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5轴自由曲面上加工行距的计算方法研究

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航空精密制造技术 2004年第6期40卷 30-32页

作者：束长林孙玉文大连理工大学机械学院大连116024

根据刀具扫掠曲面方程和设计曲面上等残留高度的等距曲面方程,讨论了一种精确的等残留高度加工带宽计算方法,由此确定出加工行距;且该方法可为局部干涉检测提供必要的数学基础。

关键词： 5轴数控加工平头铣刀加工行距

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三角网格曲面环形刀五轴加工宽行距刀具路径生成方法

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农业机械学报 2021年第5期52卷 392-403页

作者：陈良骥赵波马龙飞高飞天津工业大学机械工程学院天津300387

针对三角网格曲面五轴数控加工中普遍使用的截平面法加工行距较窄、加工效率较低的问题,提出一种可变行距的宽行加工刀具路径生成方法。首先,以三角网格数据重构为基础,提出一种基于KdTree网格区域划分的求交算法,实现了网格数据点的快... 详细信息

针对三角网格曲面五轴数控加工中普遍使用的截平面法加工行距较窄、加工效率较低的问题,提出一种可变行距的宽行加工刀具路径生成方法。首先,以三角网格数据重构为基础,提出一种基于KdTree网格区域划分的求交算法,实现了网格数据点的快速获取;然后,分析环形刀及三角网格曲面的几何特性,在无曲率干涉条件下提出通过改变侧倾角并优化前倾角使刀具有效切削半径最大化的方法,获得以加工行距最大化为优化目标的最佳刀具倾角组合;最后,结合三角网格曲面的特性建立一种环形刀刀具离散模型,并提出了相应的干涉检测与修正方法。仿真实验表明,在相同加工条件下,本文加工行距优化方法较现有方法明显增大了加工行距、提高了加工效率,而且所提出的刀具干涉与修正处理方法能有效避免局部刀底干涉及全局刀杆干涉现象的发生。

关键词：五轴数控加工三角网格曲面环形刀加工行距干涉处理

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自由曲面五轴端铣加工宽行距刀路生成方法研究

自由曲面五轴端铣加工宽行距刀路生成方法研究

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作者：赵波天津工业大学

学位级别：硕士

科学技术的快速发展,使得医疗器械、航空航天、光学设备等领域的零件几何模型变得愈加复杂。近年来,随着精密测量仪器及图形处理器技术（GPU）的发展,三角网格因其快速灵活,适应性强的特点,被越来越多的应用于CAD/CAM领域。但由于三角... 详细信息

科学技术的快速发展,使得医疗器械、航空航天、光学设备等领域的零件几何模型变得愈加复杂。近年来,随着精密测量仪器及图形处理器技术（GPU）的发展,三角网格因其快速灵活,适应性强的特点,被越来越多的应用于CAD/CAM领域。但由于三角网格模型只能输出实体模型的少量几何信息且数据分布不规则,使得数控加工过程中不能很好的对刀具姿态调节控制,所以目前面向五轴的曲面网格模型数控加工研究还不充分,大多局限于三轴加工,加工效率低下。本文通过对复杂曲面三角网格模型数据分析来精确控制每一刀触点处的刀具摆姿,在达到最大加工行距的同时进行干涉处理,完成了复杂曲面三角网格模型的刀具轨迹生成。并且针对三角网格曲面模型直接生成刀位数据作为走刀数据会产生较大误差的特点,研究了刀具轨迹的插值算法,在一定程度上缓解了面向三角网格数控加工的表面质量问题。（1）针对三角网格文件中存储信息紊乱无序随机排列的问题,重新建立了三角网格信息的拓扑关系,在此基础上提出了一种新的基于Kd-Tree的三角网格求交算法,从而可以锁定一条轨迹线上每个刀触点所对应三角面片的具体索引位置。并给出了此任意刀触点处法矢量、行距方向以及对应法曲率信息的计算方法。（2）对环形刀及三角网格曲面的几何特性进行分析,提出在无曲率干涉条件下通过改变侧倾角并优化前倾角使刀具有效切削半径最大化的方法,获得以加工行距最大化为优化目标的最佳刀具倾角组合。之后结合三角网格曲面的特性建立了一种环形刀刀具离散模型并提出了相应的干涉检测与修正方法。（3）研究了网格曲面由于自身特性原因,相比参数曲面而言网格逼近曲面会产生较大的弦高误差,若直接把刀位点作为数控代码的走刀坐标,会造成机床刀具的走刀步长难以控制,同时还存在由于刀具摆动产生的非线性误差,这些将直接影响到工件表面的加工质量。本文首先对弦高误差与非线性误差建立数学模型,之后通过把合成的总误差作为设计公差,在给定精度条件下,对相邻刀位点间插值的方法,达到优化加工轨迹的目的。

关键词：五轴数控三角网格曲面环形刀加工行距干涉处理刀具轨迹

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