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基于参数曲面映射的五轴数控螺旋加工轨迹计算方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2013
  • 页码:100-109
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳110016, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划,2011CB302400)和国家自然科学基金(50975274,51175479)资助项目.
  • 相关项目:无定位非刚体复杂曲面零件的五轴数控加工方法研究
中文摘要:

采用五轴数控机床进行高速加工时,加工干涉及曲面转角处的突变会造成刀轴矢量剧烈变化,而采用传统的退刀再进刀的方法又难免导致加工效率及质量的降低。针对上述问题,提出一种新颖的适用于五轴高速加工的刀具路径生成算法。该方法由偏微分方程的热传导模型,计算得到映射参数域内满足加工参数的温度等值线,制定映射规则并在标准参数域内规划出加工轨迹,从而在对应参数域内映射生成螺旋轨迹,并将该轨迹映射到参数曲面上获得曲面的螺旋加工轨迹,该轨迹可以实现无退刀加工。采用上述算法进行了仿真,仿真结果表明该方法优于现有加工方法,可实现基于参数曲面及裁剪曲面的复杂型腔的高速加工。

英文摘要:

Using 5-axis CNC machine tools for high speed machining, once a mutation occurs somewhere in the processing interference and mutations of surface comer, the mutation of tool axis vector may occur rapidly, while the use of traditional methods including retracting and then engaging again, will inevitably lead to reduce the product quality and process efficiency. To solve the above problems, a novelty path generation algorithm for 5-axis high speed machining is proposed. The processes are carried out which are using partial differential equations of heat conduction model and defining the projection parameters of projection region for the calculation of contours within the projection region, selecting out of the temperature contours which meet the processing conditions, defining the mapping rules and planning processing trajectory within the standard parameter domain, then mapping trajectory to the corresponding parameter domain to generate spiral trajectory, and mapping the spiral trajectory to the parametric surface to generate the spiral processing trajectory. This processing trajectory can be achieved without retracting processing. Using the above algorithm to obtain the simulation results, it shows that the new method is superior to traditional processing methods. The results also show that this method can achieve high-speed processing based on the complexity of parametric surfaces and cavity of trimmed surface.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603