端铣刀五坐标曲面加工刀位计算方法研究.pdfVIP

端 铣 刀五 坐 标 曲面 力口工 刀 位计 管 方法 砜 究 口 丁 杰 口 孙 博 口 刘践丰 口 李 鑫 ， 1．北京石油化工学院 北京 102617 2．抚顺石化公司烯烃厂 辽宁抚顺 113004 3．河北石油职业技术学院 河北廊坊 065000 摘 要：提 出端铣刀五坐标曲面加工刀具干涉情况 ，分析 了刀具后跟脚和刀位的计算过程 ，采取 了 误差补偿方法，有效解决了端铣刀五坐标曲面数控加工的技术难点，为数控加工提供 了技术参考，具有 现 实意义和 实际应 用价值 。 关键词 ：五坐标 端铣 刀位 中图分类号 ：TH161；TG502 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—4998f2015)07—0058—03 近 年来 。五坐 标 端铣 加 工 在 曲面 加工 中 的应用 日 2 后跟角计算 益 广 泛 ，已成 为数 控 领域 的研 究 热 点，越来 越 多 的复杂 曲面零 件需 用 多坐标 数控 机床 进行 加工 。而刀具 与加 在端 铣 刀 五坐 标端 铣 数 控加 工 中 ，刀 具 与加 工表 工 表 面 的几 何拟 合 关 系非 常复 杂 ，当被加 工 表 面 的 曲 面 的几何 拟 合 关 系及 后 跟 角 的大 -b与 加 工 表 面 的形 率 半径 小 于刀 具半 径 时，刀具 和 被加 工表 面 间就会 发 状 密 切相 关 。将 端铣 刀 刀 具半 径 简化 为 R ，以加 工表 生 曲率干 涉 ，有 时尽 管 被加 工 表 面 的曲率 半 径 大 于刀 面微 分几 何 结 构 为 凹椭 圆点 表 面 (即加 工 表 面 的 主 曲 具 半 径 ，但 仍 有 可 能 发 生 刀具 过 切 被 加 工 表 面 的现 率 k 和 k：都 大 于零 )为 例 _2l，介绍 五坐 标端 铣 后 跟角 象 …。因此 在空 间 自由曲面五 坐标数 控加 工 中，如 何确 的计 算方法 。 定 各类 刀具 的无 干涉 刀位 轨迹 ，至今 仍是 一个 难题 。由 于快速 进 给铣 刀具 有很 多优 点 。对它 的 曲面端 铣加 工 刀位进 行研 究计 算 就变 得 十分 重要 ，在端 铣 刀 五坐 标 端 铣 数控 加 工 中 ，刀具 与加 工 表 面 的几何 拟 合 关 系非 常复杂 ，是 五坐标 端铣 数控 加工 及编 程技 术 的关 键 。 1 基本原理 采 用 端 铣 刀加 工 曲面 零 件 时 ，为 了避 免 刀 具 底 面 中心 与 加 工 表 面 接 触 以及 切 削 刃 与加 工 表 面发 生 干 涉 ，应 将 刀轴 置 于加 工 表 面法 向矢 量 ，l与 进 给方 向切 向矢量 ，所 在 的平 面 聆_厂之 内，五坐 标加 工 刀具位 置 如 图 1所示 ，聆一厂即为 端铣 加工 时 刀具 的摆 动平 面 ，刀 具 底 面 的刀 刃外 圆 或刀 刃外 圆环 面 与加 工表 面 接 触 ， 同时 刀 轴 将 沿 进 给 方 向与 加 工 表 面法 向矢 量 倾 斜 一 个 角度 卢， 角 称 为后 跟 角 ，图 中 ，R为 刀具 半 径 ， 为 环 形刀 刃 圆弧半 径 ，R=R—R (1-sin／3)为端 铣加 工 时环 形 刀 的有效切 削 半径 。如 果 刀具 的有效 切削 半径 大于 被 加 工 曲面 的 曲率 半 径 ，则 会 发 生切 削干涉 ，可 以通 过 加 大 平 头 刀 的倾 角 ，以减 小 有 效 切 削 半 径 ，避 免 干 涉 的发 生 。 收稿 日期 ：2015年 1月 回2015／7 机械制造53卷 第611期 为 单 位 刀 轴 矢 量 ， 和 ，分 别 为加 工 表 面 在 P点 处 的 的主 曲率 k 和 k：，根据 k。和 k：的不 同数值 组 合 ，可 将 单 位 法 向矢 量 和沿 进 给 方 向 的单 位 切 向矢 量 ，b=f~n， 加 工表