一种基于起旋辅助线的型腔高速螺旋铣削方法技术

本发明专利技术公开了一种基于起旋辅助线的型腔高速螺旋铣削方法，通过等距离分度型腔轮廓的内等距环，采用主成分分析计算型腔轮廓内等距环上外放样点的两根主轴，而后通过长度因子寻优截取部分长主轴，以此作为型腔放样的起旋辅助线；将应用矢量法得到起旋辅助线上距离外放样点最近的点，即内放样点，对应连接型腔的内外放样点，得到放样线；线性插值放样线，生成螺旋折线；插入以指数函数规律分布的控制顶点，进行B样条优化后最终生成螺旋刀轨。本发明专利技术采用主成份分析，在型腔中引入了一条起旋辅助线，再通过线性插值和B样条曲线拟合技术生成螺旋刀轨，大幅度的增大了切削宽度的均值，降低了重复切削率，减小了刀轨长度，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于起旋辅助线的型腔高速螺旋铣削方法。
技术介绍
型腔铣削广泛应用于飞机、模具、汽车等领域。工业制造中80％的机械零件可通过2.5D铣削加工成型。即使是复杂的零件，也通常采用层切法进行粗加工。对于型腔的铣削加工，传统方法通常采用行切[3]和环切[4]算法进行刀轨生成，但切削刀轨存在方向突变，使切削力急剧增大，工件强烈振动发生形变，降低工件表面加工质量，因此，刀具在型腔边界拐角处必须降低进给量，导致生产效率低下。行切和环切的刀轨只有C1连续，无法适用于高速铣削。为此，许多学者提出了不同的光滑刀轨规划方法。HeldM,SpielbergerC.Asmoothspiraltoolpathforhighspeedmachiningof2Dpockets[J].Computer-aidedDesign,2009,41(7):539-550基于型腔中轴规划螺旋刀轨；LiX,LiangJ,NiP,etal.Novelpathgenerationalgorithmforhigh-speedpocketmilling[J].InternationalJournalofProductionResearch,2014通过线性插值和B样条优化进行螺旋刀轨的生成；RomerocarrilloP,TorresjimenezE,DoradoR,etal.Analyticconstructionandanalysisofspiralpocketingvialinearmorphing[J].Computer-aidedDesign,2015:1-10在嵌入阿基米德螺线的基础上得到了一条光滑的螺旋加工路径。但上述方法虽然提高了刀轨的连续性，但应用于不规则型腔中存在切削宽度的均值偏小及重复切削率高等不足，导致刀轨长度大和切削效率低。
技术实现思路
为了解决目前切削刀轨长度大和切削效率低的技术问题，本专利技术提供一种可大幅度增大切削宽度的均值，降低重复切削率，减小刀轨长度，提高生产效率的基于起旋辅助线的型腔高速螺旋铣削方法。为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是，一种基于起旋辅助线的型腔高速螺旋铣削方法，包括以下步骤：步骤一，等距离分度型腔轮廓的内等距环，采用主成分分析计算型腔轮廓内等距环上外放样点的两根主轴，而后通过长度因子寻优截取部分长主轴，以此作为型腔放样的起旋辅助线；步骤二，将应用矢量法得到起旋辅助线上距离外放样点最近的点，即内放样点，对应连接型腔的内外放样点，得到放样线；步骤三，线性插值放样线，生成螺旋折线；步骤四，插入以指数函数规律分布的控制顶点，进行B样条优化后最终生成螺旋刀轨。所述的一种基于起旋辅助线的型腔高速螺旋铣削方法，所述的步骤一中，包括以下具体步骤：步骤1，将型腔轮廓fout(t)向内偏移刀半径R，得到内等距环f(t)，将内等距环按长度等分为m份，以内等距环f(t)上任意一点p1为型腔轮廓的第一个分度点，沿内等距环的顺时针方向，每间隔Δl距离选取外分度点pi(1≤i≤m)，得到型腔轮廓的外放样点p＝{pi|i＝1,2,...,m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于起旋辅助线的型腔高速螺旋铣削方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，等距离分度型腔轮廓的内等距环，采用主成分分析计算型腔轮廓内等距环上外放样点的两根主轴，而后通过长度因子寻优截取部分长主轴，以此作为型腔放样的起旋辅助线；步骤二，将应用矢量法得到起旋辅助线上距离外放样点最近的点，即内放样点，对应连接型腔的内外放样点，得到放样线；步骤三，线性插值放样线，生成螺旋折线；步骤四，插入以指数函数规律分布的控制顶点，进行B样条优化后最终生成螺旋刀轨。

【技术特征摘要】
1.一种基于起旋辅助线的型腔高速螺旋铣削方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，等距离分度型腔轮廓的内等距环，采用主成分分析计算型腔轮廓内等距环上外放样点的两根主轴，而后通过长度因子寻优截取部分长主轴，以此作为型腔放样的起旋辅助线；步骤二，将应用矢量法得到起旋辅助线上距离外放样点最近的点，即内放样点，对应连接型腔的内外放样点，得到放样线；步骤三，线性插值放样线，生成螺旋折线；步骤四，插入以指数函数规律分布的控制顶点，进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雄兵，宋永锋，刘芝平，易兵，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43