[发明专利]一种类摆线铣削开槽刀轨生成方法

权利要求书

1.一种类摆线铣削开槽刀轨生成方法，其特征在于所述的刀轨由三次样条曲线偏置而成，呈摆线状分布，刀具沿刀轨在切削过程中接触角不超过给定值，适用于等宽曲槽的开槽加工；刀轨生成包含以下步骤：

步骤一：对于输入的等宽曲槽，利用圆弧最小二乘拟合将其近似划分为若干等曲率环槽及直槽标准型，得到标准型槽，并建立弧长映射关系；

步骤二：针对得到的标准型槽，采用三次样条曲线表征刀具运动包络形成的材料边界线，根据刀具接触角约束确定最大步距，并以材料去除率为目标优化该三次样条曲线，并在标准型槽上生成等距阵列，得到阵列样条曲线；

步骤三：将得到的阵列样条曲线映射回等宽曲槽，并两两首尾相连形成一条G1连续曲线，对该曲线进行法向偏置形成开槽刀轨。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的等宽曲槽中以槽宽H定义为中心轴线垂直方向的上下边界距离，等宽定义为槽宽H沿中心轴线保持恒定或处于给定公差带内，即

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤一中的圆弧最小二乘拟合包含以下步骤：

步骤一：在CAD软件中提取槽特征的上下边界，将其重新参数化为S_lo(u)与S_up(u)，其中u∈[0,1]，则该槽的中心轴线将该中心轴线沿u参数域均匀离散化，得到每一离散点坐标{P_i:(px_i,py_i)＝S_c(u_i)}，并定义P₀为起点；

步骤二：由起点出发，往前推进，每增加一个离散点时，计算首个离散点到当前离散点的最小二乘圆，设圆心为O_a，半径为R_a，则最小二乘圆可令离散点到圆弧的径向偏差平方和最小，即：

min∑(‖P_i-O_a‖-R_a)²

步骤三：在求得最小二乘圆之后，计算离散点与该圆的最大径向偏差δ＝max(‖P_i-O_a‖-R_a)²，当该偏差在给定阈值范围内时，继续往前推进并重复以上过程；反之，则定义当前点为划分点，同时定义该点为起点，重复步骤二，直到遍历完所有离散点，完成等宽曲槽的划分；

步骤四：对划分完的每一段曲槽，以最小二乘圆的半径R_a作为该段曲槽的等效半径，并与之匹配等曲率环槽，当R_a超过给定阈值时，匹配直槽。