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GENERATION METHOD FOR FIVE-AXIS NC SPIRAL TOOL PATH BASED ON PARAMETRIC SURFACE MAPPING 被引量:2
1
作者 ZHOU Bo ZHAO Jibin +1 位作者 LIU Weijun LI Lun 《Journal of Systems Science & Complexity》 SCIE EI CSCD 2013年第5期676-694,共19页
A new spiral tool path generation algorithm for 5-axis high speed machining is proposed in this paper.Firstly,the voltage contours are calculated to satisfy the machining parameters in the mapping parametric domain by... A new spiral tool path generation algorithm for 5-axis high speed machining is proposed in this paper.Firstly,the voltage contours are calculated to satisfy the machining parameters in the mapping parametric domain by means of the electrostatic field model of partial differential equations.Secondly,the mapping rules are constructed and the machining trajectory is planned out in the standard parametric domain in order to map and generate the spiral trajectory in the corresponding parametric domain.Finally,this trajectory is mapped onto the parametric surface for the obtainment of the spiral tool path.This spiral tool path can realize the machining of complicated parametric surface and trimmed surface without tool retractions.The above-mentioned algorithm has been implemented in several simulations and validated successfully through the actual machining of a complicated cavity.The results indicate that this method is superior to the existing machining methods to realize the high speed machining of the complicate-shaped cavity based on parametric surface and trimmed surface. 展开更多
关键词 5-axis NC machining mapping rule partial differential equations spiral tool path.
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等重叠率螺旋线的非球面抛光轨迹规划 被引量:5
2
作者 曲兴田 王宏一 +2 位作者 樊成 吴文征 刘孝龙 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期126-131,共6页
