【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铣削加工领域，更具体地，涉及一种基于改进型Butterfly细分的三角网格自由曲面环形刀具轨迹规划方法。技术背景自由曲面被广泛应用于航天、汽车、船舶等产品设计领域，对自由曲面加工的刀具轨迹规划具有重要意义。自由曲面可以用参数面片和多边形面片表示。但参数面片的精确建模困难，且参数面片的拼接和分割易出现干涉与间隙，步骤繁琐，计算量大。但多边形面片，尤其是三角面片分割及拼接准则简单，具有较高鲁棒性，在曲面相交运算中不存在高次曲线相交运算，具有较高的计算效率。五轴数控加工中，圆柱或圆锥棒铣刀、环形棒铣刀及球头棒铣刀多用于窄型腔结构曲面的侧铣加工，球头刀、尖齿平底刀和环形刀常用于复杂自由曲面的端铣加工。球头刀尖位置切削速度为零，近刀尖部分切削速度低，切削成型表面质量低，为避免球头刀在加工过程中产生干涉，刀具半径一般较小，导致刀具轨迹排列过于紧密，降低加工效率。尖齿平底刀切触点等效曲率随刀具倾角的变化而变化，对曲率分布不均匀的曲面具有一定适应性，较球头刀而言具有更高的加工效率，但尖齿平底刀切削刃为端面与侧面交界边缘线，磨损速度快，成形余量大，加工表面粗糙，常用于复杂自由曲面加工的粗加工阶段。而环形刀切削刃上不存在切削速度极低的位置，且切触点等效半径随倾角的变化而变化，对曲率分布不均匀的自由曲面具有较强适应性；且环形刀切削刃带有圆角，避免了过度切削磨损后形成的加工误差，具有更高的加工精度。自由曲面形状复杂，曲率分布状况复杂，精度和效率要求高，故采用环形刀进行加工更符合自由曲面端铣加工高效高精的特点。当前的刀具轨...
【技术保护点】
一种基于改进型Butterfly细分的网格自由曲面环形刀具轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建三角网格自由曲面的环形刀具切削模型，对环形刀具实际切削刃进行参数建模，并对三角网格自由曲面进行微分几何分析，建立三角网格曲面的曲率特征模型；2)以三角网格曲面环形刀具切削模型为基础，对切触点CC点处的几何特征进行分析，并求解环形刀具在三角网格自由曲面上的切削路径宽度；3)以三角网格曲面为基础构建局部递归分割曲面，对三角面片序列中的元素进行切削路径宽度检查，若三角面片不符合切削路径宽度检查准则，则采用改进型Butterfly细分方法对三角面片进行细分后对细分生成的三角面片再次进行切削路径宽度检查，直至每个三角面片符合切削路径宽度检查准则；4)构建刀具轨迹规划所需的数据结构模型，主要包括对基准点、基准列的定义和顶点数据结构的定义；5)遍历三角网格曲面上的三角面片并进行包容性判定，确定曲面模型的边界；6)以模型边界为初始刀具轨迹，向内偏置形成螺旋型刀具轨迹。
【技术特征摘要】
1.一种基于改进型Butterfly细分的网格自由曲面环形刀具轨迹规划方法，其特征在于，
包括以下步骤：
1)构建三角网格自由曲面的环形刀具切削模型，对环形刀具实际切削刃进行参数建模，
并对三角网格自由曲面进行微分几何分析，建立三角网格曲面的曲率特征模型；
2)以三角网格曲面环形刀具切削模型为基础，对切触点CC点处的几何特征进行分析，并
求解环形刀具在三角网格自由曲面上的切削路径宽度；
3)以三角网格曲面为基础构建局部递归分割曲面，对三角面片序列中的元素进行切削路
径宽度检查，若三角面片不符合切削路径宽度检查准则，则采用改进型Butterfly细分方法对
三角面片进行细分后对细分生成的三角面片再次进行切削路径宽度检查，直至每个三角面片
符合切削路径宽度检查准则；
4)构建刀具轨迹规划所需的数据结构模型，主要包括对基准点、基准列的定义和顶点数
据结构的定义；
5)遍历三角网格曲面上的三角面片并进行包容性判定，确定曲面模型的边界；
6)以模型边界为初始刀具轨迹，向内偏置形成螺旋型刀具轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中的构建三角网格自由曲面
的环形刀具切削模型的方法如下：
对环形刀具曲面进行建模：环形刀曲面与...
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