[发明专利]一种球头铣刀铣削加工表面形貌预测方法及系统

权利要求书

1.一种球头铣刀铣削加工表面形貌预测方法，其特征在于，包括：

根据切削刃运动轨迹曲面解析模型，得到切削刃运动轨迹曲面；

离散切削刃运动轨迹曲面，建立切削刃运动轨迹曲面的三角形网格模型；

在铣削加工表面形貌采样区域建立表面形貌采样竖直参考线，并结合三角形网格模型提取表面形貌特征点；

遍历表面形貌特征点，得到铣削加工表面的三维表面形貌;

离散切削刃运动轨迹曲面，建立切削刃运动轨迹曲面的三角形网格模型的步骤包括：利用等参数线法，分别沿着轴向浸入角和加工时间方向，将任意选定切削刃的运动轨迹曲面离散为一系列的三角形网格单元；该选定切削刃的运动轨迹曲面的三角形网格模型即为其三角形网格单元的集合，进而生成所有切削刃运动轨迹曲面的三角形网格单元，得到所有切削刃的运动轨迹曲面的三角形网格模型；

在铣削加工表面形貌采样区域建立表面形貌采样竖直参考线步骤包括：在铣削加工表面形貌采样区域上建立长方形网格集合，长方形网格集合的网格点为表面形貌采样点；表面形貌采样竖直参考线为过网格点且平行于轴的直线;

遍历表面形貌特征点，得到铣削加工表面的三维表面形貌的步骤包括：

计算铣削加工表面形貌竖直采样参考线与切削刃运动轨迹曲面三角形网格单元的交点；

计算任意选定表面形貌采样竖直参考线与所有切削刃运动轨迹曲面三角形网格单元的交点，并从中提取出该表面形貌采样竖直参考线与所有三角形网格的最低交点，最低交点表示具有最小z坐标的交点；比较最低交点与该竖直参考线和工件待加工表面的交点，选取两者中具有最小z坐标的点为表面形貌特征点；

提取所有表面形貌采样点所对应的表面形貌特征点，即得铣削加工表面形貌。

2.根据权利要求1所述的一种球头铣刀铣削加工表面形貌预测方法，其特征在于，基于铣削加工中刀具与工件之间的相对运动关系，利用齐次坐标变换原理建立切削刃运动轨迹曲面解析模型。

3.一种球头铣刀铣削加工表面形貌预测系统，其特征在于，包括：

切削刃运动轨迹曲面生成模块，被配置为：根据切削刃运动轨迹曲面解析模型，得到切削刃运动轨迹曲面；

三角形网格模型建立模块，被配置为：离散切削刃运动轨迹曲面，建立切削刃运动轨迹曲面的三角形网格模型；

表面形貌特征点提取模块，被配置为：在铣削加工表面形貌采样区域建立表面形貌采样竖直参考线，并结合三角形网格模型提取表面形貌特征点；

三维表面形貌获取模块，被配置为：遍历表面形貌特征点，得到铣削加工表面的三维表面形貌；

离散切削刃运动轨迹曲面，建立切削刃运动轨迹曲面的三角形网格模型的步骤包括：利用等参数线法，分别沿着轴向浸入角和加工时间方向，将任意选定切削刃的运动轨迹曲面离散为一系列的三角形网格单元；该选定切削刃的运动轨迹曲面的三角形网格模型即为其三角形网格单元的集合，进而生成所有切削刃运动轨迹曲面的三角形网格单元，得到所有切削刃的运动轨迹曲面的三角形网格模型；

在铣削加工表面形貌采样区域建立表面形貌采样竖直参考线步骤包括：在铣削加工表面形貌采样区域上建立长方形网格集合，长方形网格集合的网格点为表面形貌采样点；表面形貌采样竖直参考线为过网格点且平行于轴的直线;

遍历表面形貌特征点，得到铣削加工表面的三维表面形貌的步骤包括：

计算铣削加工表面形貌竖直采样参考线与切削刃运动轨迹曲面三角形网格单元的交点；

计算任意选定表面形貌采样竖直参考线与所有切削刃运动轨迹曲面三角形网格单元的交点，并从中提取出该表面形貌采样竖直参考线与所有三角形网格的最低交点，最低交点表示具有最小z坐标的交点；比较最低交点与该竖直参考线和工件待加工表面的交点，选取两者中具有最小z坐标的点为表面形貌特征点；

提取所有表面形貌采样点所对应的表面形貌特征点，即得铣削加工表面形貌。