为改善抛光轨迹以获得更好的加工精度,分析了轨迹在非球面上所产生的去除区域的覆盖情况,并提出了一种等重叠率螺旋线抛光轨迹规划方法。基于赫兹接触理论的去除区域的覆盖情况分析表明,常用的阿基米德螺旋线由于弹性接触变化和投影行... 为改善抛光轨迹以获得更好的加工精度,分析了轨迹在非球面上所产生的去除区域的覆盖情况,并提出了一种等重叠率螺旋线抛光轨迹规划方法。基于赫兹接触理论的去除区域的覆盖情况分析表明,常用的阿基米德螺旋线由于弹性接触变化和投影行距变化导致轨迹间去除区域接触变化,从而不能保证加工精度均匀一致,为此引入了重叠率的概念以量化分析该变化情况。提出的轨迹规划方法分析了重叠率的变化特点,并依据螺旋线的性质建立了螺旋线行距与非球面面形的变化关系,保证了轨迹间去除区域的稳定接触。仿真结果表明,在非球面抛光过程中应用等重叠率螺旋线轨迹,重叠率变化范围从阿基米德螺旋线轨迹的56.1%~26.2%缩小到现在方法的56.1%~55.3%,为非球面抛光的均匀性和一致性奠定了基础。 展开更多
关键词 非球面 抛光 螺旋线轨迹 等重叠率
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利用调和映射的复杂网格曲面螺旋刀轨生成算法 被引量:4
3
作者 陈晓兵 廖文和 +1 位作者 戴宁 杨峰 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期1399-1404,共6页
针对截平面法规划的复杂网格曲面刀轨的加工效率不高问题,提出一种复杂网格曲面螺旋刀轨生成算法.首先采用调和映射的方法对网格曲面进行参数化,然后根据残留高度确定参数网格中的参数环,在相邻参数环的参数点之间进行"分组匹配&qu... 针对截平面法规划的复杂网格曲面刀轨的加工效率不高问题,提出一种复杂网格曲面螺旋刀轨生成算法.首先采用调和映射的方法对网格曲面进行参数化,然后根据残留高度确定参数网格中的参数环,在相邻参数环的参数点之间进行"分组匹配",并依次计算初始和精确的对角参数螺旋线;在此基础上采用"区域划分"的方法快速生成了无干涉的网格曲面螺旋刀轨.对于复杂网格曲面的实验结果表明,文中的螺旋刀轨能够有效地提高截平面法刀轨的加工效率,且能够保证较好的加工质量. 展开更多
关键词 三角网格曲面 调和映射 参数环 对角参数螺旋线 螺旋刀轨
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型腔铣削加工光滑螺旋刀轨生成算法 被引量:9
4
作者 王玉国 周来水 +1 位作者 安鲁陵 顾步云 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期216-220,共5页
针对传统行切、环切刀轨存在方向突变的拐角,不适用于型腔快速铣削的问题,提出一种新的刀轨生成算法。首先通过线性插值型腔边界的等距多边形生成螺旋状折线,然后以指数函数分布规律插入控制顶点,以这些控制顶点所定义的B样条曲线为基... 针对传统行切、环切刀轨存在方向突变的拐角,不适用于型腔快速铣削的问题,提出一种新的刀轨生成算法。首先通过线性插值型腔边界的等距多边形生成螺旋状折线,然后以指数函数分布规律插入控制顶点,以这些控制顶点所定义的B样条曲线为基础规划最终刀轨。所生成刀轨不需要离散成大量小直线段即可直接用于具有NURBS插补功能的高速数控系统;另外,刀轨可以任意阶连续,从而减小切削力的变化幅度,避免方向突变,提高加工效率和加工精度。 展开更多
关键词 型腔 铣削 刀轨 螺旋 B样条
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面向零件陡峭面加工的刀路优化问题研究 被引量:4
5
作者 赵东宏 卢章平 +1 位作者 王庭俊 杨华春 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第24期3295-3300,共6页
针对目前数控加工过程中零件陡峭面螺旋切削加工方式的局限,在对高速加工(HSM)切削路径进行研究的基础上,借鉴手工编程的优点,通过整合辅助螺旋线和平面轮廓线的投影对计算机辅助制造(CAM)过程进行优化,提出一种新型复合式螺旋切削刀路... 针对目前数控加工过程中零件陡峭面螺旋切削加工方式的局限,在对高速加工(HSM)切削路径进行研究的基础上,借鉴手工编程的优点,通过整合辅助螺旋线和平面轮廓线的投影对计算机辅助制造(CAM)过程进行优化,提出一种新型复合式螺旋切削刀路,从而扩展了先进螺旋切削方式在高速加工中的应用范围。VERICUT软件模拟和实际加工的结果表明,新型刀路能够满足陡峭面和平面并存零件高速加工路径的要求。 展开更多
