[发明专利]一种立铣刀磨削过程二维图形仿真方法

摘要

本发明公开了一种立铣刀磨削过程二维图形仿真方法，属于二维仿真技术领域解决现有技术中的刀具磨削软件难以在磨削得到的刀具三维模型中找到法截面、端截面，从而难以对刀具进行测量。本发明首先读取砂轮的刀位轨迹数据并指定立铣刀具的剖切面位置；分析砂轮与剖切面之间的相对位置关系，判断刀位点对应的砂轮与剖切面是否相交，如果相交，依次求解每一个刀位点对应的砂轮与指定剖切面的相交轮廓曲线，得到所有砂轮的剖切面轮廓；将得到的所有砂轮剖切面轮廓叠加，得到刀槽的二维截形；最终对刀槽的二维截形进行测量，判断仿真的刀槽的二维截形是否满足加工精度，如果不满足，则对磨削工艺进行修正。本发明用于仿真刀槽的二维截形。

主权项

1.一种立铣刀磨削过程二维图形仿真方法，其特征在于，如下步骤：(1)首先读取砂轮的刀位轨迹数据，获取砂轮参数，并指定立铣刀具的剖切面位置，得到立铣刀具的剖切面；(2)分析砂轮与剖切面之间的相对位置关系，判断刀位点对应的砂轮与剖切面是否相交，如果相交，转到步骤(3)，反之，转到步骤(1)；(3)依次求解每一个刀位点对应的砂轮与剖切面的相交轮廓曲线，得到所有砂轮的剖切面轮廓，即得到砂轮截面曲线；(4)将得到的所有砂轮剖切面轮廓叠加，得到立铣刀具刀槽的二维截形；(5)最终对立铣刀具刀槽的二维截形进行测量，判断仿真的刀槽的二维截形是否满足加工精度，如果不满足，则对磨削工艺进行修正。所述步骤(1)中，具体步骤如下：(11)首先砂轮的每个加工刀位的轨迹数据是由磨削工艺算法计算得到，即得到刀位点；(12)采用通用的砂轮模型，通过磨削工艺算法计算得到工件坐标系Ow‑XwYwZw中砂轮大端圆中心Ogmax的坐标值和砂轮轴矢量Fg的值，具体表示如下：POgmax＝{xOgmax，yOgmax，zOgmax}，Fg＝[fgx fgy fgz]T，其中，xOgmax、yOgmax、zOgmax和fgx、fgy、fgz分别代表Ogmax的坐标值和Fg的矢量值在工件坐标系Ow‑XwYwZw中的X、Y、Z方向的三个分量的值，T表示矩阵的转置；(13)在工件坐标系Ow‑XwYwZw中，获得剖切面Mc所在位置点Pc的坐标值为：Pc＝{xc，yc，zc}，其中，xc、yc、zc代表Pc的坐标值在工件坐标系Ow‑XwYwZw中的X、Y、Z方向的三个分量的值；(14)根据位置点Pc，给定剖切面Mc坐标系的三个矢量方向，分别为：FXc、FYc、FZc分别表示剖切面坐标系的三个轴在工件坐标系下的矢量方向，其中，fXcx、fXcy、fXcz表示剖面坐标系的X轴在工件坐标系下矢量在X、Y、Z三个方向的矢量分量，fYcx、fYcy、fYcz表示剖面坐标系的Y轴在工件坐标系下矢量在X、Y、Z三个方向的矢量分量，fZcx、fZcy、fZcz表示剖面坐标系的Z轴在工件坐标系下矢量在X、Y、Z三个方向的矢量分量；(15)根据步骤(14)，得到剖切面法矢量Fc即为FZc，具体表示为：Fc＝[fcx fcy fcz]T，其中，fcx、fcy、fcz代表Fc的法矢量在工件坐标系Ow‑XwYwZw中的X、Y、Z三个方向的矢量分量；(16)根据步骤(13)至步骤(15)可得，剖切面Mc的方程：fcx(x‑xc)+fcy(y‑yc)+fcz(z‑zc)＝0，其中，x、y、z表示平面上的点的坐标值在X、Y、Z坐标方向上的分量，fcx、fcy、fcz为剖切面Mc法矢量的三个分量。所述步骤(2)的具体步骤如下：(1)计算剖切面Mc与砂轮大端和小端边线的交点Pc0、Pc1坐标值，其中，点Pc0、Pc1坐标值表达式分别为：其中，和表示剖切面M_c所经过的点在砂轮坐标系O_g‑X_gY_gZ_g下坐标值的X分量和Z分量，和表示剖切面M_c法矢量在砂轮坐标系O_g‑X_gY_gZ_g下矢量值的X分量和Z分量；(2)通过Pc0、Pc1两点的X坐标值与判定条件进行比较，判定剖切面是否与砂轮相交及相交姿态，其中判定条件为：|xpc0|>Rgmax且|xpc1|>Rgmin且xpc0xpc1>0，剖切面与砂轮不相交；|xpc0|>Rgmax且|xpc1|>Rgmin且xpc0xpc1<0，剖切面与砂轮相交；|xpc0|≤Rgmax且|xpc1|≤Rgmin，剖切面与砂轮相交；|xpc0|Rgmin，剖切面与砂轮相交；|xpc0|>Rgmax且|xpc1|

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