下；

(二)切削刃微元不在不可能切触空间，且切削刃微元不在前切削刃周期最低点下，但切削刃微元不在前刀齿包络面内；

步骤一中所述切削刃微元在刀具坐标系和工件坐标系中的数学描述和^WP_H,t之间存在如下映射关系

其中，是任意t时刻刀具坐标系到工件坐标系的复合变换矩阵，

式中，^WP_L,t是t时刻刀位点在工件坐标系下的位置矢量，^Wx_L,t，^Wy_L,t和^Wz_L,t是刀具坐标系在工件坐标系中的描述，其中，

式中，a_t为刀具在时刻t的进给矢量，v_t为刀具在时刻t的刀轴矢量；

式中，^WP_L,t-△t是t-Δt时刻刀位点在工件坐标系下的位置矢量。

2.根据权利要求1所述的一种刀具-工件切触区域的判定方法，其中，步骤四中所述刀具半径为R(z)，

所述刀具为圆弧刀时，

所述刀具为球头刀时，

所述刀具为平底刀时，

R(z)＝D/2；

所述D为刀具圆柱面部分的直径，r为刀具圆弧面部分的圆弧半径。

3.根据权利要求1所述的一种刀具-工件切触区域的判定方法，其中，所述Δt为时间微元。