曲面高逮精加工刃具规划的研究.PDFVIP

维普资讯 曲面 高 逮 精加 工 刃 具 规 划 的研 究 ★ 口 周纯江 摘 要：分析 了曲面高速加工对刀具轨迹的要求，提 出了等残留高度法生成曲面高速精加工刀具轨迹的基本原理。 通过微分几何理论计算短程线曲率半径，提 出了残留高度刀具轨迹生成算法。 关键词：高速加工 短程线 残留高度 中图分类号：THI61．1；TG506．1 文献标识码：B 文章编号：1000—4998(2006)06—0057—02 高速 切 削加工 (HighSpeedMachining，HSM)在 航 持恒 定 的材料切 除和 良好 的切 削负载管理 ，就要建-or 空航天 、汽车工业 和仪器仪表等行业得到 了广泛 的应 真正 的基于等残 留高度 的刀具轨迹生成方法 。等残 留 用 。在 自由曲面高速铣 削加工 的刀具切 削路径 的规划 高度法是通过控制相邻轨迹 问的距离使得轨迹 间的残 上提 出了更高 的要求 。如何合理规划 曲面高速铣 削刀 留高度不变 ，不管 曲面 的曲率 怎么变化 ，切削后 的残 留 具路径是近年来研究较 多 的一个 问题 。 高度是相等 的，并且能够保证 刀具载荷 的恒 定 ，特别是 加工 区域从垂直 区域转到水平 区域 ，或者相反 。从而在 Ⅱ 刀具路径规划的基本要求 已知一条刀具轨迹 的前提下计算下一条刀具轨迹 。 在 曲面高速加工 中，由于进给速度和加工速度很 步距 d即两条刀具轨迹 (指刀具与加工表面 的切 快 ，故刀具轨迹必须能够满足相应 的特殊要求 。高速加 触点轨迹 )之 间的线 间距 ，与残 留高度 (Scallopheihgt) 工对刀具轨迹要求有 以下几个方面 ：①最少 的刀具更 h、刀具有效切 削半径 R和 曲面沿行距方 向的法 曲率 换次数 ；②恒定的材料切除率和 良好的切削负载管理 ； 半径 R 密切相关 。其数学表达式为 ： ③平滑 的进退刀 ，保持刀具轨迹 的平稳 ，避免突然加速 。 √4(R+R )(h+R )一[R +2RR +(h+R )】 d = 一 或减速 ；④全程 自动防过切处理能力及刀柄 干涉检查 ； IR + hI ⑤基于毛坯余量知识 的再加工 ；⑥提供多种切 削方式 ， (1) 以实现切 削过程 的优化 ，易于生成光顺 的刀具轨迹 。 要保 持残 留高度值不变 ，则两切 削行 的步距就应该根 在 曲面高速铣 削的精加工 阶段 ，为 了达 到 良好 的 据 曲面在步距方 向的法 曲率半径来确 定 。实 际上过 曲 加工精度和表面质量 ，恒 定 的材料切 除率和 良好 的切 面 的给定 点且垂 直于 已知刀具轨迹 的 曲线有无数条 ， 削负载管理是极其重要 的，基 于等残 留高度 的刀具轨 相对于 已知刀具轨迹 ，所求 另一条刀具轨迹应该是在 迹生成是解决 曲面高速铣 削精加工 问题 的有效方法 。 该 点处与 已知轨迹距离最短 的 曲线上 。根据微分几何 理论 ，该连接 曲面上两个 已知 点 的距离最短 的 曲线 即 目 基于等残留高度的刀具路径规划 为短程线 。因此为求 出等残 留高度 的另一条刀具轨迹 ， (1)等残 留高度方法 的基本概念 在 自由曲面 的 应该先求 出短程线 的 曲率半径 。 多坐标数控 高速加工 中 ，刀具轨迹 的优 劣将直接影 响