[发明专利]薄壁零件空间曲面的五轴联动加工方法

摘要

本发明公开一种薄壁零件空间曲面的五轴联动加工方法，涉及计算机数控加工技术领域；该加工方法步骤包括：1)在对工艺进行分类研究的基础上，获得有限的五轴加工工艺特征曲面类型实现基于工艺特征的零件CAD建模；2)针对不同的特征曲面局部，选择高效的刀具形状、刀具尺寸和加工策略；推导NURBS曲线和典型刀具切削刃在有理运动下形成的扫描面的解析表达式；3)按照综合优化切削力、切削热的原则，在工艺参数和机床参数的约束下重新优化刀具路径和工艺参数。本发明公开的五轴联动加工方法能提高零件曲面加工精度、表面粗糙度、加工效率，能对薄壁、难加工材料零件的加工工艺进行优化。

主权项

1.一种薄壁零件空间曲面的五轴联动加工方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：1)零件的CAD建模，从正向设计的角度分析整体叶轮、叶片类复杂零件的几何特点、材料特点和加工要求，在对工艺进行分类研究的基础上，获得有限的五轴加工工艺特征曲面类型实现基于工艺特征的零件CAD建模；2)针对不同的特征曲面局部，选择高效的刀具形状、刀具尺寸和加工策略；根据零件的结构特点、曲面特点和工艺参数约束，利用有理运动包络法规划光顺的刀具路径；推导NURBS曲线和典型刀具切削刃在有理运动下形成的扫描面的解析表达式，利用离散刀位点插值有理运动，在无干涉的刀位点之间用有理运动插值刀具路径，基于刀具有理运动的解析表达式检测干涉和误差；3)优化刀具路径和工艺参数，通过基于有理运动包络面的材料去除率分析和刀具与工件表面的相对位置关系计算，快速准确的计算材料去除率以及刀具与工件接触的面积和接触位置；研究基于材料去除率的切削力模型，计算刀具路径的切削力分布；按照综合优化切削力、切削热的原则，在工艺参数和机床参数的约束下重新优化刀具路径和工艺参数。