發(fā)布時間：2021-09-11 15:09

　　"S"形試件用于綜合檢測多軸機(jī)床的加工精度,但是由于"S"形試件理論切削誤差的存在,導(dǎo)致多軸機(jī)床的精度檢測產(chǎn)生偏差,因此,提出了一種有效減小理論切削誤差的方法�；陔p三次均勻B樣條曲面模型建立了"S"形試件模型,獲得了扭曲角在所選擇的三條測量線上的分布規(guī)律,同時分析了扭曲角對"S"形試件理論切削誤差的影響。此外,通過分析傳統(tǒng)單點(diǎn)偏置方法的不足,提出了一種優(yōu)化的單點(diǎn)偏置方法�；诖朔椒ê虲AD/CAM軟件生成了"S"形試件的刀具軌跡。最后,通過試驗驗證了該方法的可行性。試驗結(jié)果表明,基于優(yōu)化的單點(diǎn)偏置方法產(chǎn)生的"S"形試件平均理論切削誤差比傳統(tǒng)的單點(diǎn)偏置方法降低了50.1%。此外,基于優(yōu)化的單點(diǎn)偏置方法產(chǎn)生的理論切削誤差近似小于0.005mm,可以忽略不計。因此,所提出的方法可以有效地避免理論切削誤差對多軸機(jī)床精度檢測結(jié)果的干擾。該方法的核心思想可以直接應(yīng)用到其他類型的檢測試件。 

【文章來源】：機(jī)械工程學(xué)報. 2020,56(17)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

“S”形試件

),y(u))，其單位外法矢分別為11122221111()(),((())(()))((())(()))yuxuxuyuxuyu′′=′+′′+′n(1)22222222222()(),((())(()))((())(()))yuxuxuyuxuyu′′=′+′′+′n(2)由式(1)和(2)可求出直紋面上各點(diǎn)相對于計算基準(zhǔn)點(diǎn)的扭曲角121222221122()()()()arccos(())(())(())(())xuxuyuyuxuyuxuyu′′+′′=′+′+′+′(3)基于等式(3)計算了不同高度準(zhǔn)線與底部準(zhǔn)線形成的扭曲角，如圖2所示。該直紋面的最大扭曲角出現(xiàn)在z=35mm準(zhǔn)線上，最大扭曲角約為6.65°。扭曲角描述了直紋面的扭曲程度，扭曲角越大說明曲面扭曲越嚴(yán)重，最大的扭曲角可作為該直紋面的扭曲度[16]。圖3標(biāo)注了“S”形曲面上扭曲角較大的部位。圖2“S”形直紋面扭曲角圖3“S”形直紋面上扭曲角較大部位2傳統(tǒng)的單點(diǎn)偏置算法圖4為沿刀具軸線方向投影的理論切削誤差圖，1c為計算刀位時刀具偏置點(diǎn)所在準(zhǔn)線，2c為“S”形曲面的另一條準(zhǔn)線，1n、2n分別為兩條準(zhǔn)線單位外法矢，在刀具偏置點(diǎn)fO處，準(zhǔn)線2c與1c形成的扭曲角為，圖4中陰影部分即為理論切削誤差。圖4沿刀軸投影的理論切削誤差因此在刀具偏置點(diǎn)i處的理論加工誤差表示為222cositsisitsitie=r+rr+r+rr(4)式中，tr為刀具半徑；sir為過刀具偏置點(diǎn)i處曲面的曲率半徑；i為刀具偏置點(diǎn)i處的扭曲角。當(dāng)?shù)毒甙霃綖?0mm時，以底部準(zhǔn)線為基準(zhǔn)，采用單點(diǎn)偏置法獲得刀具路線，根據(jù)式(4)計算試件不同高度處的?

uxuxuyuxuyu′′=′+′′+′n(2)由式(1)和(2)可求出直紋面上各點(diǎn)相對于計算基準(zhǔn)點(diǎn)的扭曲角121222221122()()()()arccos(())(())(())(())xuxuyuyuxuyuxuyu′′+′′=′+′+′+′(3)基于等式(3)計算了不同高度準(zhǔn)線與底部準(zhǔn)線形成的扭曲角，如圖2所示。該直紋面的最大扭曲角出現(xiàn)在z=35mm準(zhǔn)線上，最大扭曲角約為6.65°。扭曲角描述了直紋面的扭曲程度，扭曲角越大說明曲面扭曲越嚴(yán)重，最大的扭曲角可作為該直紋面的扭曲度[16]。圖3標(biāo)注了“S”形曲面上扭曲角較大的部位。圖2“S”形直紋面扭曲角圖3“S”形直紋面上扭曲角較大部位2傳統(tǒng)的單點(diǎn)偏置算法圖4為沿刀具軸線方向投影的理論切削誤差圖，1c為計算刀位時刀具偏置點(diǎn)所在準(zhǔn)線，2c為“S”形曲面的另一條準(zhǔn)線，1n、2n分別為兩條準(zhǔn)線單位外法矢，在刀具偏置點(diǎn)fO處，準(zhǔn)線2c與1c形成的扭曲角為，圖4中陰影部分即為理論切削誤差。圖4沿刀軸投影的理論切削誤差因此在刀具偏置點(diǎn)i處的理論加工誤差表示為222cositsisitsitie=r+rr+r+rr(4)式中，tr為刀具半徑；sir為過刀具偏置點(diǎn)i處曲面的曲率半徑；i為刀具偏置點(diǎn)i處的扭曲角。當(dāng)?shù)毒甙霃綖?0mm時，以底部準(zhǔn)線為基準(zhǔn)，采用單點(diǎn)偏置法獲得刀具路線，根據(jù)式(4)計算試件不同高度處的理論切削誤差，如圖5所示，在曲面頂部的理論切削誤差最大，最大值約為0.075mm，超出了機(jī)床的精度要求0.05mm，所以不合理的刀具偏置方法會導(dǎo)致試件加工超差，進(jìn)而導(dǎo)致多軸機(jī)床加工性能的評估不

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]五軸數(shù)控機(jī)床動態(tài)精度檢驗試件特性研究[J]. 王偉,陶文堅,李晴朝.  機(jī)械工程學(xué)報. 2017(01)
[2]“S”形試件的五軸數(shù)控機(jī)床綜合動態(tài)精度檢測特性研究[J]. 杜麗,張信,王偉,付振華,石榮波.  電子科技大學(xué)學(xué)報. 2014(04)



本文編號：3393225