圆环面刀具五坐标数控加工旋转切触刀位算法.pdfVIP

学兔兔 第47卷第 19期 机 械 工 程 学 报 VO1．47 NO．19 2011年 10月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING 0ct． 20 11 DoI：1O．3901／JME．2011．19．187 圆环面刀具五坐标数控加工旋转切触刀位算法木 樊文刚 李建勇 蔡永林 (北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044) 摘要：针对圆环面刀具加工开阔自由凹曲面，提出一种新的五坐标旋转切触刀位算法。算法来 自于传统多点切触加工的逆向 思考 ，首先确定刀具在工件 曲面等距面上局部坐标系中的初始位置，然后优化调整刀具的后跟角和侧偏角，使刀具表面和工 件曲面在不发生局部过切的前提下在最小主 曲率方向两侧实现两点切触。与传统的多点刀位算法根据两个切触点来计算刀位 不同，旋转切触刀位算法通过刀具的后跟角和侧偏角来确定最优刀位，而刀具表面和工件曲面之间的两个切触点则不需要求 出。实例计算和加工仿真表明，旋转切触刀位算法不仅能够有效地产生无局部过切的多点刀位，从而不需要额外的局部过切 检测及修正过程，而且在相同的加工误差下其产生的加工带宽约为uG算法的两倍，加工效率得到明显提高。 关键词：五坐标 多点加工 刀位 自由曲面 中图分类号：TP391 RotaryContactToolPositioningAlgorithm forFive-axisNC M achining withtheTo roidalCutter FAN Wengang LIJianyong CAIYonglin (SchoolofMechanicalandElectronicConrtolEngineering，BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044) Abstract：Foropensculpturedconcavesurf_acemachiningbythetoroidalcutter,anew five—axisrotarycontacttoolpositioning algorithm isproposedbasedonhtereversehtinkingofhtetraditionalmulti-pointmachining．Theinitialtoollocationinthelocal coordinatesystem onhteoffsetsurfaceofhtedesignsurfaceisdetermined．Afterhtebackwardsandsidetiltangleofhtetoolare optimized，htereraetwocontactpointsbewt eenhtetoolsurfacenadhtedesing surfacearoundtheminimum directionofcurvature withoutgouging．Thertaditionalmulti-pointtoolpositioningalgorithmsserachtheoptimaltoolpositionsbyhtewtocontactpoints； however,therotarycontacttoolpositioningalgorithm findshteoptimaltoolpositionsbyhtebacwk radsna dsidetiltna gleofhtetool andthewtocontactpointsdonotneedtobefiguredout．Computationalexamplenadmachiningsimulation show htattherotary conatcttoolpositioning algorithm Cna notonly generategouge—freemulti-pointtoolpositionsto avoid additionallocalgouge checkingandcorrectionprocess，