[发明专利]一种叶片砂带磨削数控加工的刀位轨迹规划方法

说明书

技术领域

本发明属于数控加工中的刀轴控制方法，具体涉及一种叶片砂带磨削数控加工的刀位轨迹规划方法。

背景技术

叶片为薄壁类自由曲面，曲率变化剧烈，在经过数控铣削加工过后，还需要抛磨表面，目前通常采用多轴数控砂带磨床进行表面磨削加工。

在叶片砂带磨削中，砂带接触轮与工件表面为线接触，为了提高叶片加工的型面几何精度和表面质量，需要同时控制接触线的矢量方向与型面法矢方向才能在不破坏叶片型面轮廓的情况下完成磨削加工，叶片砂带磨削必须在通常的联动方式下再增加一个联动轴，才能达到较好的磨削效果。

现有的多轴联动砂带磨削加工中，刀具轨迹的规划大多是采用等参数线的规划方式：在待加工曲面对应的参数域中，选择等U参数线或者等V参数线方式规划出一系列的初始点，并将相邻两条参数线起始点以直线相连，由此即可获得一条连续的参数域的刀具路径。将参数域刀具路径投影到模型空间就得到了实际的加工轨迹。但是，这种路径存在一个缺点，即没有充分考虑刀轴方向对加工的影响，常常会因为刀轴位置和方向的原因而发生干涉、过切，从而影响表面质量，对叶片型面流线造成破坏，影响叶片的性能。

发明内容

本发明旨在针对现有技术中存在的问题，提出一种叶片砂带磨削数控加工的刀位轨迹规划方法，其通过对刀具的轴向进行相应控制，从而消除加工中的干涉或过切问题，而且可以优化加工表面质量，提高加工产品的性能。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案为：

一种叶片砂带磨削数控加工的刀位轨迹规划方法，包括如下步骤：

(1)生成刀具轨迹导动曲线，计算刀触点；

根据加工曲面的几何特征，采用等参数线或者截面线等方式得到初始刀具轨迹导动曲线，计算刀触点。

(2)根据初始刀具轨迹计算无干涉的刀位点；

通过刀触点P(P_x,P_y,P_z)计算刀位点O(O_x,O_y,O_z)的公式为：

Ox=Px+(R+kh)·NiOy=Py+(R+kh)·NjOz=Pz+(R+kh)·Nk]]>

式中，N是叶片曲面上该刀触点的单位法向量N(N_i,N_j,N_k)，R为刀具半径，kh为考虑叶片型面接触点因加工精度和加工余量而作的法向调整量。

(3)根据刀触点的曲面法矢计算砂带支撑轴矢量；

砂带支撑轴矢量计算公式为：V_N＝r，其中，V_N为砂带支撑轴矢量，r为叶片型面法线矢量。

(4)计算接触轮轴向矢量；