復雜多曲面數控加工刀具軌跡生成方法研究.pdf

1、隨著計算機技術的進步和全球制造業(yè)的發(fā)展，數控技術作為制造自動化的基礎技術和關鍵技術，已經成為當今衡量一個國家工業(yè)化水平、綜合國力的重要標志。數控編程技術作為數控技術中的重要組成部分，一直是當前數控技術的研究熱點。本文針對數控銑削加工編程理論及其應用問題，并結合國家十五重點科技攻關項目“產品設計CAD軟件”，對復雜多曲面數控加工編程中的粗加工、精加工和補加工的相關理論和關鍵技術進行了系統(tǒng)研究與實踐。
　　 針對等高粗加工刀具軌跡生

2、成的效率和穩(wěn)定性問題，本文對粗加工切削區(qū)域邊界的提取方法和切削區(qū)域邊界拓撲結構的識別技術進行深入研究，提出了基于Z-map模型的粗加工切削區(qū)域生成算法。通過高效的邊界追蹤方法提取切削區(qū)域邊界，提高了粗加工刀具軌跡生成的效率，并利用邊界描述樹自動識別切削區(qū)域的嵌套關系，提高了粗加工刀具軌跡生成的穩(wěn)定性。
　　 傳統(tǒng)的刀具軌跡的干涉處理算法往往只適用于特定的刀具類型，不能適用于各種刀具類型并且缺乏可擴展性。本文對刀具干涉產生的原因、

3、刀具干涉的類型和處理策略進行了系統(tǒng)的研究，主要研究成果有：(1)針對刀具的面內干涉問題，提出了基于廣義偏置面的APT刀具干涉檢查和處理算法，通過分析APT刀具表面與干涉檢查三角片之間的干涉關系，推導出APT刀具的干涉量計算公式；在對刀具軌跡的誤差進行分析的基礎上，實現(xiàn)了APT刀具的走刀步長和殘留高度的計算。算法適用于各種APT定義的刀具類型，可作為數控自動編程系統(tǒng)中刀具干涉量計算與消除的通用算法；(2)針對復雜多曲面加工中的面間干涉問題

4、，定義了擴展切削區(qū)域的概念，提出了基于擴展切削區(qū)域的無干涉刀具軌跡生成算法，快速穩(wěn)定的生成橫跨多張曲面的無干涉刀具軌跡，成功地解決了在曲面過渡區(qū)域處因切矢不連續(xù)、縫隙和重疊所造成的刀具干涉問題，并能準確判定刀具軌跡上的拐點，提高了零件的加工精度和表面質量。
　　 數控補加工區(qū)域的提取和刀具自動計算是補加工刀具軌跡生成的關鍵問題。在深入分析現(xiàn)有補加工刀具軌跡生成方法的基礎上，提出了基于C-map模型的數控補加工刀具軌跡生成算法，根