一种圆锯片齿形参数化加工方法与流程

本发明涉及圆锯片齿形加工，特别涉及一种圆锯片齿形参数化加工方法。

背景技术：

1、圆锯片切割广泛应用在切割行业，在木材切割、板材切割、管材切割等领域皆有很大的需求与应用。生产流程中，标准圆锯片原料需要通过开齿形成不同齿数与齿形，以适应不同行业与实际切割的需求。在切割加工过程中，锯片齿形会不可避免的磨损变形，因此需要在齿形磨损的情况下对齿形进行磨齿恢复。工厂存在大量使用老式手动磨齿，或是手动编程的机器。在开齿与磨齿的应用需求中，如果都需要按照例如cad图纸进行，不仅需要提前准备对应的图纸，后续操作与步骤都将十分繁琐，一方面对于特定的圆锯片加工专业性的要求很高，另一方面加工效率较为低下，增加了生产成本。

技术实现思路

1、本发明一种圆锯片齿形参数化加工方法能够简单快捷准确完成开齿与磨齿工作。

2、本发明一种圆锯片齿形参数化加工方法，其中，包括：步骤s1、根据圆锯片的结构，划分最小齿形单元；步骤s2、计算每个齿形单元的尺寸信息，以及横向与纵向比例；步骤s3、将齿形单元划分为直线部分、槽底与曲线部分，并分别计算直线部分、槽底与曲线部分所对应的坐标值和特征值；步骤s4、依据步骤s3计算所得的结果，获得齿形单元的图形信息；步骤s5、将齿形单元的图形信息进行离散化处理，计算离散化处理后的离散点坐标在机床坐标轴对应的值；将离散点坐标在机床坐标轴对应的值与机床的参数结合，生成所需要的程序，以进行圆锯片齿形加工。

3、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，将齿形单元划分为直线部分、槽底与曲线部分包括：将齿形单元划分为前部的直线部分、中部的槽底与齿背的曲线部分和后部的直线部分。

4、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，分别计算直线部分、槽底与曲线部分所对应的坐标值和特征值包括：计算前部的直线部分的起点和终点坐标；计算后部的直线角度、起点坐标、中间点坐标以及终点坐标；将中部的槽底与齿背的曲线部分的圆弧段划分为椭圆弧段和圆弧段，分别计算椭圆弧段和圆弧段的特征值；其中，先计算前部的直线部分以及后部的直线部分，再计算中部的槽底与齿背的曲线部分。

5、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，该尺寸信息包括：齿形单元的齿宽、齿高、槽宽、槽底半径以及槽高；

6、w＝pi*diameter/number；

7、h＝w*heightratio；

8、w_groove＝w*groove_ratio；

9、r1＝(w_groove-tool_thickness)/2；

10、h_groove＝h-h*start_length_factor；

11、其中pi为圆周率，w为齿宽，h为齿高，diameter为锯片直径，number为齿数，height_ratio为齿深比例，w_groove为槽宽groove_ratio为槽宽比例，tool_thickness为砂轮厚度，r1为槽底半径，h_groove为槽高，start_length_factor为前角长度系数。

12、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，计算前部的直线部分的起点和终点坐标包括：

13、以锯片中心为原点的坐标系，前部的直线部分的起点坐标计算为：

14、s_line_p0＝[radius*cos(start_angle)，radius*sin(start_angle)]；

15、前部的直线部分的终点坐标计算为：

16、s_line_p1＝[radius*cos(start_angle)，radius*sin(start_angle)-(h-h_groove)]

17、其中，radius为锯片半径，start_angle为前部的前角角度，h为齿高，h_groove为槽高。

18、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，计算后部的直线角度、起点坐标、中间点坐标以及终点坐标包括：

19、以锯片中心为原点的坐标系，后部的直线角度计算为：

20、end_line_angle＝start_angle-pi/2-2*pi/number+end_angle；

21、后部的终点坐标计算为：

22、e_line_p2＝[radius*cos(start_angle-2*pi/number)，radius*sin(start_angle-2*pi/number)]；

23、后部的中间点坐标计算为：

24、e_line_p1＝[radius*cos(start_angle-2*pi/number+0.5*tool_thickness/radius)，radius*sin(start_angle-2*pi/number+0.5*tool_thickness/radius)]；

