[发明专利]超精密车削刀具干涉校验方法

权利要求书

1.一种超精密加工刀具干涉校验方法，包括以下步骤：

建立刀具、工件、机床坐标系并在相应坐标系下得到刀具及工件数学表达式；

由工件及刀具几何信息得到刀具控制点加工轨迹；

选取第i个加工控制点P(x_i,y_i,z_i)，并在机床坐标系下确定此时待加工工件数学表达式，以及控制点P处的刀具前刀面、后刀面特征方程；

利用同一时刻前/后刀面方程及工件表面方程在线性不等式约束及非线性不等式约束下预先选取判断范围，并利用最优化数值方法求解前刀面与工件表面最大干涉距离，后刀面与工件表面最大干涉距离，副后刀面与工件表面最大干涉距离；

重复步骤4，遍历加工轨迹任意点，并得到最小值，最小值，最小值；

对比、、与切深大小关系，判断刀具前、后刀面是否干涉；

其中，控制点P(x_i,y_i,z_i)处的刀具特征方程为：

刃口曲线：

前刀面：

后刀面：

副后刀面：

式中：刀具前角α，刀具后角β，第二后角γ，刀鼻半径r；

其中，前刀面与工件表面最大干涉距离利用下式求解：

刀具前角α，刀具后角β，前刀面刀高h₁，刀鼻半径r，刀具刃口包括角φ；

根据切削深度a进行刀具干涉校核，校核判定条件如下所示：

如计算校核结果同时满足以上三个条件，可判定刀具与工件不存在干涉情况，满足加工使用条件；如条件中有一项不满足，并分别根据条件1，2，3不满足项可具体分析得到是由前刀面，后刀面，副后刀面中的哪一个特征面干涉引起，并指导后续刀具参数优化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的刀具的前角为零度或非零度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的刀具后刀面为圆柱面或圆锥面，有一个或多个副后刀面。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：.基于工件初始位姿确定工件初始表面方程，并根据工件运动形式，确定任意控制点对应时刻的工件表面方程；根据刀具控制点与刀具的相对几何关系，利用刀具几何参量，得到任意控制点处的刀具特征面方程。