类直纹面整体叶轮曲面的侧铣加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102794488102794488B(45)授权公告日2015.01.21(21)申请号201210237109.8surfaceapproximation》.《International(22)申请日2012.07.10JournalforAdvancedManufacturingTechnology》.2006,(第29期),(73)专利权人上海交通大学朱利民等.《圆锥刀五轴侧铣加工刀具路径地址200240上海市闵行区东川路800号整体优化原理与方法》.《机械工程学报》.2010,(72)发明人毕庆贞朱利民王宇晗丁汉第46卷(第23期),(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限GershonElber.5-AxisFreeformSurface公司31236MillingusingPiecewiseRuledSurface代理人郭国中Approximation.《JournalofManufacturingScienceandEngineering》.2000,(第119期),(51)Int.Cl.樊宏周等.《任意扭曲叶轮五轴数控侧铣的算B23C3/00(2006.01)法研究》.《中国机械工程》.2010,第21卷(第2(56)对比文件期),CN101109944A,2008.01.23,审查员王泽莹JP8-229770A,1996.09.10,CN101271326A,2008.09.24,CN102495593A,2011.11.18,CN102129232A,2011.03.29,ChuCH,ChenJT.《Toolpathplanningforfive-axisflankmillingwithdevelopable权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称类直纹面整体叶轮曲面的侧铣加工方法(57)摘要本发明涉及一种类直纹面整体叶轮曲面的侧铣加工方法，首先，根据类直纹面整体叶轮曲面，获取近似的直纹面，近似直纹面采用两条边界三次B样条曲线表示；之后，根据近似直纹面和刀具参数，通过偏置方法获取离散刀具位置和姿态，通过B样条曲线插值得到初始刀具路径；然后，计算类直纹面到刀具包络面的距离，建立遵循误差评定准则的刀具路径整体优化模型，并将优化后的最大几何偏差与预定的加工精度进行比较，判断类直纹面能否通过侧铣达到加工精度要求；最后，若优化后的最大几何偏差小于预定的加工精度，生成最优刀具路径，输出刀具路径文件。本发明克服了当前侧铣加工方法只适用于直纹面叶片的问题，扩展了侧铣加工的适用范围。CN102794488BCN1027948BCN102794488B权利要求书1/2页1.一种类直纹面整体叶轮曲面的侧铣加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据类直纹面整体叶轮曲面，基于最小二乘原则获取近似的直纹面，所述近似直纹面采用两条边界三次B样条曲线表示，且所述的类直纹面为三维曲面模型或曲面点云数据文件，所述两条边界三次B样条曲线最小二乘意义下逼近类直纹面离散点云；(2)根据获取的近似直纹面和给定的刀具参数，通过偏置方法获取离散刀具位置和姿态，并通过B样条曲线插值得到初始刀具路径；(3)计算类直纹面到刀具包络面的距离，建立遵循误差评定准则的刀具路径整体优化模型，得到优化后的最大几何偏差；(4)将优化后的最大几何偏差与预定的加工精度进行比较，判断类直纹面能否通过侧铣达到加工精度要求，若优化后的最大几何偏差小于预定的加工精度，则该类直纹面可通过侧铣达到加工精度要求，生成最优刀具路径，输出刀具路径文件；否则，若优化后的最大几何偏差大于预定的加工精度，则该类直纹面不可侧铣。2.如权利要求1所述的类直纹面整体叶轮曲面的侧铣加工方法，其特征在于，所述初始刀具路径为一直纹面，采用刀轴轨迹面表示，具体采用下式表示：其中，P(t)和Q(t)表示两条边界三次B样条曲线；Ni,k(t)为B样条曲线的基函数；k是B样条曲线的阶数；TTTTT6(l+1)w＝[b0,…,bl,d0,…,dl]∈R，b0,…,bl和d0,…,dl分别为两条B样条曲线的控制点，即轴迹面的形状控制参数；l+1是B样条节点个数；a,t为曲面参数，且(a,t)∈[0,1]×[t0,t1]；t0是起始参数；t1是终止参数。3.如权利要求1所述的类直纹面整体叶轮曲面的侧铣加工方法，其特征在于，所述刀具路径整体优化模型采用下式表示：3其中，X(w)表示刀具空间运动生成的包络曲面；{pi∈R,1≤i≤n}表示类直纹面上的采样点，n是采样点的个数，R3是三维欧氏空间；是采样点到刀具包络面的距离，是类直纹面到包络面的最大距离。4.如权利要求1所述的类直纹面整体叶