[发明专利]一种映射到柱面上的复杂微特征球冠面车削轨迹生成方法

权利要求书

1.一种映射到柱面上的复杂微特征球冠面车削轨迹生成方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)在空间直角坐标系下建立柱面球冠的模型，选择圆柱轴线为X轴，根据螺旋轨迹的螺距对X轴进行刻度划分，同时对径向角度进行划分；

其中建立柱面球冠的模型，即将球冠向柱面径向进行映射，使微特征球冠在长度为LL半径为R_L的柱面上均匀分布，球冠在柱面上的径向分布个数为n_j，轴向分布个数为n_x，轴向球冠分布间隙为l_x；

以球冠边际点M为切点做球冠的切线LM，则切线相交竖轴的交点L为待映射圆柱的中心线上一点，点L到所述的球冠底平面中心点N的距离即为所述的待映射圆柱的半径，设定所述圆柱的中心L到所述球冠最高点H的距离为h，设定所述球冠所在球的半径为R，设定LM与LN之间的夹角为θ_max，则球冠底平面半径R_s的求解方程为：

选择圆柱的轴线为X轴，螺旋轨迹的螺距为lj，将径向角度划分为tt份，则轴向刻度为：

推导出柱面径向角度坐标为：

θ_i＝2πi/tt (3)

其中，i为对柱面轴向刻度划分的份数，i＝1,2,3,…,LL·tt/lj；

(2)根据设定的径向球冠分布个数划分出球冠处柱面分布角度和非球冠处柱面分布角度；

(3)推导圆柱面生成表达式，将柱面轴向按照螺距刻度划分，根据非微特征球冠处柱面分布角度按照径向所分份数生成非微特柱面刀触点轨迹；

(4)推导柱面球冠表达式，将柱面轴向按照螺距刻度划分，根据微特征球冠处柱面分布角度按照径向所分份数生成微特征球冠处柱面刀触点轨迹；

(5)选取刀具半径，根据刀具半径补偿公式对刀触点进行刀具半径补偿生成刀位点轨迹；

(6)将刀位点坐标输出生成数控机床加工NC代码。

2.根据权利要求1所述的一种映射到柱面上的复杂微特征球冠面车削轨迹生成方法，其特征在于：所述步骤(2)中，根据设定的径向球冠分布个数划分出球冠处柱面分布角度和非球冠处柱面分布角度，设定径向球冠分布个数为n_j，则可推出径向球冠间隙角度θ_l为:

θ_l＝2π/n_j-2θ_max (4)

当且时，此为非球冠处柱面径向分布角度，其中c＝i\tt；

当且时，此为球冠处柱面径向分布角度，其中c＝i\tt。

3.根据权利要求1所述的一种映射到柱面上的复杂微特征球冠面车削轨迹生成方法，其特征在于：所述步骤(3)中，螺旋轨迹的螺距lj为在进行柱面微特征数控加工中，刀具沿工件径向车削一周在工件轴向的进给长度，刀具在工件径向车削一周过程中每两点之间的径向角度为2π/tt，同时在轴向刀触点刻度为lj/tt，整个微特征柱面结构加工完成后刀触点总点数为LL·tt/lj；

依据划分的轴向刻度推导所述非球冠处微特征柱面径向分布角度下的圆柱面刀触点轨迹为：

其中，i＝1,2,3,…,LL·tt/lj，j＝1,2,…,n_j。