[发明专利]一种机械加工车端面工艺中已加工表面的三维建模方法

说明书

本发明公开一种机械加工车端面工艺中已加工表面的三维建模方法，首先建立车端面工艺二维模型，然后建立车端面刀刃轨迹三维模型，三维模型曲面包含两个区：已加工表面和副刀刃轨迹曲面，已加工表面由主刀刃残余轨迹曲面和副刀刃残余轨迹曲面构成，也称为余高区，已加工表面通过建立两个三维模型在I、II区分界线处结合而成；最后，分解车端面刀刃轨迹三维模型，分别放大I区、II区已加工表面，获得表面粗糙度。此种方法采用三维建模方法建立已加工表面三维模型，直观反映车端面已加工表面形状，同时获得表面粗糙度Ra值，直观性好，效率高和精度高。

技术领域

本发明涉及一种机械建模方法，特别涉及一种机械加工车端面工艺中已加工表面的三维建模方法。

背景技术

目前对于车端面加工工艺中已加工表面的建模方法有如下几种：

(1)二维作图法。模拟车端面时的运动，绘制残余主刀刃螺旋面，残余副刀刃螺旋面，刀尖轨迹平面构成的螺旋体三角形截面二维示意图。此法可以表达已加工表面的截面形状，以及表面粗糙度与车刀主偏角、车刀副偏角和进给量之间的关系，但得不到表面粗糙度值Ra。

(2)函数法，根据二维作图法建立的表面粗糙度Ra与车刀主偏角、车刀副偏角和进给量之间的几何关系，建立函数关系，可以计算表面粗糙度值，计算过程复杂，效率低。

(3)二维建模法。利用auto CAD软件结合二维作图法建立已加工表面的截面形状模型，可以直接测量表面粗糙度值Ra，如图1所示，直观性差。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种机械加工车端面工艺中已加工表面的三维建模方法，采用三维建模方法建立已加工表面三维模型，直观反映车端面已加工表面形状，同时获得表面粗糙度Ra值，直观性好，效率高和精度高。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种机械加工车端面工艺中已加工表面的三维建模方法，包括如下步骤：

步骤1，建立车端面工艺二维模型；

步骤2，基于步骤1获得的参数，建立车端面刀刃轨迹三维模型；

步骤3，分解步骤2得到的车端面刀刃轨迹三维模型，确定表面粗糙度。

上述步骤1的详细内容是：模拟车端面工艺过程，建立车端面二维模型，已加工表面为车端面获得的表面，并勾画出进给前车刀轮廓。

上述步骤2的详细内容是：首先，根据车刀主偏角Kγ₁，已加工表面直径D₁,进给量f和主刀刃轮廓，建立主刀刃轨迹曲面三维模型；其次，根据车刀副偏角Kγ₂，进给量f和副刀刃轮廓，采用同一比例和软件建立副刀刃轨迹曲面三维模型；最后，装配前述两个三维模型得车端面刀刃轨迹三维模型。

上述步骤2中，车端面刀刃轨迹三维模型曲面包含两个区：已加工表面和副刀刃轨迹曲面，其中，已加工表面由主刀刃残余轨迹曲面和副刀刃残余轨迹曲面构成，也称为余高区，已加工表面通过建立两个三维模型在I、II区分界线处结合而成，I区表示第I个三维模型，为第一时间段加工成形的已加工表面，II区表示第II个三维模型，为第二时间段加工成形的已加工表面；第一时间段指从主刀刃开始切入时刻到主刀刃进给到工件回转中心时间，第二时间段指从主刀刃进给到工件回转中心时刻到刀尖进给到工件回转中心时间。

上述步骤3中，I区表面粗糙度的获取方法是：分解步骤2得到的车端面刀刃轨迹三维模型，放大I区已加工表面，由主刀刃残余轨迹曲面与副刀刃残余轨迹曲面交线得到余高曲线，获得余高曲线上横坐标，也即表面粗糙度。

利用UG软件的“信息”→“点”命令获得余高曲线上横坐标。