25、后部的起点坐标计算为：

26、e_line_p0＝[e_line_p1[x]-end_length*cos(end_line_angle)，e_line_p1[y]-end_length*sin(end_line_angle)]；

27、其中，end_angle为后部的后角角度，end_line_angle为后部的直线角度，end_length为后部的长度，pi为圆周率。

28、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，计算椭圆弧段和圆弧段的特征值包括：

29、r1_p0＝[radius*cos(start_angle)，radius*sin(start_angle)-(h-h_groove)]；

30、r1_center_elipse＝[radius*cos(start_angle)+r1，radius*sin(start_angle)-(h-h_groove)]；

31、r1_p1＝[radius*cos(start_angle)+r1，radius*sin(start_angle)-h]；

32、r1_center＝[radius*cos(start_angle)+r1，radius*sin(start_angle)-(h-r1)]；

33、r1_angle＝0.5*pi*r1_factor；

34、r1_p2＝[rl_center[x]+r1*sin(r1_angle)，r1-center[y]-r1*cos(r1_angle)]；

35、r1_p0为槽底椭圆弧段起点坐标，r1_center_elipse为槽底椭圆弧段中心点坐标，r1_p1为槽底椭圆弧段终点坐标，r1_center为槽底圆弧段中心点坐标，r1_p2为槽底圆弧段终点和齿背的起点坐标，r1_factor为r1圆弧角度系数，r1_angle为槽底圆弧的角度。

36、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，当最小齿形单元的齿形为三角齿，则计算齿背的直线包括：

37、line2_p0＝r1_p2；

38、line2_p1＝e_line_p0；

39、其中，line2_p0为齿背的直线开始点，line2_p1为齿背直线结束点。

40、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，当最小齿形单元的齿形为圆弧齿，则计算齿背的圆弧包括：

41、齿背圆弧的终点为后部起点e_line_p0，计算齿背圆弧的半径，包括：

42、alpha＝end_1ine_angle+atan2(e_line_p0[x]-r1_p2[x]，e_line_p0[y]-r1_p2[y])；

43、d＝hypot(r1_p2[x]-e_line_p0[x]，r1_p2[y]-e_line_p0[y])；

44、r2＝(0.5*d)/cos(alpha)；

45、计算齿背圆弧的中心点坐标，包括：

46、r2_center＝[e_line_p0[x]+r2*sin(end_line_angle)，e_line_p0[y]-r2*cos(end_line_angle)]；

47、其中，r2为齿背圆弧半径，r2_center齿背圆弧中心点坐标，alpha为中间变量，atan2是计算方位角的弧度函数，hypot()是计算直角三角形的斜边长的函数公式。

48、根据本发明的圆锯片齿形参数化加工方法的一实施例，其中，计算离散化处理后的离散点坐标在机床坐标轴对应的值包括：

49、离散点坐标表示为(xj，yj)，计算机床y轴与a轴对应的值：

50、r＝diameter/2；

51、x＝r*cos(start_angle)；

52、r＝hypot(xj，yj)；

53、y＝sqrt(r*r-x*x)-sqrt(r*r-x*x)；

54、a＝degrees(acos(x/r))-degrees(atan2(yj，xj))；

55、其中，diameter为锯片直径，start_angle为前部的前角角度，y为y轴坐标，a为a轴坐标，hypot()是计算直角三角形的斜边长的函数公式，degrees()是将弧度转换为度的函数，得到y轴与a轴的坐标序列，包括：

56、[(y0，a0)，(y1，a1)，(y2，a2)，(y3，a3)，(y4，a4)，……(yn，an)]；

57、其中，坐标序列中y0至yn为第0个至第n个点y轴工件坐标，a0至an为第0个至第n个点a轴工件坐标；

58、将y轴与a轴坐标序列与机床的参数结合，按照nc代码格式添加并写入到程序文本。

59、本发明的圆锯片齿形参数化加工方法，根据圆锯片的齿形特点，该方法简单实用，通过直接有效的参数化编程方式，使得圆锯片齿形加工的操作和调整过程都变得直观，极大的方便了操作人员的现场编程与修改，有效提高编程效率。