(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211170270.8 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市钱塘新区白杨 街道2号大街1 158号 (72)发明人 蒙臻　汪子璇　徐江涛　陈瑜　 贺叶诚　 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/12(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 渐成与同廓组合式榫槽刀具刃形空间曲线 参数化设计方法 (57)摘要 本发明涉及渐成与 同廓组合式榫槽刀具刃 形空间曲线参数化设计方法， 包括以下步骤： 步 骤一、 拍摄榫槽图像； 步骤二、 榫槽形状曲线的离 散； 步骤三、 计算控制点后拟合逼近曲线； 步骤 四、 同廓式刀齿空间曲线设计： 步骤五、 渐成式刀 齿空间曲线设计； 步骤六、 榫槽拉刀刀齿空间曲 线输出。 本发 明对榫槽 拉削刀具空间曲线参数化 设计， 降低榫槽拉削刀具设计的难度； 刀刃空间 曲线的参数化， 实现参数选值的统一， 提升拉刀 设计的稳定性， 拉刀渐成式和同廓式结合的过度 边界和方法的提出， 解决难以确定渐成同廓的过 度方法的问题， 降低设计难度； 同时参数化的设 计， 解决传统设计方法周期长、 效率低的问题， 提 高拉刀的设计效率、 降低拉刀设计和制造的成 本。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115455601 A 2022.12.09 CN 115455601 A 1.渐成与同廓组合式榫槽刀具刃形空间曲线参数化设计方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： 步骤一、 拍摄榫槽图像： 在逆光情况下， 放置参考比例尺后， 对榫槽进行拍摄， 处理图像 为黑白， 对照参考比例尺将榫槽图像Y轴对称平移到X ‑Y坐标系中， 同时对黑白像素交界处 进行采样、 标记处 理， 离散点的取样间距以0.0 01mm为基础； 步骤二、 榫槽形状曲线的离散： 提取出榫槽形状曲线上的离散点， 根据纵树型榫槽形 状， 取离散化的曲线上坐标点D并确定B样条曲线， 枞树型线拟合成样条曲线需要一组曲线 上离散数据点、 形状控制点和插值 点； 步骤三、 计算控制点后拟合逼近曲线： 将步骤二中的数值代入公式中进行计算后得到 控制点， 在CAD中与实际轮廓进 行比较， 设置偏 差阈值， 若实际与计算值偏差大于偏差阈值， 离散点取样间距减少75％后， 重新进行取样、 计算、 验证， 直到满足偏差阈值条件逼近实际 曲线； 步骤四、 同廓式刀齿空间曲线设计： 以最终满足偏差阈值的样条曲线为基础， 对控制点 进行递推运算， 其中以奇数控制点Po向中心线0.04mm靠近、 偶 数控制点Pe背中心线0.02mm 离开的原则进行递推， 在CAD中根据控制点P的位置拟合空间曲线； 步骤五、 渐成式刀齿空间曲线设计： 完成同廓式刀齿的空间曲线控制点的计算、 曲线拟 合后， 渐成式的加工采用0.04mm的齿升量， 以同廓式拉刀空间曲线与渐成式拉刀空间曲线 的界线为约束， 从榫槽空间曲线最底部开始， 以0.04m m齿升量每齿递增； 步骤六、 榫槽拉刀刀齿空间曲线输出： 由得出的每个刀齿的空间曲线控制点， 使用二 次 开发语言对结果在图上进行输出， 采用投影法进行同廓验证， 得出最终的拉刀每个刀齿的 空间曲线。 2.根据权利要求1所述的一种渐成与同廓组合式榫槽刀具刃形空间曲线参数化设计方 法， 其特征在于： 所述 步骤二包括以下步骤： 由B样条曲线上的数据点(D0,D1,. ..,Dn)， 同时根据N条基函数， 求出控制点P的坐标； 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455601 A 2其中矩阵D是沿着切削刃曲线的离散数据点， 曲线离散数据点D和基函数N已知， 则可求 解得到样条曲线的控制点 参数P； 再依据D＝P ×N得出B样条曲线的切削刃曲线S(u)。 3.根据权利要求1所述的一种渐成与同廓组合式榫槽刀具刃形空间曲线参数化设计方 法， 其特征在于： 所述 步骤四具体包括： 在曲线上拟合直线， 当曲线在合理范围内近似为直线的时候， 即当曲线的最远点距离 直线不超过0.02m m时， 设定为同廓式拉刀空间曲线与渐成式拉刀空间曲线的界线。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455601 A 3