整体刀具容屑槽磨削砂轮位姿规划方法技术

本发明专利技术公开了一种整体刀具容屑槽磨削砂轮位姿规划方法，该方法基于圆弧投影原理将容屑槽的槽宽曲线和芯厚回转面投影至砂轮轴截面内，依据槽宽曲线的圆弧投影与砂轮的轴截面廓形曲线之间的干涉量计算槽宽等效加工误差，依据芯厚回转面的圆弧投影的上包络线与砂轮的轴截面廓形曲线之间的干涉量计算芯厚等效加工误差，以槽宽等效加工误差和芯厚等效加工误差的平方和最小为优化目标建立砂轮位姿规划模型，求解得到的砂轮位姿可同时保证容屑槽前角、芯厚半径和槽宽的加工精度，该方法每次迭代时不需要预测刀具容屑槽的端截面廓形，模型求解速度快、稳定性高。稳定性高。稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
整体刀具容屑槽磨削砂轮位姿规划方法


[0001]本专利技术涉及一种整体刀具容屑槽磨削砂轮位姿规划方法，属于整体刀具磨削加工领域。

技术介绍

[0002]整体刀具是汽车、模具、航空航天等重要领域复杂零件加工常用的切削刀具。容屑槽是整体刀具的关键结构，其几何参数（包括前角、芯厚和槽宽）对刀具切削力、刀体刚度、刀齿强度和排屑能力有直接影响。因此，如何在制造刀具时磨削出精确的容屑槽几何参数是保证整体刀具性能的关键。
[0003]加工整体刀具容屑槽需要使用五轴数控工具磨床，保证容屑槽几何参数加工精度的关键是正确设置磨削过程中的砂轮位姿。经对现有技术的文献检索发现，公开号为CN103624653A的中国专利技术专利公开了一种用于成形麻花钻容屑槽的加工方法，根据容屑槽芯厚半径、砂轮半径和砂轮安装角，确定直圆柱砂轮的安装位置，可保证容屑槽前角和芯厚的加工精度，但该方法无法保证容屑槽槽宽的加工精度；另外，有一种可同时保证容屑槽前角、芯厚和槽宽加工精度的砂轮位姿规划方法（Ren Lei, Wang Shilong, Yi Lili. A generaliz本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种整体刀具容屑槽磨削砂轮位姿规划方法，其特征在于，包括如下步骤：建立刀具坐标系、砂轮坐标系和固定坐标系，刀具坐标系与刀具固连，砂轮坐标系与砂轮固连，固定坐标系与机床固连，令砂轮回转面上一点与刀具容屑槽的刀刃曲线上一点满足共轭条件，确定砂轮在机床中的位置；根据圆弧投影原理，将刀具容屑槽的槽宽曲线投影至砂轮的轴截面内，得到槽宽曲线的圆弧投影，将刀具容屑槽的芯厚回转面投影至砂轮的轴截面内，得到芯厚回转面的圆弧投影；在所述砂轮的轴截面内，计算槽宽等效加工误差和芯厚等效加工误差，所述槽宽等效加工误差是指槽宽曲线的圆弧投影与砂轮的轴截面廓形曲线之间的干涉量，当槽宽曲线的圆弧投影与砂轮的轴截面廓形曲线相切时，所述槽宽等效加工误差为0，所述芯厚等效加工误差是指芯厚回转面的圆弧投影的上包络线与砂轮的轴截面廓形曲线之间的干涉量，当芯厚回转面的圆弧投影的上包络线与砂轮的轴截面廓形曲线相切时，所述芯厚等效加工误差为0；以槽宽等效加工误差和芯厚等效加工误差的平方和最小为优化目标，建立砂轮位姿规划模型，采用优化算法求解砂轮位姿规划模型得到优化后的砂轮位姿。2.根据权力要求1所述的整体刀具容屑槽磨削砂轮位姿规划方法，其特征在于，包括：所述刀具坐标系的三个坐标轴分别为x
t
轴、y
t
轴、z
t
轴，刀具坐标系的原点O
t
位于刀具端面的中心，x
t
轴与y
t
轴位于刀具端面上，x
t
轴与刀刃曲线相交，z
t
轴与刀具的轴线重合，并指向刀具的内部；所述砂轮坐标系的三个坐标轴分别为x
w
轴、y
w
轴、z
w
轴，砂轮坐标系的原点O
w
位于砂轮侧平面的中心，x
w
轴与y
w
轴位于砂轮侧平面上，z
w
轴与砂轮的轴线重合，并指向砂轮的内部；所述固定坐标系的三个坐标轴分别为x
f
轴、y
f
轴、z
f
轴，固定坐标系原点为O
f
；砂轮坐标系到固定坐标系的齐次坐标变换矩阵为其中，a
x
、a
y
、a
z
表示所述砂轮在机床中的位置，λ表示砂轮在机床中的姿态，所述砂轮位姿是指{a
x
，a
y
，a
z
，λ}；刀具坐标系到固定坐标系的齐次坐标变换矩阵为其中，ω
t
表示刀具的回转角度，l
t<...

【专利技术属性】
技术研发人员：任磊，周春晓，任俊峰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：