本申请提供了一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划方法和装置，其中所述方法包括：获取不可展直纹面第一准线上的多个点；将所述第一准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点，连接所述偏置点获得第一偏置线；获取不可展直纹面第二准线上的多个点；将所述第二准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点，连接所述偏置点获得第二偏置线；选取第一偏置线上的一个偏置点作为基准点，将所述偏置点与第二偏置线上的多个偏置点相连，获得多条矢量线；计算每条矢量线相对于切削范围内各条母线的加工误差；针对每条矢量线，计算加工误差的和；将所述加工误差的和最小的矢量线确定为不可展直纹面在所述基准点处的侧铣刀轴矢量。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及曲线曲面
，特别是涉及一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划方法和装置。
技术介绍
直纹面是由一族连续变动的直线所产生的曲面，这族直线中的每一条直线都称为直纹面的母线，该族直线所共同经过的参数曲线成为直纹面的准线。不可展直纹面在工业制造上具有广泛的应用，在制造时需要对产品进行高效率、高精度的加工。例如对于离心压缩机中的不可展叶片进行加工时，要求其加工误差小于0. 05mm。目前对不可展直纹面主要采用侧铣加工方法，在加工时对刀轴矢量的规划最为关键，直接影响直纹面的加工误差。现有的侧铣加工刀轴矢量规划方法主要有以下几种(1)单点规划法如图1 (a)所示，ri、r2分别为不可展直纹面叶片的准线，将母线沿着其上一点P的法矢量平移刀具半径距离形成刀轴矢量T。但是这种方法会在叶顶和叶根产生过切，引起加工误差，如图1(b)所示。(2)两点规划法如图2(a)所示，在母线上选取两点P1I2，分别沿这两点的法矢量偏置刀具半径的距离形成刀轴矢量T。还有一种改进的方法是，这两点不是选在母线的端点，而是选在母线参数V方向0. 25和0. 75的位置上，以此形成刀轴矢量。这种方法比单点法稍好，但是在母线中部过切量较大，如图2(b)所示。(3)最小二乘多点规划法均勻选取直母线上若干个点，并沿每个点的法矢量方向偏置刀具半径的距离，采用最小二乘法直线拟合这些偏置点，得到刀轴矢量T，如图3所示。此方法实质是两点规划法的推广，只是把加工过切误差分布到母线的各点上，但是仍然存在很大的误差。上述三种刀轴矢量的规划方法在加工时都会引起较大加工误差，从而影响产品质量。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划方法和装置，用以降低不可展直纹面的加工误差，提高加工精度。为了解决上述问题，本申请公开了一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划方法，包括获取不可展直纹面第一准线上的多个点；将所述第一准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点，连接所述偏置点获得第一偏置线；获取不可展直纹面第二准线上的多个点；将所述第二准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点，连接所述偏置点获得第二偏置线；选取第一偏置线上的一个偏置点作为基准点，将所述偏置点与第二偏置线上的多个偏置点相连，获得多条矢量线；计算每条矢量线相对于切削范围内各条母线的加工误差；针对每条矢量线，计算加工误差的和；将所述加工误差的和最小的矢量线确定为不可展直纹面在所述基准点处的侧铣刀轴矢量。优选的，所述将第一准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点包括获取每个点的法矢量；将每个点沿所述法矢量的方向偏置距离R，得到对应的偏置点，其中，R为刀具的半径。优选的，所述切削范围是矢量线上的两个偏置点对应的点所在的两条母线之间的范围。优选的，所述计算每条矢量线相对于切削范围内各条母线的加工误差包括计算每条矢量线与切削范围内各条母线之间的距离；计算所述距离与刀具半径的差值，将所述差值作为矢量线相对于母线的加工误差。优选的，所述第一准线为B样条曲线；所述第二准线为B样条曲线。