刀具空间运动扫掠体包络面建模的双参数球族包络方法  被引量:14

Modeling the Surface Swept by a Milling Cutter by Using the Envelope Theory of Two-parameter Family of Spheres

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作  者:朱利民[1] 郑刚[1] 张小明[1] 丁汉[1] 

机构地区:[1]上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240

出  处:《机械工程学报》2010年第5期145-149,157,共6页Journal of Mechanical Engineering

基  金:国家重点基础研究发展计划(973计划;2005CB724103);国家自然科学基金(50775147);上海市基础研究重点(07JC14028)资助项目

摘  要:将锥刀、鼓刀和环刀的切削刃回转面表示为单参数可变半径球族的包络面,利用双参数球族包络理论推导出这三种刀具在一般空间运动下的扫掠体包络面的解析表达式,对于环刀还给出两种边界线的计算方法,所提出的原理也适用于其他类型的回转刀具。该方法可用于多轴(包括并联机床)数控加工干涉检验、精度评估、行距优化、路径生成等的全面数字化描述和并行计算处理,锥刀五轴侧铣加工精度校验的结果表明该方法具有很高的精度和稳定性。Based on the observation that the boundary surface of a rotary milling cutter can be represented as the envelope of a one-parameter family of spheres, the analytical expression of the surface swept by a milling cutter undergoing a general spatial motion is derived in a very simple way by using the envelope theory of two-parameter family of spheres. For a toroidal cutter, two methods for determining the effective patch of the obtained envelope surface are proposed. The results can be applied to multi-axis numerical control machining simulation and verification, tool collision check, accuracy evaluation, row spacing optimization and tool path generation. The simulation results show that the proposed method has high precision and high stability.

关 键 词:多轴数控加工 回转刀具 扫掠体 包络面 

分 类 号:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术]

 

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