[发明专利]一种基于轮廓中轴线的型腔高效螺旋铣削刀具路径规划方法

摘要

本发明提供一种基于轮廓中轴线的型腔高效螺旋铣削刀具路径规划方法，首先，计算各层刀具路径，通过对中轴线回路进行裁剪，由各点实际径向切宽计算圆盘，以这些圆盘的包络曲线作为各层刀具路径；然后，计算出螺旋铣削刀具路径，通过对相邻两层刀具路径进行线性差值，使得相邻两层刀具路径光顺连接，得到螺旋铣削刀具路径。本发明综合了螺旋铣削刀具路径和传统刀具路径各自的优点，所计算得到的刀具路径光顺平滑且刀具路径总长度短，适合于具有各种几何轮廓的型腔加工。

主权项

1.一种基于轮廓中轴线的型腔高效螺旋铣削刀具路径规划方法，首先，计算各层刀具路径，通过对中轴线回路进行裁剪，由各点实际径向切宽计算圆盘，以这些圆盘的包络曲线作为各层刀具路径；然后，计算出螺旋铣削刀具路径，通过对相邻两层刀具路径进行线性差值，使得相邻两层刀具路径光顺连接，得到螺旋铣削刀具路径，其特征在于：具体步骤如下：步骤1、基于轮廓中轴线计算各层刀具路径；步骤1.1、以中轴线上具有最大内切圆的点为起点，根据现有技术求解型腔轮廓中轴线树，生成轮廓中轴线回路，并保留轮廓中轴线树中各点对应的内切圆大小和节点信息；步骤1.2、根据轮廓中轴线回路、预先设定的切削参数计算刀具可达区域，除去刀具不可达区域，形成新的轮廓中轴线回路，以避免加工过程中刀具与型腔轮廓发生干涉；步骤1.3、根据轮廓中轴线回路起点和切削参数确定刀具路径层数，遍历中轴线回路计算各点径向切宽；步骤1.4、以各叶子节点为起点，计算各层刀具路径需要裁剪的中轴曲线段；步骤1.5、裁剪中轴线回路得到各层对应的中轴线子回路；步骤2、根据各层刀具路径计算螺旋铣削刀具路径；步骤2.1、通过改变各圆盘半径，使得各层刀路转化为螺旋形轨迹；步骤2.2、部分圆盘可能被相邻圆盘完全覆盖，称为无效圆盘，删除不影响包络曲线计算的无效圆盘及其对应的中轴点；步骤2.3、根据曲线与圆相切条件，计算圆盘包络曲线作为刀具刀心点的运动轨迹，即得到螺旋铣削刀具路径；步骤2.4、计算光顺圆弧消除螺旋形轨迹中的拐点，实现刀具路径的光顺。