复杂曲面宽行数控加工的刀位和刀具姿态综合整体优化的内蕴几何学方法

发布时间：2025-01-01 02:32

　　 阐述了复杂曲面非球面刀具单触点宽行加工中刀位和刀具姿态综合整体优化的通用方法。基于微分几何的曲面活动标架理论,推导了以刀具曲面和设计曲面运动不变量描述非球面刀具宽行数控加工复杂曲面的刀具运动方程;在综合考虑刀位和刀具姿态的影响下,分别以一个走刀过程的加工效率和加工精度最优为目标,建立能确保刀具相对工件运动连续光滑的刀位和刀具姿态优化的泛函极值模型。最后,分别以一个鼓形曲面刀具通过旋转的主切削运动和一个椭圆抛物曲面片刀具通过直线平动的主切削运动数控加工复杂曲面的仿真实例论证了本方法的精确性、有效性和通用性。

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【部分图文】：

图2 刀具曲面沿设计曲面上的刀触点轨迹线的相对运动在曲面活动标架下的描述

然后，将它们全部安装到某六轴联动的数控加工机床上，如图2所示，坐标系是与数控机床机架固结的固定坐标系。那么，在刀具坐标系和工件坐标系(即与设计曲面Σp固结的坐标系)之间就形成了如图3所示的运动变换路径。在图3中，以图中的虚线为界，在坐标系St和Sp之间存在两条运动变换路径：虚....

图3 从刀具曲面Σt到刀具包络曲面Σg的坐标变换路

图2刀具曲面沿设计曲面上的刀触点轨迹线的相对运动在曲面活动标架下的描述式(2)、(4)是将i=t,p分别代入式(1)得到的。式(3)是刀具曲面Σt的活动标架Sft[Mt;et1et2ntM]到设计曲面Σp的活动标架Sfp[Mp;ep1ep2npM]的运动....

图4 刀具包络面Σg沿接触线Lg与曲面Σp的偏差

式(8)是由刀具曲面和设计曲面运动不变量参数及其相互关系描述的单触点宽行数控加工复杂曲面的误差计算公式，它为通过调整刀具运动控制单触点宽行数控加工复杂曲面的误差提供了方便。4复杂曲面单触点宽行加工的行宽

图5 宽行数控加工的两类问题的数学模型

图5所示单触点宽行加工复杂曲面的情形，在任意刀触点Mp处，刀具曲面展成包络面(特征线)Lg。对于刀具曲面包络面Σg来说，每一个刀触点Mp处(曲纹坐标为(upM(t),υpM(t)))都有唯一的包络特征线Lg，即曲面Σg的υt线。设Qg(1)和Qg(2)是包络特征线Lg上分别位于....

本文编号：4021920