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专利号: 2020106951400
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2025-12-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种慢刀伺服下过渡区刀具轨迹优化超精密车削方法,其特征在于:技术方案包括如下步骤:首先在慢刀伺服工作模式下根据已知切削区面型矢高特征,建立第n路径圈的过渡区刀具轨迹方程,设其中,ρnT为刀具轨迹ZnT在xy平面上投影点与原点o的距离极径;Ani为B为待求系数;θT是ρnT与x轴的夹角,θnT∈[θ1,θ2];对于几个切削区为凸型或凹型离轴光学面等均阵列时,其中在一个切削-过渡-切削区域内,待求系数Ani和B的总未知系数个数为4,此系数的求解需满足如下边界条件,ZnT(ρ1,θ1)=Za(ρ1,θ1),   (2)

ZnT(ρ2,θ2)=Zb(ρ2,θ2),   (3)

其中,(ρ1,θ1)和(ρ2,θ2)是切削区-过渡区边缘切削点,即刀具轨迹在xy面上的投影极坐标,在同一路径圈内ρ1和ρ2可以相等,也可以按照阿基米德螺线渐变;Za(ρ,θ)和Zb(ρ,θ)分别为切削区a和切削区b的面型失高方程,此方程的具体表达式如下,其中Q=1/R,R是切削区域的曲率半径;k是圆锥系数;当系数Gmp为0,则切削面为普通离轴非球面,若Gmp不为0,则切削面是W阶自由曲面;l’和h’分别为切削区域a和切削区域b的实际离轴量,l和h为切削区域中心与原点之间距离,即车削时光学面的安放距离,该距离无需一定等于实际离轴量;

本发明提出的过渡区刀具轨迹运行时,车床Z轴与C轴运动方式具有以下特点,设车床C轴旋转角速度为ω,车床Z轴的进给速度νz可表示为,其中,τ为时间,由于在公式(3)和公式(4)中约束过渡区和切削区边缘处连续可导,θ=ω·τ,因此当角速度ω恒定时,车床Z轴的进给速度vz是一条连续的类正弦曲线,反之亦然;

同样的,设车床Z轴的进给加速度αz为,

公式(5)和公式(6)中约束过渡区和切削区边缘处二阶导数相等,又因车床Z轴的进给速度vz是一条连续的类正弦曲线,因此其加速度αz整个路径圈内也是一条连续的曲线。