螺旋转子成形铣刀廓形数值计算方法

使用成形法加工螺旋转子需要事先计算出成形铣刀的廓形。通过研究螺旋转子与铣刀之间的相对运动,基于螺旋面几何特征提出了螺旋母线的概念,其显著特征为:螺旋母线上距离铣刀旋转轴线之间距离最近的点即为接触点。提出了基于螺旋转子几何特征的接触线数值计算方法,利用二分逼近算法对初步计算的接触点进行迭代,可计算出满足任意精度要求的接触线,进而得到成形铣刀的廓形。为了验证该廓形的正确性,使用数字化运动仿真方法,得到了成形铣刀的运动点集。再使用指定空间内距离最短法,提取出铣刀点集内包络面上的点集。最后通过对比内包络面点集与螺旋转子理论轮廓面,最大误差为0.2526mm,平均误差为0.0478mm,结果表明基于几何特征的接触线数值计算方法和数值化运动仿真方法准确可行。

基于经线划分的非圆截面环形刀具刀位优化算法

目前环形刀具的刀位算法均未考虑圆刀片安装时存在的俯仰角和偏转角,因而在理论上存在较大的编程误差。针对实际使用刀具为非圆截面环形刀具的情况,通过对环形刀具的截面曲线进行分析,提出了一种基于经线划分的非圆截面环形刀具刀位优化算法。首先利用经线法求解出刀具表面和工件曲面之间的误差分布,然后根据此误差分布来调整刀具位置和姿态,使刀具表面与设计曲面在不发生干涉的情况下实现密切接触,从而得到刀具在指定定位点处的最优刀位。仿真结果表明,传统的五坐标刀位算法会产生较大的加工误差,而本文提出的算法消除了圆刀片安装时存在的俯仰角和偏转角所引起的加工误差,可有效提高复杂曲面的加工精度并获得满足给定编程公差的优化刀位。

复杂母线鼓形刀具宽行侧铣加工算法

基于宏域曲率吻合原则充分优化刀具参数,以鼓形刀有效特征线段上一端点与加工曲面的误差偏置面重合进行初步定位,通过调整鼓形刀具上有效特征线段端点的位置及刀具在该点绕曲面表面法矢方向和走刀方向旋转的角度以避免干涉和实现刀位优化,最终获得行宽为最大的无干涉刀位。