关键词 高速加工 陡峭面 螺旋切削 路径优化
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大型核电叶片的螺旋磨削刀具轨迹生成 被引量:5
6
作者 杨建中 张栋 +1 位作者 李江威 周金强 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第10期1549-1553,共5页
为了提高大型核电叶片的磨削加工效率和改进现有的砂带磨削刀具轨迹生成方法,提出了一种针对组合曲面叶片的六轴联动螺旋磨削方法。该方法根据组合曲面相邻边界曲线与曲面造型提出了叶片砂带螺旋磨削切触点和刀具轨迹的计算公式。基于... 为了提高大型核电叶片的磨削加工效率和改进现有的砂带磨削刀具轨迹生成方法,提出了一种针对组合曲面叶片的六轴联动螺旋磨削方法。该方法根据组合曲面相邻边界曲线与曲面造型提出了叶片砂带螺旋磨削切触点和刀具轨迹的计算公式。基于课题组自主开发的编程系统平台编制了相应的数控编程模块,生成了连续光滑的叶片螺旋磨削加工刀具轨迹。与砂带磨削原有的横向、纵向磨削方式相比,大大减少了叶片磨削过程中的让刀时间,提高了加工效率,降低了生产成本。 展开更多
关键词 叶片 六轴联动 砂带磨削 螺旋加工 轨迹规划
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复杂曲面等残留高度螺旋刀具轨迹生成方法的研究 被引量:4
7
作者 蔡有杰 姜淑凤 +1 位作者 王世刚 陶贞钧 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第6期59-61,65,共4页
复杂曲面加工中,刀具轨迹规划是数控加工技术的关键,它的优劣性将直接影响曲面加工的精度和效率。在总结等残留高度法和螺旋走刀模式的特点基础上,对等残留高度法进行改进,提出了基于等残留高度法的螺旋加工模式刀具轨迹生成方法,给出... 复杂曲面加工中,刀具轨迹规划是数控加工技术的关键,它的优劣性将直接影响曲面加工的精度和效率。在总结等残留高度法和螺旋走刀模式的特点基础上,对等残留高度法进行改进,提出了基于等残留高度法的螺旋加工模式刀具轨迹生成方法,给出了该方法的生成刀具轨迹的流程。该方法解决了等残留高度法轨迹线零散、轨迹不光滑、不利于高速加工的缺点,实现了加工轨迹光滑连续,在确保加工精度的前提下,提高了曲面加工效率。最后,利用此方法对叶片零件加工实例进行了刀具轨迹规划,在UG加工模块中完成了加工仿真,验证了方法的优越性。 展开更多
关键词 复杂曲面 等残留高度法 螺旋刀轨 五轴数控机床
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面向高速加工的等残余螺旋轨迹生成方法 被引量:5
8
作者 孙玉娥 林浒 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1249-1253,共5页
针对现有轨迹生成方法难以满足高速加工的要求的问题,提出一种等残余高度螺旋轨迹直接生成方法.首先根据首末2条边界曲线的不同连接方式进行分类,对存在的3种连接方式分别设计了不同的初始螺旋轨迹生成方式;然后采用等残余轨迹生成方法... 针对现有轨迹生成方法难以满足高速加工的要求的问题,提出一种等残余高度螺旋轨迹直接生成方法.首先根据首末2条边界曲线的不同连接方式进行分类,对存在的3种连接方式分别设计了不同的初始螺旋轨迹生成方式;然后采用等残余轨迹生成方法偏置初始螺旋轨迹.这种直接生成的螺旋轨迹与传统通过求环形轨迹间的对角曲线生成的螺旋轨迹相比,可更好地保证加工表面的质量,同时也有效地增大了单条路径长度,具有较少的路径转接点.实例分析表明,文中方法能够满足高速加工的要求. 展开更多
关键词 刀具路径规划 高速加工 螺旋轨迹 残余高度 数控
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反向间隙误差对螺旋转子精铣精度的影响及其仿真 被引量:2
9
作者 仓公林 王乾廷 +2 位作者 桂贵生 方锦华 刘杰 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1394-1397,共4页
