[发明专利]一种沿行切路径进给的三维类摆线抛光轨迹生成方法

说明书

本发明公开了一种沿行切路径进给的三维类摆线抛光轨迹生成方法，包括步骤：S1、获取并建立三维曲面与二维参数区域之间的空间映射关系；S2、在平面参数区域内规划行切进给路径；S3、计算行切进给路径位置在参数域两个方向上的映射拉伸系数，自适应地调节沿行切路径进给的二维摆线的步距值与半径值；S4、根据自适应的二维摆线的步距与半径，以行切进给路径为引导线，通过不断迭代生成二维摆线轨迹以覆盖整个平面参数区域；S5、将所述二维摆线轨迹逆映射回三维曲面，获得三维类摆线抛光轨迹。本发明的抛光轨迹生成方法能够利用摆线轨迹的多方向性以避免产生周期性的抛光痕迹，可提高自由曲面抛光的均匀性，从而提升加工工件的表面质量。

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别涉及一种沿行切路径进给的三维类摆线抛光轨迹生成方法。

背景技术

随着数字制造技术的发展，自由曲面铣削工艺已经实现了自动化。但是，自由曲面的抛光加工目前主要以手工加工为主，抛光质量受到加工人员经验的限制，而且加工效率低、成本高、稳定性差。自由曲面的自动化抛光已经成为其发展与应用中亟待解决的问题。

抛光轨迹规划是抛光加工中非常重要的环节，是实现抛光自动化的的基础，也是影响工件加工质量的决定性因素。行切路径与环形路径是目前曲面零件加工中两种常用的轨迹形式。直接使用这两种轨迹形式用于曲面抛光，由于运动形式单一，往往导致抛光工件的表面产生周期性的抛光痕迹，且较难以实现对自由曲面的均匀覆盖，一定程度上影响了抛光表面质量。

研究表明摆线抛光轨迹可多方向性地经过自由曲面上的点，从而可避免在抛光工件表面产生周期性的抛光痕迹，能够产生较均匀的抛光效果。

目前，针对自由曲面的抛光轨迹规划方法主要有等参数线法、截面线法以及投影法。这些抛光轨迹规划方法都较难以自适应于自由曲面的局部几何特征变化。通过几何处理的方法直接在平面参数区域内规划二维摆线抛光轨迹，并根据加工需求与曲面局部特征自适应调节二维摆线的步距与半径，再将其逆映射得到曲面上的三维类摆线抛光轨迹，是一种可靠且高效的抛光轨迹规划方法。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提出一种沿行切路径进给的三维类摆线抛光轨迹生成方法。该方法将三维模型曲面映射变换到平面参数区域，然后沿平面参数区域内的行切进给路径生成自适应调节步距与半径的二维摆线轨迹，最后将二维摆线轨迹逆映射回三维模型曲面，获得三维类摆线抛光轨迹，可为自由曲面的抛光加工提供更加均匀且高效的抛光轨迹生成方法。

为达到以上目的，本发明采用了如下技术方案。

一种沿行切路径进给的三维类摆线抛光轨迹生成方法，包括以下步骤：

S1、获取工件模型的曲面信息，利用几何处理方法将三维模型曲面映射变换到平面参数区域，建立三维曲面与二维参数区域之间的空间映射关系；

S2、在步骤S1所建立的平面参数区域内规划行切进给路径；

S3、根据步骤S1所建立的空间映射关系，计算行切进给路径位置在参数域两个方向上的映射拉伸系数，自适应地调节沿行切路径进给的二维摆线的步距值与半径值，使得抛光轨迹在三维曲面上分布均匀；

S4、根据步骤S3所计算的自适应的二维摆线的步距与半径，以步骤S2所规划的行切进给路径为引导线，通过不断迭代生成二维摆线轨迹以覆盖整个平面参数区域；

S5、将步骤S4所生成的二维摆线轨迹逆映射回三维曲面，获得三维类摆线抛光轨迹。

进一步地，还包括步骤：

S6、对生成的三维类摆线抛光轨迹进行后置处理，基于三维模型曲面上的抛光刀触点，根据给定的抛光工艺参数，偏置计算对应抛光工具的刀位点，获得实际加工的抛光轨迹。