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一种基于初始曲线变换的五轴加工刀具扫掠体计算方法
机械 设计 与制造 第4期 14 Machinery Design Manufacture 2013年4月 一 种基于初始曲线变换的五轴加工刀具 扫掠体计算方法 黄仲辉，王清辉 (华南理工大学 机械与汽车工程学院，广东 广州 510641) 摘 要：针对五轴数控加工中刀具与工件的相交问题，提出一种基于初始曲线变换的刀具扫掠体的算法。它首先通过分 析各个刀位上的速度向量，并且根据包络理论分析包络轮廓线的特征和形成规律，求出初始曲线上各离散点的旋转角 度，初始曲线变换后得到包络轮廓线，连接各刀位上的包络轮廓线形成刀具扫掠体，最后通过实例验证了所涉及到的刀 具扫掠体求解的正确性。算法具有方法简单、计算准确、运算效率高等优点，并可进一步推广至任意形状刀具的扫掠体的 计算和分析 关键词：初始曲线；五轴；扫掠体；包络轮廓线 中图分类号：TH16；TG659；TP391．9 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2013)04—0014—03 AMethodologytoGenerateCutterSweptVolumeinFive-AxisMilling BasedonSwitchofInitiaICurves HUANGZhong-hui，WANGQing-hui (SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，GuangdongGuangzhou 510641 China) Abstract：Amethodologytogeneratethecuttersweptvolumebyinitialeur1)esisproposedfortheintersectionbetweentools andworkpiecesinfi,~e--oocismilling．Firstitanalyzesthevelocityonew(htoolposition，thechar~wtersandgeneratinglawof sweptprofilesbasedontheenvelopetheory．Thenitcalculatestherotationangleofdiscretepointsoninitialcu~es．Afterthe switchofallinitialcurues，itconnectsthemtobethesweptvolume．Atlast，thevalidityofsolutionisverifiedbyanexample． Themethodiseasy，ext~tandhasahighefficiencyattdCaltbeextendedtoewduatethesweptvolunle(differentcutters． KeyW ords：InitialCurve；Five-Axis；SweptVolume；GrazingCurve (1)很多方法仪适用于i轴或四轴加T，难以应用于更复杂 J l石 的刀具运动。 五轴联动数控加工主要应用于高精度复杂曲面的加T，在 (2)很多生成刀具扫掠体的方法都建立在曲面族包络面方 航空、汽车、船舶和现代模具等行业有着非常重要的州途II，然而 程的基础L，这样生成的算法比较复杂，需要复杂的代数方程或 高昂的生产成本制约着它在]二业领域的普及化。为了提高产品的
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