为实现大模数少齿数螺旋转子的高效精加工,研究了数控机床旋转轴反向间隙积累误差对转子精加工法向齿厚的影响。首先建立螺旋面的方程并计算其法向矢量,求得球头铣刀精加工刀位数据;然后推导反向间隙积累误差的估算公式,分别采用空间环... 为实现大模数少齿数螺旋转子的高效精加工,研究了数控机床旋转轴反向间隙积累误差对转子精加工法向齿厚的影响。首先建立螺旋面的方程并计算其法向矢量,求得球头铣刀精加工刀位数据;然后推导反向间隙积累误差的估算公式,分别采用空间环形走刀和空间平行走刀对转子加工过程进行仿真,得到走刀循环次数与反向间隙积累误差值之间的关系曲线。仿真结果和数控机床试切结果表明,当转子法向齿厚尺寸较小时,采用空间环形走刀方式效率较高且能保证精度;当法向齿厚处于临界值时,可以采用空间环形走刀,但需对端面型线作出一定角度的旋转以抵消误差积累;当法向齿厚较大时,应该采用空间平行走刀方式规划刀具路径。 展开更多
关键词 反向间隙误差 螺旋曲面 刀具路径规划 系统仿真 NC加工
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叶片螺旋铣加工中的刀具轨迹动力学分析与优化方法研究 被引量:2
10
作者 于桂欣 张定华 +1 位作者 单晨伟 孟志强 《新技术新工艺》 2006年第4期47-50,共4页
从分析刀具轨迹动力学特性入手,通过对CLS文件分析,结合工厂加工叶片的实际情况,发现了影响叶片缘头表面质量的关键性因素,并提出解决的办法。
关键词 叶片 螺旋铣 数控加工 刀具轨迹优化
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锥形螺旋叶片参数化建模与五轴刀路生成 被引量:1
11
作者 张文祥 韩江 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第11期23-25,共3页
根据锥形螺旋叶片的形成,推导出锥形等螺距螺旋线参数建模所用公式,应用CAD软件绘制出螺旋线,通过单截面线双导动线"扫掠"的方法生成螺旋泵所需的螺旋曲面。对叶片进行加工工艺分析,应用多轴加工软件Hyper MILL进行五轴加工... 根据锥形螺旋叶片的形成,推导出锥形等螺距螺旋线参数建模所用公式,应用CAD软件绘制出螺旋线,通过单截面线双导动线"扫掠"的方法生成螺旋泵所需的螺旋曲面。对叶片进行加工工艺分析,应用多轴加工软件Hyper MILL进行五轴加工工艺规划,选择合适的五轴加工机床、叶片五轴数控加工方法、加工刀具、装夹定位方式、设定五轴高速加工工艺参数,生成螺旋叶片粗加工和精加工的五轴高速加工刀具路径和机床加工代码,有效地减少了加工步骤,提高了螺旋叶片的加工表面质量和加工效率。 展开更多
关键词 螺旋叶片 参数化建模 五轴刀轨 加工工艺 HYPERMILL
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螺旋罗茨转子四轴加工刀路规划 被引量:1
12
作者 巫修海 张宝夫 程子瑜 《制造技术与机床》 北大核心 2013年第8期114-116,共3页
通过分析螺旋罗茨转子的成型规律,建立了球头刀加工螺旋转子的加工模型,规划了刀具路径,通过等弧长平分法和控制残留高度的等参数法两种方式处理转子端面型线数据点,比较了两种数据点处理优缺点,在此基础上定制了一种规律化的四轴编程模... 通过分析螺旋罗茨转子的成型规律,建立了球头刀加工螺旋转子的加工模型,规划了刀具路径,通过等弧长平分法和控制残留高度的等参数法两种方式处理转子端面型线数据点,比较了两种数据点处理优缺点,在此基础上定制了一种规律化的四轴编程模版,采用该模版不需太多编程经验可以快速编制加工程序,从而高效加工螺旋转子,在实际加工中,取得了较好的社会经济效益。 展开更多
关键词 螺旋罗茨转子 四轴加工 刀路规划
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复合型陡峭曲面高速加工刀路的优化
13
作者 王庭俊 赵东宏 王武林 《工具技术》 北大核心 2016年第5期69-72,共4页
