自由曲面五軸聯(lián)動加工中的球刀補償算法研究.pdf

1、隨著我國制造業(yè)的興起和先進制造技術水平的不斷提高,對高端數(shù)控機床的功能要求也越來越多,五軸聯(lián)動數(shù)控機床以其卓越的優(yōu)勢被廣泛應用于復雜曲面的加工中。加工精度作為五軸數(shù)控機床的一項重要指標,受到多方面因素影響,是當前研究的熱點。其中,空間刀具補償技術是提高加工精度的一項重要技術。因此,對五軸數(shù)控機床的刀具補償問題進行深入研究具有重要的理論意義與實用價值。
　　本文主要對廣泛用于自由曲面加工的球頭銑刀補償問題進行了研究。球頭銑刀補償涉及

2、三個方面的補償,即刀具半徑補償、刀具位置補償和刀具長度補償。通過對現(xiàn)有的刀具半徑補償算法進行分析,對于五軸球頭銑削加工不同加工情況,應用相應的刀具半徑補償算法實現(xiàn)補償。其中,投影法參考已經(jīng)成熟的二維刀具半徑補償方法,利用空間坐標變換原理實現(xiàn)了空間刀具半徑補償,適于球刀側刃加工情況;法矢偏移法是通過使刀位點沿切觸點法向偏移補償值的方法,保證曲面上切觸點不變以達到切削效果不變的目的來實現(xiàn)空間刀具半徑補償,適于球刀球頭加工情況。通過對混合型五

3、軸聯(lián)動機床進行運動學建模,推導了運動學坐標變換公式并進行分析,按照先計算 B軸、C軸轉角,后計算 X軸、Y軸、Z軸位置坐標的分步計算方法,實現(xiàn)刀具位置補償。同時,在推導過程中,將刀具長度作為參數(shù)考慮在內,得到公式可直接用于刀具長度補償。利用Visual C++編程軟件,根據(jù)前面提出的刀具半徑補償及刀具位置補償算法,編制了后處理程序,并設計程序界面,生成了可執(zhí)行文件。
　　利用Vericut仿真軟件對加工過程進行模擬,對加工結果進行