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外文翻译---五轴数控加工复杂曲面时局部干涉的处理与避免.doc

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外文翻译---五轴数控加工复杂曲面时局部干涉的处理与避免.doc

1五轴数控加工复杂曲面时局部干涉的处理与避免摘要:刀具干涉问题是表面雕刻加工面临的最关键问题,本文提出采用五轴数控加工复杂曲面时对干涉进行处理和退避的一种方法。采用这种方法加工出的表面被划分成凸起区域和非凸起的地区。在凸起的区域没有局部干涉存在,而对于非凸起区域,以对不同的局部干涉进行分析为基础,局部过切干涉可以通过选择最佳的刀具取向而首先被得到解决和避免。后方过切干涉处理和避免的运算法则分别是为了获得简单的光滑表面和复杂形状而被提出的。本文介绍的这种技术能够用来产生无干涉刀具路径。现实结果表明这种方法不仅切实可行而且很可靠。关键词:环形刀具五轴数控加工局部刨削后方刨削被雕刻表面1绪论采用五轴数控加工技术进行复杂曲面加工已经广泛应用于航空航天,造船,汽车工业,玻璃器皿,陶瓷,模子和模子产业。由于比三轴加工机器多了两个旋转自由度,五轴数控加工较之三轴加工更具优势。然而五轴的加工机制也面临了一些问题,比如投资大,刀具干涉处理与避免的运算法则过于复杂等等。刀具干涉问题是复杂曲面加工面临的最关键问题。采用五轴数控加工进行复杂曲面的加工的刀具干涉主要可以分为两类:(1)全局干涉——刀具侧表面与被加工表面、加工环境中的机构表面和工作夹具的碰撞干涉。(2)局部干涉——本文主要谈的就是局部干涉。局部干涉包括局部过切干涉和后方过切干涉【1、2】如图1所示。有时刀具主切削刃部分延伸到设计表面下面,这将比设计表面轮廓公差去除更多的材料。这就造成了局部过切干涉(图1.a)。当局部表面曲率比刀具半径还小时就会出现局部过切干涉。后方过切干涉是刀具底部切口或者后缘造成的与局部干涉类似的效果(如图1.b、c)。后方过切干涉可能是由采用了大号刀具或者选择了不正确的切削刀定位造成的。2刀具干涉的处理与避免是一个很坚韧的问题。很多研究员都研究了干涉问题,但是到多数都集中在三坐标数控加工的干涉处理与避免上。由于刀具运动复杂和复杂曲面曲率分布不规则,使得采用五轴数控加工进行复杂曲面加工时,刀具干涉问题尤其尖锐。Jensen等倾向于采用平头立铣刀作为正常的复杂曲面刀具接触点,它是基于瞬时掏槽刀侧面与复杂曲面刀具接触点相匹配,来消除局部过切干涉的。Choi等提出了一种通过刀具接触点产生最佳刀具位置的方法,这种方法藉由明确阐述一个基于刀具瞬间切割剖面而被迫减少到最小限度的难题。Li等人为复杂曲面产生无干涉刀具路径

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