槽特征内型转角一体化精加工方法

摘要

一种槽特征内型转角一体化加工方法，它首先根据槽特征粗加工信息，建立粗加工余量曲线方程；然后对粗加工余量曲线进行离散；将侧面余量方程离散的点向外法向偏置形成加工侧面的刀位点；利用转角处的离散点和侧面余量曲线方程，根据恒定接触角和最大接触角原则在转角处进行循环加工，求出转角处的刀位点，进而形成轴向第一层刀位点；沿刀具轴向反向将第一层刀位点按轴向切深逐层偏置直至最后一层，得到所有刀位点；设置进退刀圆弧，连接所有刀位点，形成槽特征内型转角一体加工方法的完整刀轨。该发明避免了换刀，提高了工件表面加工质量；考虑了接触角对刀具受力的影响，提出了恒定接触角和最大接触角原则，减少刀具震动，延长了刀具的使用寿命。

主权项

一种槽特征内型转角一体化精加工方法，其特征是它包括以下步骤：步骤1，根据槽特征的粗加工信息，获得槽特征内型及转角的粗加工余量；步骤2，根据粗加工余量信息，构建包含粗加工余量的信息模型，在槽特征腹板所在平面内建立含粗加工余量的槽特征内型边的曲线方程，以下简称加工余量的曲线方程；步骤3，依据加工余量的曲线方程，按照设定的离散精度对粗加工余量曲线进行离散，得到离散点集P；步骤4，选择进刀点，设置圆弧进刀；步骤5，计算在加工侧面直线段L时刀具的接触角，并将设定为最大接触角；步骤6，将侧面余量方程离散得到的点沿各自在内型面外法向方向偏置一个值ε形成加工侧面直线段时的刀位点；步骤7，由于转角处余量不均匀，为改善刀具的受力情况，在加工转角时采用循环铣的方式进行加工，根据转角处余量曲线方程离散的点求解循环铣径向第一层切削刀轨的刀位点与接触点；步骤8，通过圆弧段、直线段和圆弧段三段线段将径向第一层循环刀轨形成封闭刀轨；步骤9，按照步骤3的方法对封闭环中的圆弧和直线段进行离散，得到相应的刀位点；步骤10，以上一层径向循环刀轨加工过程的接触点为控制顶点，拟合成B样条曲线，得到当前加工余量的曲线方程； 步骤11，根据拟合的B样条曲线，计算刀具与转角面贴合时的刀具接触角β；步骤12，如果β≤α，则刀具按照直线走刀，该直线刀轨同加工侧面时的直线刀轨在同一直线上；当刀具与转角面完全贴合时，刀轨改变方向加工转角另一侧面；按照0.005‑0.015的离散精度对相应的曲线方程进行离散，得到该段的刀位点，则该处转角本层刀轨计算完毕，继续步骤14；步骤13，如果β>α，则重复步骤6、7、8、9、10、11，直到接触角β≤α；步骤14，同理，求出其他内型转角和侧面处的刀具轨迹，轴向第一层刀位点计算完毕；步骤15，沿刀具轴向反向将轴向第一层刀位点按轴向切深逐层偏置，直至最后一层，形成所有层的刀位点；步骤16，设置圆弧退刀，设置每个刀位点的刀轴矢量，形成槽特征内型转角精加工完整加工刀轨。