[发明专利]一种用于直刃尖刀超声切削的数控编程方法

权利要求书

1.一种用于直刃尖刀超声切削的数控编程方法，其特征在于具有如下步骤：

S1、利用平头铣刀对工件进行数控编程，并得到相应的APT刀位文件；

S2、从刀位文件中获取平头铣刀的刀位点和刀轴矢量，并以此获得待编程直刃尖刀的实时刀面矢量；

S3、基于获取的平头铣刀的刀轴矢量和直刃尖刀的实时刀面矢量进行直刃尖刀刀刃矢量向其刀轴矢量的转换；

S4、基于获取的平头铣刀的刀位点和直刃尖刀的实时刀面矢量进行平头铣刀刀位点向直刃尖刀刀位点的转换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括如下步骤：

平头铣刀在每一个刀位点处均有相应的刀位点o(x,y,z)和刀轴矢量t(i,j,k)，相邻两刀位点的连线就能构成对应的切线矢量，记为r，利用右手螺旋定则可得直刃尖刀刀面矢量w，其计算公式为：w_n＝t_n×r_n，其中，n＝1,2,3…。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述步骤S3具体包括如下步骤：

平头铣刀的刀轴矢量t即为直刃尖刀的刀刃矢量，将t绕着刀尖处的刀面矢量w旋转θ角，可得直刃尖刀的刀轴矢量T，将平头铣刀和直刃尖刀的刀轴矢量分别用齐次坐标表示为：t＝(i j k 0)^T和T＝(i' j' k' 0)^T，由旋转关系可得变换矩阵为：T＝R·t。其中，R为平头铣刀刀轴矢量t绕w旋转的旋转矩阵，记w’为w的单位向量，其坐标为(a,b,c)，则旋转矩阵R可表示为：

其中，θ为所述直刃尖刀的刀尖半角。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括如下步骤：

平头铣刀向直刃尖刀的刀位点转换共分为两步，具体包括铣刀刀位点向尖刀刀刃点的转换和尖刀刀刃点向尖刀刀位点的转换；

首先，直刃尖刀刀刃点E可由铣刀底面中心D点沿刀面矢量w平移e得到，即：E＝D+ew'，然后，在直刃尖刀刀位点O处利用右手螺旋定则可得刀具底部刃口的方向矢量G，直刃尖刀刀刃点E沿底部刃口的单位方向矢量平移d便可得到刀位点O，即：G＝T×w和O＝E+dG'，其中，e为所述平头铣刀的底面半径，d为底部刃口半长。