另一方面，本申请还公开了一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划装置，包括第一获取模块，用于获取不可展直纹面第一准线上的多个点；第一偏置模块，用于将所述第一准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点，连接所述偏置点获得第一偏置线；第二获取模块，用于获取不可展直纹面第二准线上的多个点；第二偏置模块，用于将所述第二准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点，连接所述偏置点获得第二偏置线；连接模块，用于选取第一偏置线上的一个偏置点作为基准点，将所述偏置点与第二偏置线上的多个偏置点连接，获得多条矢量线；计算模块，用于计算每条矢量线相对于切削范围内各条母线的加工误差；求和模块，用于针对每条矢量线，计算加工误差的和；确定模块，用于将所述加工误差的和最小的矢量线确定为不可展直纹面在所述基准点处的侧铣刀轴矢量。优选的，所述第一偏置模块包括获取子模块，用于获取每个点的法矢量；偏置子模块，用于将每个点沿所述法矢量的方向偏置距离R，得到对应的偏置点，其中，R为刀具的半径。优选的，所述切削范围是矢量线上的两个偏置点对应的点所在的两条母线之间的范围。优选的，所述计算模块包括第一计算子模块，用于计算每条矢量线与切削范围内各条母线之间的距离；第二计算子模块，用于计算所述距离与刀具半径的差值，将所述差值作为矢量线相对于母线的加工误差。优选的，所述第一准线为B样条曲线；所述第二准线为B样条曲线。与现有技术相比，本申请包括以下优点由于不可展直纹面叶片存在扭曲，以单个母线形成的刀轴矢量在加工过程中，不仅该母线本身存在加工误差，而且相邻的母线也存在加工误差。本申请在对刀轴矢量进行规划时，考虑了刀具对多个母线的加工误差，通过计算刀轴到直纹面细分的母线的距离与刀具半径的差值，并调整刀轴的方向，将其中差值最小的刀轴方向作为最终的刀轴矢量方向。由此方法得到的刀轴矢量可使加工误差在刀具与被加工直纹面切触状态下趋于最优，获得高的加工精度。附图说明图1是
技术介绍
中刀轴矢量单点规划法的示意图；图2是
技术介绍
中刀轴矢量两点规划法的示意图；图3是
技术介绍
中刀轴矢量最小二乘多点规划法的示意图；图4是本申请一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划方法实施例的流程图；图5是本申请一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划方法的示意图；图6是一种压缩机不可展叶片示意图；图7是利用本申请、两点偏置法及最小二乘多点规划法对图6中的叶片处理得到的误差曲线图；图8是本申请一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划装置实施例的流程图。具体实施例方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。参照图4，示出了本申请一种不可展直纹面侧铣刀轴矢量规划方法实施例的流程图，所述方法包括步骤S101，获取不可展直纹面第一准线上的多个点；步骤S102，将所述第一准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点，连接所述偏置点获得第一偏置线；其中，所述将第一准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点的步骤包括获取每个点的法矢量；将每个点沿所述法矢量的方向偏置距离R，得到对应的偏置点，其中，R为刀具的半径。步骤S103，获取不可展直纹面第二准线上的多个点；步骤S104，将所述第二准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点，连接所述偏置点获得第二偏置线；其中，所述将第二准线上的多个点进行偏置，得到对应的偏置点的步骤包括获取每个点的法矢量；将每个点沿所述法矢量的方向偏置距离R，得到对应的偏置点，其中，R为刀具的半径。步骤S105，选取第一偏置线上的一个偏置点作为基准点，将所述偏置点与第二偏置线上的多个偏置点相连，获得多条矢量线；步骤S106，计算每条矢量线相对于切削范围内各条母线的加工误差，本申请所述的加工误差包括过切量和欠切量。其中，所述切削范围是矢量线上的两个偏置点对应的点所在的两条母线之间的范围。所述计算每条矢量线相对于切削范围内各条母线的加工误差包括以下子步骤计算每条矢量线与切削范围内各条母线之间的距离；计算所述距离与刀具半径的差值，将所述差值作为矢量线相对于母线的加工误差。步骤S107，针对每条矢量线，计算加工误差的和；步骤S108，将所述加工误差的和最小的矢量线确定为不可展直纹面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡永林，蒋道顺，李建勇，孙卫青，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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