针对现有数控加工中螺旋刀轨对曲面形状适应性差、无法应用于复杂陡峭曲面的问题,提出了一种复合型内侧陡峭面螺旋刀轨。一方面,通过构建圆柱螺旋线的方法获得光顺的螺旋驱动曲线;另一方面,通过抽取实体并将顶部曲面替换为平面的方法构... 针对现有数控加工中螺旋刀轨对曲面形状适应性差、无法应用于复杂陡峭曲面的问题,提出了一种复合型内侧陡峭面螺旋刀轨。一方面,通过构建圆柱螺旋线的方法获得光顺的螺旋驱动曲线;另一方面,通过抽取实体并将顶部曲面替换为平面的方法构建检查几何体;然后将螺旋驱动曲线和检查几何体导入CAM软件,对进退刀轨迹进行光顺化处理,从而生成连续光顺的螺旋刀轨。刀轨模拟和实际加工结果表明,复合型内陡峭面螺旋刀轨有效解决了高速加工中的切削颤振,显著提高了内侧陡峭面的加工效率和加工精度。 展开更多
关键词 高速加工 陡峭内曲面 螺旋切削 刀路优化
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基于三角网格曲面映射的数控高速加工刀轨规划 被引量:6
14
作者 许都 秦衡峰 周后明 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2371-2379,共9页
为进一步改善数控加工曲面的表面质量,提出一种针对三角网格曲面的螺旋刀具数控加工轨迹规划方法,在充分考虑刀具轨迹的几何与动力学特性以及三角网格单元特性的基础上,有效减少了抬刀次数,保持了刀具轨迹的连续性。该方法从网格边界轮... 为进一步改善数控加工曲面的表面质量,提出一种针对三角网格曲面的螺旋刀具数控加工轨迹规划方法,在充分考虑刀具轨迹的几何与动力学特性以及三角网格单元特性的基础上,有效减少了抬刀次数,保持了刀具轨迹的连续性。该方法从网格边界轮廓曲线上的刀触点开始逐层偏置,在参数域上对刀触点进行规划,并拟合成螺旋轨迹,将其逆映射到网格曲面上得到螺旋加工轨迹。与传统的截面法和环切法相比,该算法可以生成一条具有边界一致性、轨迹光滑连续的、无需多次进退刀的高质量螺旋加工轨迹。 展开更多
关键词 三角网格 网格单元 映射规则 螺旋轨迹 刀具
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叶片等残留高度数控螺旋铣加工刀具轨迹的规划算法 被引量:2
15
作者 刘广领 周来水 安鲁陵 《机械制造与自动化》 2011年第4期153-155,共3页
根据叶片的曲面特征,提出了基于等残留高度的叶片五坐标数控螺旋铣加工方法,设计了刀具轨迹生成算法,在UG二次开发环境下编程实现。该方法满足相邻刀轨之间的等残留高度要求,无冗余刀轨。避免了刀轨间的抬刀,可实现连续的切削加工,在满... 根据叶片的曲面特征,提出了基于等残留高度的叶片五坐标数控螺旋铣加工方法,设计了刀具轨迹生成算法,在UG二次开发环境下编程实现。该方法满足相邻刀轨之间的等残留高度要求,无冗余刀轨。避免了刀轨间的抬刀,可实现连续的切削加工,在满足误差要求的前提下可显著提高加工的效率。 展开更多
关键词 叶片 等残留高度 螺旋铣加工 刀具轨迹
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基于球头铣刀的弧齿锥齿轮小轮铣削加工方法研究
16
作者 魏巍 张连洪 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第8期101-106,共6页
弧齿锥齿轮小轮铣削通常在专用机床上采用铣刀盘实现,从而导致制造成本较高。为了降低弧齿锥齿轮小轮的制造成本,提出一种在通用四轴数控铣床上采用球头铣刀进行铣削加工的方法。根据齿面数学模型计算齿面离散点坐标,进而创建齿轮实体... 弧齿锥齿轮小轮铣削通常在专用机床上采用铣刀盘实现,从而导致制造成本较高。为了降低弧齿锥齿轮小轮的制造成本,提出一种在通用四轴数控铣床上采用球头铣刀进行铣削加工的方法。根据齿面数学模型计算齿面离散点坐标,进而创建齿轮实体模型。分析齿根铣削时球头铣刀与齿轮的空间位置关系,以铣削一侧共轭齿面时不刮伤对侧共轭齿面为原则确定球头铣刀直径。以刀杆与齿面不发生干涉为前提,确定处于各个加工位置时的刀轴方向。以沿齿高和齿长方向均匀分布的齿面离散点为基础,创建沿齿高方向分层的粗铣刀路和沿齿长方向分层精铣刀路。创建包含机床、刀具和轮坯的仿真加工环境,完成齿轮铣削仿真。结果表明:相比于铣刀盘,球头铣刀加工得到的过渡曲面曲率半径更大,可降低齿根处的应力集中程度。将刀路导入数控加工系统,在四轴数控铣床上完成齿轮的粗铣和精铣,获得的齿面具有较好的光洁度,从而验证了本方法的可行性。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 数控铣床 球头铣刀 刀具路径 仿真加工
