[发明专利]一种多齿平面铣削的几何轨迹创成方法

说明书

本发明公开了一种多齿平面铣削的几何轨迹创成方法，涉及铣削几何轨迹创成技术领域，所述方法包括以下步骤：步骤1、定义待加工工件表面的基准网格空间；步骤2、计算所述待加工工件表面的初始定位误差；步骤3、计算刀尖的铣削几何轨迹；步骤4、计算所述铣削几何轨迹与所述待加工工件表面的所述基准网格空间的交叠矩阵；步骤5、计算铣削t时刻所述铣削几何轨迹在所述基准网格空间中的表达；步骤6、计算所述待加工工件表面的铣削几何轨迹。本发明实现工件表面任意固定位置处多次经过的铣削轨迹交叠计算，为多齿平面铣削的几何轨迹快速创成提供了有效的方法，具有重要的工程实用价值。

技术领域

本发明涉及一种铣削几何轨迹创成技术领域的方法，具体是指一种多齿平面铣削的几何轨迹创成方法。

背景技术

平面铣削通常采用多个独立刀齿均布的大尺寸盘铣刀进行平面铣削加工，广泛应用于发动机缸体、缸盖、变速器阀体等多孔平面的零件端面加工。铣削过程中，多刀齿周期交替地扫掠过多孔工件表面，其中多个刀齿轨迹相互交叠并在工件表面形成沟纹状的立体几何轨迹痕迹，影响工件表面质量。铣削几何轨迹的创成表达方法主要有两种：(1)通过直接空间坐标变换的方法，建立时间域内刀尖的几何轨迹在空间的分布状态，其可以方便的获得刀尖轨迹在空间中的扫略轨迹；但是由于采用的是正向建模方法，刀尖轨迹点的位置为时间函数，而针对工件表面某一固定位置点上被不同刀齿多次扫略的情况，其逆向求解过程较复杂。这种正向轨迹创成的方法一般应用于刀尖可达空间位置的计算；(2)通过高清点云表面测量的方式直接创成几何轨迹，一般应用于铣削后加工表面几何轨迹的沟壑表达和表面质量评价。

通过正向建模的方式仅能计算轨迹在时间域内的空间位置，而对空间某一固定位置处多次经过的轨迹交叠影响未加以研究。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种多齿平面铣削的几何轨迹创成方法，对空间某一固定位置处多次经过的轨迹交叠影响进行研究。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明针对现有技术中的不足，提出一种多齿平面铣削的几何轨迹创成方法，通过固定空间网格法将时间域内的交错轨迹映射为铣削工件表面固定的空间误差点云量，可以较好地实现工件表面固定位置处多齿铣削轨迹的交叠计算。

为实现上述目的，本发明提供了一种多齿平面铣削的几何轨迹创成方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、定义待加工工件表面的基准网格空间；

步骤2、计算所述待加工工件表面的初始定位误差；

步骤3、计算刀尖的铣削几何轨迹；

步骤4、计算所述铣削几何轨迹与所述待加工工件表面的所述基准网格空间的交叠矩阵；

步骤5、计算铣削t时刻所述铣削几何轨迹在所述基准网格空间中的表达；

步骤6、计算所述待加工工件表面的铣削几何轨迹。

进一步地，所述步骤1包括：

步骤1.1、根据几何特征将所述待加工工件表面划分成网格；

步骤1.2、根据划分的所述网格定义所述待加工工件表面的基准网格空间，所述基准网格空间由划分的所述网格的中心点的集合构成。

进一步地，在所述步骤1.2中还包括：

初始时，所述各网格的所述中心点位于理想铣削平面，高度为零，记为0(x,y)；

对于具有孔洞的所述待加工工件表面，对应的所述基准网格空间元素记为NaN(x,y)；所述基准网格空间定义为：