五轴加工刀具路径生成的有效加工域规划方法.pdfVIP

第43卷第7期 机械工程学报 v01．43No．7 2007年7月 Jul． 2007 CHD4ESEJOURNALOFMECHANICALENGINEEIUNG 五轴加工刀具路径生成的有效加工域规划方法宰 俞武嘉傅建中 陈子辰 (浙江大学现代制造工程研究所杭州310027) 摘要：为复杂曲面五轴数控加工的刀具路径优化生成问题提出一种新的有效加工域规划方法。在对工件被加工表 面和刀具的几何特征进行分析的基础上，得到在加工件表面上各处的最优可加工域宽度和刀具切削方向。通过采 用离散采样和插值计算生成优化的有效加工域集，得到最优化的初始刀具路径；同时建立一种迭代有哪些信誉好的足球投注网站算法，用 于解决最优加工域的选择规划问题。采用此算法生成优化的后续刀具路径，使得有效加工域最终完全覆盖整个被 加工表面。给出的示例显示相对于传统的五轴加工刀具路径生成算法，有效加工域规划方法可以减少刀具路径的 总长度和加工时间，得到更为优化的刀具路径和更好的工件表面质量，因此有效加工域规划方法可以被用于五轴 数控加工实践以降低加工成本和提高产品质量。 ， 关键词：刀具路径有效加工域规划五轴数控加工 中图分类号：TIG659 向，有哪些信誉好的足球投注网站得到曲面上一条优化的初始化路径，并且 O前言 构建了一种迭代算法生成相邻的刀具路径。最终生 成的(近似)最优路径具有最大的切削宽度和最短的 五轴数控加工技术近年来被广泛的应用于民用 刀具路径总长度。 ． 工业和军事工业产品的加工。由于同传统三轴加工 相比增加了两个附加的自由度，五轴加工能够获得 1有效加工域参数计算 更高的生产效率和更好的加工质量，因此成为了数 控领域研究的重点。 数控加工成形过程就是刀具沿着预定的刀具路 五轴加工中的刀具路径规划问题一直是能否实 径对工件毛坯进行切削加工，最终形成工件外形的 现高效的自由曲面加工的关键。目前，在实际生产 过程。切削过程中刀具通过扫掠在被加工表面形成 中应用较多的刀具路径规划方法还是比较基本的等 了一个加工区域，此加工的部分区域与理想加工面 参数线加工方法和等截面线加工方法【l】，由于上述 的误差小于或等于预定的加工精度要求，而其余部 方法均为按事先给定的方向确定加工路径，加工表 分区域则不符合加工精度要求。本文将符合加工精 面残余高度误差的分布不均匀，为保证最大残余高 度要求的那部分加工区域定义为有效加工域。可见， 度误差而使走刀行距过于保守，加工效率偏低。因 要将工件表面加工成形，必须满足有效加工域完全 此提高加工效率，充分发挥五轴数控加工设备的性 覆盖被加工面这一要求。 能是亟待解决的问题【2J。 有效加工域的两个最重要的特征参数是域宽度 为了产生高效合理的刀具路径，国内外学者提 和域切削方向。域宽度表征有效加工域覆盖区域阿 出了多种不同的方法，并且在应用中取得了一定的 大小，域切削方向表征了产生的刀具路径的流向， 成效。国外学者如RAO等提出P血cipal觚is方法，直接影响域宽度值。两者都会对最终产生的刀具路 PI等提出G融nd．舶e方法，LIN等发展出误差自适 径质量产生重大的影响，因此是本文描述的重点。 应生成算法；周艳红、周云飞、高军和杨勇生等