自由曲面五軸聯(lián)動(dòng)加工中的球刀補(bǔ)償算法研究.pdf

1、隨著我國(guó)制造業(yè)的興起和先進(jìn)制造技術(shù)水平的不斷提高,對(duì)高端數(shù)控機(jī)床的功能要求也越來(lái)越多,五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床以其卓越的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜曲面的加工中。加工精度作為五軸數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要指標(biāo),受到多方面因素影響,是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。其中,空間刀具補(bǔ)償技術(shù)是提高加工精度的一項(xiàng)重要技術(shù)。因此,對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床的刀具補(bǔ)償問(wèn)題進(jìn)行深入研究具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
　　本文主要對(duì)廣泛用于自由曲面加工的球頭銑刀補(bǔ)償問(wèn)題進(jìn)行了研究。球頭銑刀補(bǔ)償涉及

2、三個(gè)方面的補(bǔ)償,即刀具半徑補(bǔ)償、刀具位置補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的刀具半徑補(bǔ)償算法進(jìn)行分析,對(duì)于五軸球頭銑削加工不同加工情況,應(yīng)用相應(yīng)的刀具半徑補(bǔ)償算法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。其中,投影法參考已經(jīng)成熟的二維刀具半徑補(bǔ)償方法,利用空間坐標(biāo)變換原理實(shí)現(xiàn)了空間刀具半徑補(bǔ)償,適于球刀側(cè)刃加工情況;法矢偏移法是通過(guò)使刀位點(diǎn)沿切觸點(diǎn)法向偏移補(bǔ)償值的方法,保證曲面上切觸點(diǎn)不變以達(dá)到切削效果不變的目的來(lái)實(shí)現(xiàn)空間刀具半徑補(bǔ)償,適于球刀球頭加工情況。通過(guò)對(duì)混合型五

3、軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,推導(dǎo)了運(yùn)動(dòng)學(xué)坐標(biāo)變換公式并進(jìn)行分析,按照先計(jì)算 B軸、C軸轉(zhuǎn)角,后計(jì)算 X軸、Y軸、Z軸位置坐標(biāo)的分步計(jì)算方法,實(shí)現(xiàn)刀具位置補(bǔ)償。同時(shí),在推導(dǎo)過(guò)程中,將刀具長(zhǎng)度作為參數(shù)考慮在內(nèi),得到公式可直接用于刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。利用Visual C++編程軟件,根據(jù)前面提出的刀具半徑補(bǔ)償及刀具位置補(bǔ)償算法,編制了后處理程序,并設(shè)計(jì)程序界面,生成了可執(zhí)行文件。
　　利用Vericut仿真軟件對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬,對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行