環(huán)形刀加工時刀具系的旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)過消除平面IOTZT與刀具圓環(huán)面的交圓弧中心點O1壁袄，并平行于矢量K，過干涉點Pi媚媒，平行于消除平面IOTZT作一截平面嗜逻，截平面與如圖5 所示，環(huán)形刀加工時刀具系的旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)過消除平面IOTZT與刀具圓環(huán)面的交圓弧中心點O1欣范，并平行于矢量K，過干涉點Pi令哟，平行于消除平面IOTZT作一截平面恼琼，截平面與刀具圓環(huán)面的交線為4次曲線，與圓柱面的交線為兩直線瓜收。

　　環(huán)形刀的刀軸旋轉(zhuǎn)分兩種情況翼抡，當干涉點Pi落入環(huán)形刀圓柱體內(nèi)，旋轉(zhuǎn)角度di為∠PiOPi’(圖5a)箭雪，計算公式為

　　當點Pi在旋轉(zhuǎn)過程中不與圓柱截線相交時响奋，則點Pi’可能與圓環(huán)截面4次曲線或刀具底平面截線相交。與圓環(huán)截面4次曲線相交時濒秸，角度d2的計算較復(fù)雜救眯，為了簡化計算览止，對旋轉(zhuǎn)角度作保守處理。這時观昂，計算出的角度d2要比實際角度大校增，但對于刀具干涉處理沒有影響。保守處理點Pi’均旋轉(zhuǎn)到與刀具底平面相交疾练，這時角度d2等于

　　當干涉點Pi落入環(huán)形刀圓環(huán)體內(nèi)茁只，同樣對旋轉(zhuǎn)角度作保守處理，點Pi’均旋轉(zhuǎn)到與刀具底平面相交缔莲，旋轉(zhuǎn)角度di為∠PiOPi’哥纫，計算公式同式(6)，其中角度d1和d2的計算如下

　　當式(11)中的分母小于分子時痴奏，點Pi’在旋轉(zhuǎn)過程中不能與刀具底平面相交蛀骇，這時不能通過旋轉(zhuǎn)刀軸方式來消除干涉，但這種情況可能性極小抛虫。

　　同理可處理動力頭圓柱體內(nèi)的干涉點松靡。

　　雖然刀具系可通過向I方向旋轉(zhuǎn)d角度來消除干涉點，但刀具系在旋轉(zhuǎn)過程中有可能再與其他曲面特征點發(fā)生干涉建椰。因此刀具系旋轉(zhuǎn)后雕欺，必須計算新的刀軸矢量，并重新建立新的刀具坐標系棉姐，再進行與曲面的干涉檢查屠列。當干涉現(xiàn)象不能通過旋轉(zhuǎn)刀軸方式消除時，則采用沿刀軸方向的抬刀方式來消除伞矩。

　　2) 抬刀方式

　　采用沿刀軸方向抬刀方式消除干涉時笛洛，應(yīng)計算沿ZT方向的抬刀量。對于m個干涉點Pi(i=1乃坤，2政庆，…，m)驼吓，計算每個干涉點排除的抬刀量Dzi(i=1仲工，2，…配赊，m)母卵，并同樣取其中最大量為刀具抬刀量Dz。

　　為環(huán)形刀加工時抬刀量的計算积苞，有兩種情況慈柑。當干涉點Pi落入半徑為(R-R1)的刀具圓柱體S1內(nèi)時，刀具向上抬刀这疟，干涉點最后與刀具底平面相交菱计，其抬刀量計算為

　　當干涉點Pi落于半徑差為R1的圓環(huán)體S2內(nèi)時醋躏，抬刀時干涉點與刀刃圓弧面相交，其抬刀量為

　　3 算法實現(xiàn)

　　1) 確定曲面的CC點盔曼，法矢量n和走刀矢量f搪书，計算刀具的CL點，建立相應(yīng)的坐標系吴侦，計算初始刀軸矢量Ti(i=1屋休，2，…备韧，n);

　　2) 對于一個刀位點劫樟，選擇一個特定平面，將刀具系與加工曲面投影到該平面上织堂；

　　3) 在投影平面上對加工曲面進行網(wǎng)絡(luò)劃分叠艳，得一系列正方形區(qū)域。用標記符Tag表示正方形的性質(zhì)易阳，Tag=1時附较，為完全正方形，接收潦俺；Tag=2時拒课，為非正方形，丟棄事示；Tag=3時早像，為部分正方形，需要作一次四叉樹分割暇寸，丟棄非正方形著平；

　　4) 將分割后得到的完全正方形和部分正方形區(qū)域內(nèi)的曲面特征點按區(qū)域順序排列，重新編制成檢測文件庸磅，并將這些特征點Pi從世界坐標系W向刀具坐標系T進行坐標變換枝捷；

　　5) 在刀具坐標系T中，將特征點Pi(xipp奋完，yip宽藏，zipp)的坐標值進行分段，判斷點是否落入刀具系表面內(nèi)忌挺，若落入則發(fā)生干涉痊撤，轉(zhuǎn)下一步留满；若不發(fā)生干涉嫂藏，轉(zhuǎn)10；

　　6) 需采用抬刀方式消除干涉喻谭，轉(zhuǎn)9峻胞；其他情況采用旋轉(zhuǎn)刀軸方式來消除干涉答渔，轉(zhuǎn)下一步；

　　7) 確定干涉消除平面侥涵，計算消除干涉的旋轉(zhuǎn)角度di沼撕；

　　8) 計算新的刀軸矢量Ti’，確定新的刀具坐標T’芜飘，重復(fù)步驟4和5確定旋轉(zhuǎn)刀軸方式是否能消除干涉务豺。若能消除，則轉(zhuǎn)入10嗦明；若不能消除笼沥，則轉(zhuǎn)入下一步；

　　9) 刀軸方向的抬刀量Dzi娶牌，用抬刀方式消除干涉奔浅，并記錄該刀位點的序號，以便走刀后作補充加工诗良；

　　10) 判斷是否是最后一個刀位點汹桦，若不是則取下一個刀位點，轉(zhuǎn)入2鉴裹；

　　11) 輸出檢測結(jié)果舞骆，結(jié)束。

　　4 結(jié)論

　　該干涉處理方法是針對于五軸端銑數(shù)控加工的情況提出來的癣辉，并從干涉處理方法和減少檢測區(qū)域兩個方面來簡化干涉的處理過程模鹿。提出了以刀具系表面為檢測基準，并將加工曲面離散成一組曲面特征點传起，這樣一個復(fù)雜的三維空間中的刀具干涉檢查問題就簡化為一個簡單的平面計算問題挚雾。同時，為了更有效地消除刀具干涉掺挺，根據(jù)干涉情況確定了一個消除干涉的干涉消除平面钩氓。另外，通過將刀具系與曲面特征點投影到一個特定的平面上狰丝，并對投影平面進行網(wǎng)絡(luò)劃分织刹，刪除一些無關(guān)的檢測區(qū)域，可大大縮短計算時間化团。這種方法可用于處理球頭刀佛岛、平底刀和環(huán)形刀加工時的啃切干涉和碰撞干涉，算法穩(wěn)定辐荷、便于實現(xiàn)键袱。

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