[发明专利]基于旋转矢量的异型零件铣削加工方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种基于旋转矢量的异型零件铣削加工方法。

背景技术

传统异型盘状类零件一般采用数控铣或线切割方式，进行铣削加工，为了提高精度，对数控机床的要求很高，明显增加了设备成本，而且加工效率比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于旋转矢量的异型零件铣削加工方法，解决了现有加工方法设备成本高，加工效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于旋转矢量的异型零件铣削加工方法，通过对加工零件外轮廓封闭曲线的频谱分析，得到旋转矢量叠加轨迹参数，再根据旋转矢量叠加轨迹参数控制加工机构的工作。

本发明的有益效果是，与普通的数控加工相比：1）基于旋转矢量设置的铣削加工机构，对于一些异型零件的加工，提高了加工效率，降低了加工成本，加工精度高，适用于小批量异型零件的加工。2）基于旋转矢量的铣削加工机床的制作方法，利用信号的二维信号傅里叶变化，平面封闭曲线可以分解为多个旋转矢量的叠加，利用这一原理，异型零件的边界曲线可以分解为多个旋转矢量的叠加，通过控制各旋转矢量的转速以及大小以及初始相位，控制旋转运动的速度是比较方便的，能够针对不同的零件外轮廓线进行加工机构的变换设计，具有一定的通用性。

附图说明

图1是本发明方法采用的封闭曲线旋转矢量分解原理示意图；

图2是本发明方法采用的二维旋转矢量铣削加工机构结构示意图；

图3是本发明方法实施例所要加工的异型盘状零件的结构示意图。

图中，1.零件型材，2.工件旋转电机，3.铣刀电主轴，4.刀架旋转电机，5.机床床身。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，是本发明基于旋转矢量的异型零件铣削加工方法，所采用的封闭曲线旋转矢量分解原理，采用复向量表示点在二维平面内的位置，设定f(t)是在平面内的一条周而复始的封闭曲线，平面内封闭曲线f(t)能够写成一个以t为自变量的复函数：

f(t)＝x(t)+iy(t)，其中，X(t)是f(t)在实轴上的投影；t(t)是f(t)在虚轴上的投影；则f(t)按下式展开成傅里叶级数形式：

f(t)=Σn=-∞∞Cneinω0t(n=0,±1,±2,......),]]>其中的ω₀是基频，即主轴的角速度，C_n是一个复数，写成

根据信号谱分析的基本原理，平面内的封闭曲线总是能够分解为多个圆周运动即旋转矢量的叠加，这些圆周运动的角速度为nω₀，n＞0时与主轴旋转同向，n＜0时则反向；代表旋转矢量的幅度以及初始相位，半径为r_n即旋转矢量的幅度，初始相角为

利用上述的这一原理，对于一些异型盘类零件，通过提取零件外轮廓线，进行封闭曲线谱分析，然后利用旋转矢量叠加的思路设计加工方法。下表1给出了三类盘状零件外围轮廓线的旋转矢量分解。

表1、三类盘状零件外围轮廓线的旋转矢量分解对比