NURBS曲面數(shù)控加工刀具可行方向計(jì)算研究.pdf

1、隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,五坐標(biāo)機(jī)床已逐漸在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用.并在加工大型復(fù)雜曲面時(shí)已充分顯示出其加工的優(yōu)越性.然而五坐標(biāo)加工帶來的干涉問題卻比三坐標(biāo)加工復(fù)雜的多,干涉問題是五坐標(biāo)加工中有待解決的一個(gè)技術(shù)難題.為此,本文以NURBS曲面類零件為研究對象,對其五坐標(biāo)數(shù)控加工過程中的干涉排除、可行方向范圍的獲取及最優(yōu)刀具姿態(tài)的確定等問題進(jìn)行了深入的研究.首先,針對NURBS復(fù)雜曲面分割、求交、裁剪的不穩(wěn)定性,本文采用了較為成熟的節(jié)點(diǎn)插入算法

2、,將NURBS曲面轉(zhuǎn)化成Bezier曲面,并在精度指標(biāo)控制下,對Bezier曲面定向細(xì)分.這一算法的應(yīng)用簡化了曲面,有效地克服了求交過程中多重交點(diǎn)的缺點(diǎn),提高了曲面的可控性,為數(shù)控加工中干涉排除奠定了基礎(chǔ).針對NURBS曲面粗加工時(shí)存在過切現(xiàn)象及非線性求交問題,通過上述的曲面轉(zhuǎn)化與細(xì)分算法,利用Bezier曲面的凸包性質(zhì),建立了NURBS曲面的逼近模型,并以之代替NURBS曲面進(jìn)行粗加工.通過自行車車座的加工仿真結(jié)果,驗(yàn)證了方法的有效性

3、,并取得了很好的應(yīng)用效果.在此基礎(chǔ)上,本文采用了兩步干涉判斷法.第一步:基于可視分析的干涉粗檢法.根據(jù)可視方向是可行方向的必要條件,計(jì)算曲面域上給定點(diǎn)可視錐,利用可視方向?qū)崿F(xiàn)了快速干涉粗檢;第二步:精細(xì)干涉判斷法.由于刀具幾何形狀的存在,使得可視方向并非可行方向,因此有可能存在干涉.文中通過Bezier細(xì)分后的控制點(diǎn)到刀軸的距離是否大于刀具半徑來判斷是否存在干涉,并對刀位干涉進(jìn)行修正.干涉判斷兩步法提高了干涉檢測速度,且可視錐的建立可有