[发明专利]一种带有金刚石刀具前角补偿的超精密车削方法

权利要求书

1. 一种带有金刚石刀具前角补偿的超精密车削方法，用在三轴金刚石超精密机床上，所述机床的主轴能够做回转运动和沿X轴向运动，主轴上安装有对其转动角度进行控制或反馈使其沿C轴转动的编码器，金刚石刀具做Z向运动，该方法包括下列步骤：

(1)对工件加工表面建立自由曲面模型；

(2)将自由曲面模型上加工点的坐标p₀(x₀，y₀，z₀)转化成机床坐标系下的坐标并由参数方程的矢量式求解该点的法向量n→=(a0,b0,c0);]]>

(3)把加工过程的运动模拟为刀具零前角面永远垂直xoy平面并绕机床z轴的运动，并按照这个运动模型，求解加工p₀(x₀，y₀，z₀)点时，切削面的法向量

(4)将加工点的法向量n→=(a0,b0,c0)]]>投影到切削面上，并沿投影向量进行刀具半径补偿，得到切削面圆弧中心o(x_t，y_t，z_t)模型坐标；

(5)由切削面的法向量求取切削面圆弧中心o′指向刀尖p₁的单位矢量并根据该向量和两点的距离，求得刀尖p₁的模型坐标；

(6)刀尖p₁指向零前角面圆弧中心o(x_t，y_t，z_t)的向量平行于z轴，且长度为r₀，

可以求解o(x_t，y_t，z_t)点模型坐标；

(7)将零前角面圆弧中心的模型坐标o(x_t，y_t，z_t)转为机床坐标系下的坐标

(8)根据经过前角补偿的切削面圆弧中心处的机床坐标遍历自由曲面上的加工点，得到各点对应的切削面圆弧中心坐标，生成加工路径；

(9)根据所生成的加工路径，控制机床主轴的转动角度和刀具的进给量、切深，进行车削加工。

2. 根据权利要求1所述的带有金刚石刀具前角补偿的超精密车削方法，其特征在于，所述步骤(3)中对加工p₀(x₀，y₀，z₀)点时，切削面的法向量的求解过程包括以下步骤：

(a)切削面可以看作零前角面绕过刀尖和x轴平行的轴线旋转形成前角α₀，依此求得刀尖处于x轴正向某位置时切削面的法向量

(b)加工模型上p₀(x₀，y₀，z₀)点时，切削面的法向量是由向量绕z轴旋转角度得来，从而求得切削面的法向量