[发明专利]一种适用于侧铣加工非可展直纹面的刀具定位方法

摘要

本发明涉及一种适用于侧铣加工非可展直纹面的刀具定位方法，其步骤：选取待加工零件的非可展直纹面，上下边界曲线为C₁(u)和C₂(u)；选取直纹面上任意一条直母线S₁S₂，对应的参数值为u₀；在直母线S₁S₂附近选取未知参数u₁和u₂，上边界曲线在P₁点的单位切向量为T₁(u₁)，下边界曲线在P₂点的单位切向量为T₂(u₂)，在P₁点的主法线的单位向量为N₁(u₁)，副法线的单位向量为B₁(u₁)，在P₂点的主法线的单位向量为N₂(u₂)，副法线的单位向量为B₂(u₂)；确定关于刀具轴线上点M₁、M₂与点P₁、P₂关系方程；向方程加入两个约束条件后，求解四个未知量u₁、u₂、θ和进而计算M₁和M₂的值，则得到刀具的刀轴矢量为，结合刀尖点M₂，确定刀具的位姿；沿边界曲线按从小到大顺序和合适的参数间隔遍历所有参数直到完成整个直纹面的刀具位姿。

主权项

1.一种适用于侧铣加工非可展直纹面的刀具定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)选取待加工零件的非可展直纹面，该非可展直纹面的上下边界曲线为C1(u)和C2(u)；2)选取非可展直纹面上任意一条直母线S1S2，该直母线S1S2对应的参数值为u＝u0；3)在直母线S1S2附近选取未知参数u1和u2，u1对应上边界曲线C1(u)上的点P1，u2对应下边界曲线C2(u)上的点P2，上边界曲线C1(u)在P1点的单位切向量为T1(u1)，下边界曲线C2(u)在P2点的单位切向量为T2(u2)，在P1点的主法线的单位向量为N1(u1)，副法线的单位向量为B1(u1)，同理在P2点的主法线的单位向量为N2(u2)，副法线的单位向量为B2(u2)；4)M₁M₂为刀具轴线上两点，连接点M₁与P₁点、连接点M₂与P₂点，使它们满足向量(M₁‑P₁)在N₁(u₁)和B₁(u₁)确定的平面内，与N₁(u₁)成θ角，并且其模等于刀具半径R；同理，向量(M₂‑P₂)在N₂(u₂)和B₂(u₂)确定的平面内，与N₂(u₂)成角，其模等于刀具半径R；得到关于刀具轴线上点M₁、M₂与点P₁、P₂关系方程；其中，点M₂为刀尖点，点M₁为刀尖点和刀具安装点之间的一点；刀具轴线上点M1、M2与点P1、P2关系方程为：M1‑P1＝Rcos(θ)N1(u1)+Rsin(θ)B1(u1)，5)向步骤4)中的方程加入第一个约束条件：(M1‑M2)·(M1‑P1)＝(M1‑M2)·(M2‑P2)＝0；6)向步骤4)中的方程加入第二个约束条件：第二个约束条件为M0M1M2三点共线，M0是M1M2的中点；7)将加入两个约束条件后得到的方程构成含四个方程的方程组，求解四个未知量u₁、u₂、θ和8)根据步骤7)中的求解结果计算M1和M2的值，则得到刀具的刀轴矢量为(M1‑M2)，结合刀尖点M2，确定刀具的位姿；生成此条直母线上的刀具位姿数控指令；9)根据步骤1)～8)沿边界曲线按参数从小到大顺序遍历所有直母线序列，直到计算完成整个直纹面的刀具位姿确定。