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螺旋刀具轨迹规划的水平集方法 被引量:1
17
作者 詹阳烈 庄春刚 熊振华 《机械制造》 2009年第3期39-41,共3页
提出了一种新的螺旋线刀具轨迹生成方法。运用水平集边界推进技术,以型腔边界作为初始零水平集,通过求解水平集方程得到一系列等距线;同时运用曲率流技术平滑等距线的高曲率交点,避免高速加工过程中的刀具损伤。最后,使用相邻等距线的... 提出了一种新的螺旋线刀具轨迹生成方法。运用水平集边界推进技术,以型腔边界作为初始零水平集,通过求解水平集方程得到一系列等距线;同时运用曲率流技术平滑等距线的高曲率交点,避免高速加工过程中的刀具损伤。最后,使用相邻等距线的对角线来生成螺旋线刀具轨迹。该方法能够生成连续平滑的加工轨迹,适用于平面型腔的高速切削加工。 展开更多
关键词 螺旋刀具轨迹 型腔加工 水平集方法 曲率运动
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基于加工中心弧齿锥齿轮展成加工的CAM研究 被引量:2
18
作者 刘东华 黄恺 马占军 《辽宁工学院学报》 2005年第4期237-239,242,共4页
对利用四轴联动加工中心加工弧齿锥齿轮的展成方法进行了研究和探讨,利用VC++编制刀位轨迹并参数化,UG读入刀轨实现仿真并且采用特殊手段进行后置处理,最后生成相应加工中心下加工弧齿锥齿轮的数控代码。
关键词 弧齿锥齿轮 加工中心 刀具轨迹 展成
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一种拟合三维复杂螺旋刀具轨迹NURBS插值逼近方法 被引量:2
19
作者 邓华波 王玮琪 +1 位作者 梁务宇 刘思远 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期937-944,共8页
目的 提出一种基于非均匀有理B样条拟合的空间螺旋刀具路径整体插值逼近方法,解决曲面弧度急变产生的刀具路径插值拟合误差较大的问题。方法 通过解析几何特征,找出拟合误差较大的型值点,在合适位置插入适量的虚拟数据点,计算插入数据... 目的 提出一种基于非均匀有理B样条拟合的空间螺旋刀具路径整体插值逼近方法,解决曲面弧度急变产生的刀具路径插值拟合误差较大的问题。方法 通过解析几何特征,找出拟合误差较大的型值点,在合适位置插入适量的虚拟数据点,计算插入数据点后的曲线拟合误差,并与误差期望值进行比较,若不满足期望误差值则继续插入虚拟数据点。结果 拟合得到的空间曲线逐渐逼近原始型值点,拟合误差符合工况要求,计算量较小。结论 笔者所提方法以较少计算量拟合曲线,能准确表达刀具路径的参数,适用于曲率急变的空间曲线或曲面拟合的刀具轨迹规划工作。 展开更多
关键词 非均匀有理B样条 空间螺旋曲线拟合 刀具路径 插值逼近
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一种2.5轴曲面粗加工环切轨迹规划方法
20
作者 李汉卿 倪伟 王亚平 《模具工程》 2011年第8期61-64,共4页
本文介绍了一种在含有内边界的加工区域内按环形切削方式规划刀具轨迹的方法。首先,取加工区域某一内边界按等距步距向外等距,如果等距后的轨迹环与其它内边界发生干涉,则将两环做片操作,如果等距后的轨迹环与外边界发生干涉,则将... 本文介绍了一种在含有内边界的加工区域内按环形切削方式规划刀具轨迹的方法。首先,取加工区域某一内边界按等距步距向外等距,如果等距后的轨迹环与其它内边界发生干涉,则将两环做片操作,如果等距后的轨迹环与外边界发生干涉,则将两环做交操作,从而得到铷始轨迹环。其次。将与外边界做交操作得到的轨迹环中与外边界重复的区间删除,形成一些非封闭的轨迹环,然后按一定顺序将得到的封闭及非封闭轨迹环连接得到该区域的粗加工环切轨迹。利用该方法得到的粗加工轨迹能够有效地减少刀具全吃刀以及提高加工效率。 展开更多
关键词 粗加工 环切轨迹 轨迹规划
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