[发明专利]正三角网格螺旋型加工轨迹生成方法

摘要

本发明通过对正三角形型腔铣切加工刀具轨迹生成方法进行研究，优化加工刀具轨迹，提高壁板加工效率。将UG默认的传统的刀具轨迹中的粗加工轨迹部分优化成没有尖角的轨迹，同时采用类似螺旋渐开线的方式，利用直线圆弧首尾相接，形成刀具轨迹——必经点切线圆弧式刀具轨迹。本发明生成的壁板铣切加工刀具轨迹不仅解决了刀具轨迹每一切削循环内切削段存在拐角的问题，而且解决了各循环之间应采用圆滑过渡的问题，可以节省至少20％的加工时间。而且，采用此方法生成的加工刀具轨迹进行加工时，解决了刀具轨迹由于惯性造成的瞬时冲击载荷过大，以及侧壁易过切等问题，延长了刀具和机床的使用寿命。

主权项

一种正三角网格螺旋型加工轨迹生成方法，根据加工区域，建立正三角网格模型；其中设正三角形型腔高为H，三顶点按照逆时针顺序分别为A、B、C，以正三角形型腔中心为坐标原点O，以方向为X轴，以方向为Y轴，建立直角坐标系；其特征在于，加工轨迹生成包括以下步骤：步骤一：采用由外向里的规划方式，确定精加工、粗加工边界线；步骤二：根据无残余原则，规划粗加工路径轨迹，由外向内规划所有中心顶点线上的必经点；采取类渐开线环切方式、直线与相切圆弧首尾连接的刀具加工轨迹确定方法；步骤三：根据无残余原则，规划精加工路径轨迹；所述步骤二中粗加工路径轨迹的规划方法为：(1)设置参数如下：精加工余量m,精加工刀具直径d；粗加工余量b，粗加工刀具直径D，粗加工刀具重叠量α，圆弧半径r；(2)设方向单位向量分别为粗加工底面铣去宽度2C1为D×α；则，粗加工最外圈对应方向必经点L1、M1、N1处坐标分别为：(3)由粗加工最外圈必经点向内规划，则同一特征线OA、OB、OC上连续特征点之间距离为2C1，则可得到其余粗加工必经点坐标，直至必经点与原点O距离小于等于2C1时终止，最内圈三个必经点设为Ln、Mn、Nn；(4)除Ln、Mn外，经过每个必经点Li、Mi、Ni做半径为r的圆，其中i<＝n；圆心分别为Di、Ei、Fi，圆心靠近原点O一侧；以线段OLn中点为圆心，以原点O为起点做逆时针方向圆弧以原点O为圆心做过点Ln、Mn、Nn的逆时针方向圆弧取圆弧圆弧为加工刀具轨迹中的一部分；(5)做圆Fn与圆Dn‑1的公切线，该公切线为远离原点O一侧，分别与圆Fn、圆Dn‑1交于点Vn、Qn‑1，取圆弧切线VnQn‑1为加工刀具轨迹中的一部分；做圆Dn‑1与圆En‑1的公切线，该公切线为远离原点O一侧，分别与圆Dn‑1、圆En‑1交于点Pn‑1、Sn‑1，取圆弧切线Pn‑1Sn‑1为加工刀具轨迹中的一部分；做圆En‑1与圆Fn‑1的公切线，该公切线为远离原点O一侧，分别与圆En‑1、圆Fn‑1交于点Tn‑1、Un‑1，取圆弧切线Tn‑1Un‑1为加工刀具轨迹中的一部分；以此类推，直至得到再取线段V1Q1为部分加工刀具轨迹；考虑到退刀问题，刀具轨迹再取并在此基础上延切线P1S1方向取两个刀具直径长度的线段。