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1、第06期2017年06月198机械设计与制造Machinery Design & Manufacture极坐标下的非球刀具数控加工无干涉刀位计算方法沈辉，田枫,李儒琼（上海师范大学信息与机电工程学院，上海200234）摘 要：对在五坐标数控加工环境卞利用圓环面刀具加工复杂曲面的情况进行了综述，采用一种基于参数表面真实特 彳正的近似行菲公式来计算等行跖，并将其谨行押广。具体描述了刀具模型的建空过券，将其简化并通过坐标系的就转变 换至编程坐标系中。阐述了三维刀补算法的原理，为了求出接触点的数提和法矢，应用了三角化离散曲面的方法,从而生 成刀位札迹,之后为了保证加工精度和曲面的平滑度，运用了四元數插
2、补法进行优代,并将其运用在了鞋植的加工中，通 过误差分析验证了其可frlio关键词:五轴数控加工;环面刀具;点接触加工;宽行线接触加工中图分类号:TH16；TP39173文献标识码:A文章编号：1001 -3997(2017 )C6-0198-04A Method For Calculating The Non - Interference Cutter Location In The Non -Spherical Cutting Tool Under Polar CoordinatesSHEN Hui, TIAN Feng, LI Ru-qiong(College of informatio
3、n and electrical engineering. Shanghai Normal University. Shanghai 200234, China)Abstract： a brief review of machining sculpture surface has been provided which is based on theCNC machining aiukorusculterA n approximate spacing formula of real characteristic parameters has been provided which is cal
4、culaled based on the surface spacing and we have generalized this method. It describes the process of establishing the cutting tool mode 19 and simplifies the system of the coordinate system to the programming coordinale system. In this paper93D cutter rtuUuscompe n$ at ion theory d iniroducetL In o
5、rder fo obtain the data and the normal vector of 血 contact poi/4 the method of Iriangulalion is used to generate the tool path. In order to guarantee machining accuracy and outface smoothness. Jour element interpolation method is used to optimize the tool path, and the feasibility of this method is
6、verified by the error analysis in detaiLKey Words：5-Axis NC Machining； Torus Cutter； Point Contact Machining； Line Contact Machining1引言在数控加工中,-f更要的任务是刀具路径规划，其任务是将 f 几何模型转化为数控机床所规定的NC代码叫根据坐标系的 不同，刀具路径规划可分为两类，一种是基于葭角坐标系，另一种是 基于参数坐标的.住直角坐标系下的路径规划是通过曲面和平行平 面求交而得到，而住参数坐标系下的路径规划町以直接沿参数方向 得到，这是目前适用于CAZVCAM
7、软件上的主要方法叫在国外，为了使数控加工曲面得到完善，一些工业发展快的国 家逐渐开始运用非球头刀。特别是平头立铳刀.它具有曲率分布范 圉大、适于宽行加工、切削条件好、便于计算等粹点,对于一咚大熨 复杂曲面和回转曲面来说.其优点更加明显。然而现在运用非球头 刀来加工曲面的方法还不成熟,并没有理论和实际运用上的创新和 突破,很大一部分只是在球头刀刀位轨迹计算方法的前提下,进行部分的处理但是干涉检査以及处理分析方法还需要进一步完善。针对这一情况，提出一种新的算法，这种方法运用了非球面刀 貝,在加工过程中可做到无干涉加工,并可白动生成刀位轨迹o在这 种方法中我们按照曲面微分几何特性的不同，将其分成凸区
8、域 或者非凸区域.根据凸曲面所具有的特点,我们将对其使用快速 算法叫而非凸区域则进行干涉检査及处理.以自动生成曲而平头立 铳刀无T涉的刀位轨迹.从而可以使切削效率得到进一步提高，同 时可使整个曲面的加匸精度和加工质就得到保障本节研究了一类 非球面刀具（圆环面铳刀）曲面三轴加匸情况,这种刀具采用一种基 于参数丧面富实待补的近似行跆公式來计算等行距.此外.种变 步长算法被采用并推广到NURBS曲面加工，该算法由Loney和 Ozsoy提出忆它可以提高用等参数方法路径规划时的效率.因为该 方法比其它常用的方法更精确,所以更适于和等残留高度方法一起第06期2017年06月198第06期2017年06月198来稿日期：2016-12-26基金项目：上海自然科学基金（13ZR1430000）作者简介:沈辉.（1974）.男上海人硕士研究生讲师主要研究方向:数字化制造
极坐标下的非球刀具数控加工无干涉刀位计算方法
