[发明专利]一种等宽台阶圆锥曲面的数控编程方法

权利要求书

1.一种等宽台阶圆锥曲面的数控编程方法，其特征在于：包括以下步骤：

①设置编程文件：将曲面图像、走刀方式函数和参数线逼近方程写入编程文件，曲面图像为三道等宽台阶的曲面图像；

②分解、提取和获取：对曲面图像进行分解，提取曲面方程，获取曲面曲线周向角度方程和侧向步长；

③参数化曲面曲线周向角度方程：用参数线逼近方程与曲面曲线周向角度方程形成有效线段方程，写入编程文件；

④计算行距：根据侧向步长、曲面方程和曲面曲线周向角度方程计算行距；

⑤获取有效线段长度值：根据所得行距值计算曲面的有效线段长度，获取有效线段长度值；

⑥完成加工：调用编程文件的走刀方式函数，根据有效线段长度值，使用参数线逼近方程的方法，让刀具轨迹逼近曲面，进行曲面加工，连贯刀具轨迹，连续走刀，完成曲面的加工。

2.如权利要求1所述的等宽台阶圆锥曲面的数控编程方法，其特征在于：所述步骤②中曲面方程为：

其中，X为横坐标轴的值，Y为纵坐标轴的值，R为圆弧半径，α为圆弧角；

所述曲面曲线周向角度方程为：

其中，C为曲面曲线周向角度值，R为圆弧半径，r₁₁为外圆半径，r₂₂为内圆半径。

3.如权利要求1所述的等宽台阶圆锥曲面的数控编程方法，其特征在于：所述步骤③的有效线段方程为：

其中，C₁为参数线逼近方程和曲面曲线周向角度方程相交的有效线段长度值，R₁为参数线逼近方程实数，r₁₁为外圆半径，r₂₂为内圆半径；

所述参数线逼近方程为：

R₁＝r+b；

其中，R₁为参数线逼近方程实数，r为刀具起点距离值，b为行距；

所述刀具起点距离的计算公式为：

其中，r为刀具起点距离值，B为曲线中心平面距起点的值；

所述行距的计算公式为：

b＝r₂²sin(α_max-α_min)；

其中，b为行距，α_max为曲面在竖轴上的最大曲率，α_min为曲面在竖轴上的最小曲率，r₂₂为内圆半径；

所述曲率的计算公式为：

其中，α_max为曲面在竖轴上的最大曲率，α_min为曲面在竖轴上的最小曲率，l_max为最大侧向步长，l_min为最小侧向步长，r₁₁为外圆半径；

所述侧向步长的计算公式为：

其中，r₁为刀具半径，h为残留高度，l为侧向步长。

4.如权利要求1所述的等宽台阶圆锥曲面的数控编程方法，其特征在于：所述步骤④中，行距为刀具走完一个切削行后转向加工下一个切削行时所跨的参数域间距，步骤②中的侧向步长为刀具与曲面曲线周向角度切线之间的距离。

5.如权利要求1所述的等宽台阶圆锥曲面的数控编程方法，其特征在于：所述步骤⑤分为以下步骤：

(5.1)获取三道等宽台阶曲面截面内圆与外圆的圆弧半径；

(5.2)用间距为行距的相互平行的一组直线与内圆、外圆的圆弧半径相交，获取交点，交点之间的连线形成有效线段；

(5.3)当有效线段长度值满足有效线段方程，相互平行的一组直线之间的间距增加一个行距；

(5.4)重复步骤(5.1)～(5.3)，当有效线段长度值不满足有效线段方程，循环结束；

(5.5)获取的交点之间的有效线段长度为加工的、可连续走刀的一段轨迹。

6.如权利要求5所述的等宽台阶圆锥曲面的数控编程方法，其特征在于：所述内圆与外圆所包围的、相交的面积为曲面要加工部分对应的参数域。