球头鼓锥形铣刀五轴加工刀刃切削区间分析

摘要

刀刃切削区间是指实际参与材料切削的刀刃范围,针对适用于小曲率自由曲面五轴加工的新型球头鼓锥形铣刀,提出了一种刀刃切削区间解析算法,为进一步优化切削力学和动力学模型奠定基础。基于微分离散思想,将刀具轨迹离散为一系列直线插补段,在每个刀位点处将曲面五轴加工近似为斜平面五轴加工。对斜平面加工参数化定义,确定了加工过程中刀具和工件及进给方向的相对位置,降低分析的复杂程度。解析表达了刀刃微元参与切削的空间约束条件,从而确定刀刃切削区间的上下界点。同实体建模法仿真结果对比表明,空间约束法在斜平面五轴加工切削区间分析中具有绝对精度,在叶片曲面五轴加工切削区间分析中最大误差不超过3%,且计算效率更高。