對(duì)于一個(gè)復(fù)雜程度高、精度要求高隧渠、需要用數(shù)控機(jī)床來加工的零件氢碰，如何從CAD產(chǎn)生的設(shè)計(jì)圖，通過CAM變成實(shí)際的實(shí)物產(chǎn)品着阿，是CAD/CAM的技術(shù)目標(biāo)伍配。其中一個(gè)重要的技術(shù)環(huán)節(jié)是如何根據(jù)CAD設(shè)計(jì)圖和具體加工刀具的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)出NC刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。刀具運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞跨峡，將直接影響零件的加工質(zhì)量及加工成本泳信。這里研究并解決了刀軌設(shè)計(jì)中的幾個(gè)優(yōu)化問題，并在自已開發(fā)設(shè)計(jì)的CAD/CAM系統(tǒng)的NC刀具運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)中得到很好地應(yīng)用拦举。

　　1 NC刀具運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)中的誤差源

　　在計(jì)算機(jī)自動(dòng)編制數(shù)控程序前筝仓，必須根據(jù)零件的輪廓，產(chǎn)生相應(yīng)的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡盐传。刀具的尺寸不一樣趾双，設(shè)計(jì)產(chǎn)生的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡也不一樣。因此誤差將產(chǎn)生于刀具的尺寸和刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)算法兩個(gè)方面漆粉。

　　1. 刀具尺寸的影響

　　主要是以刀具公稱尺寸作為刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)參數(shù)而引起的甜殖。在進(jìn)行刀具運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)的計(jì)算時(shí)，刀具的尺寸應(yīng)該是刀具的實(shí)際尺寸装蓬，這樣就可以避免由于刀具尺寸有誤而引起的誤差著拭。

　　2. 刀具運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)算法的影響

　　主要是由算法設(shè)計(jì)者考慮不周而引起的：

　　a. 刀具沿零件輪廓的法向切入時(shí)，由于機(jī)床運(yùn)動(dòng)慣性引起的刀痕誤差牍帚。

　　b. 在加工零件的輪廓包圍面時(shí)儡遮，為使加工能連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)避免在輪廓加工起點(diǎn)上出現(xiàn)交點(diǎn)的重合暗赶，引起計(jì)算機(jī)在數(shù)控編程時(shí)無法判定下一步的走向鄙币，往往采取分離加工輪廓的起點(diǎn)和終點(diǎn)的方法。但是蹂随，當(dāng)簡(jiǎn)單的采用打斷輪廓面曲線的方式十嘿，就會(huì)產(chǎn)生輪廓加工誤差。

　　c. 對(duì)于零件輪廓銳角外拐角尖角處的加工岳锁，為了使尖角能夠很好的保留绩衷，若嚴(yán)格按照輪廓的尖角來設(shè)計(jì)，所產(chǎn)生的刀具軌跡會(huì)使加工消耗大量的時(shí)間做無意義的運(yùn)動(dòng)激率，而且還很有可能產(chǎn)生對(duì)零件其他部分的干涉咳燕，造成加工零件的報(bào)廢。

　　d. 當(dāng)采用復(fù)合軌跡加工時(shí)鉴吞，如何設(shè)計(jì)出較優(yōu)化的刀軌征拆，即保證加工質(zhì)量，又使加工路徑最短摹椅，是值得研究的問題虫棕。

　　2 刀軌設(shè)計(jì)中的幾個(gè)優(yōu)化問題

　　1. 刀痕誤差解決方法

　　對(duì)于減小刀具切入方向不同可能引起刀痕誤差的解決辦法是：盡量避免沿零件輪廓的法向切入，盡量沿零件輪廓的切向切入梦啊。對(duì)于有些有特殊加工起點(diǎn)要求的零件车榆，一味地追求切向切入厌留，可能產(chǎn)生干涉。為此惨侍，在切入點(diǎn)的設(shè)計(jì)中我們采用了分別對(duì)待的辦法驳鸿。對(duì)于圓柱體嫩誉，設(shè)置了自動(dòng)優(yōu)化為切向切入的功能;對(duì)于其它的輪廓采用在計(jì)算機(jī)的揭示幫助下箱充，用人機(jī)對(duì)話的方式來設(shè)定優(yōu)化切入點(diǎn)。這樣既避免了為追求某一目標(biāo)而出現(xiàn)新的問題尚憔，又發(fā)揮了計(jì)算機(jī)和人的各自優(yōu)勢(shì)镰吆。

　　2.零件的加工

　　在加工零件的輪廓包圍面時(shí)，首先要保證各輪廓被完整地加工出來跑慕，同時(shí)避免在加工過程中出現(xiàn)重合的交點(diǎn)以使加工能連續(xù)進(jìn)行万皿。為達(dá)到這一目的，在零件的輪廓上我們做了如正氣處理：先切斷輪廓曲線核行，然后根據(jù)原輪廓曲線的設(shè)計(jì)牢硅，加長(zhǎng)輪廓曲線，使刀具加工的軌跡通過起點(diǎn)后芝雪，再沿著輪廓曲線前進(jìn)0.5mm左右才達(dá)到終點(diǎn)减余。這樣設(shè)計(jì)的終點(diǎn)就能順利地與刀具的下一步加工軌跡相連接，同時(shí)輪廓面也能被完整光滑地加工出來惩系。

　　3.銳角外拐角尖角處的自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　第一步位岔，找出刀具運(yùn)動(dòng)軌跡中“線與線”相連接點(diǎn)PT1。

　　第二步堡牡，測(cè)量接點(diǎn)PT1到零件輪廓上“線與線”接點(diǎn)PS1間距離DS抒抬，當(dāng)DS=RO(刀具半徑)時(shí)，返回第一步晤柄，繼續(xù)往下尋找擦剑，直到整個(gè)加工刀具運(yùn)動(dòng)軌跡查找完畢后，轉(zhuǎn)到第七步擒摸。

　　第三步婉涌，DS>RO時(shí)，檢查角PT23A>60°誉芙，返回第一步健娄。

　　第四步，以PT1為圓心尿笔、DS-RO為半徑作圓翁焦，使該圓內(nèi)的線段截?cái)鄤h除。

　　第五步临颈，用直線連接兩個(gè)斷點(diǎn)茎倘，形成優(yōu)化刀具運(yùn)動(dòng)軌跡钾趁。

　　第六步，檢查整個(gè)加工刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是否查找完畢租江，若沒有查找完斑泳，則返回第一步。

　　第七步献丑，停止工作末捣。

　　4.復(fù)合刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　所謂復(fù)合刀軌，是指在加工輪廓及其所包圍的面時(shí)(包圍面內(nèi)可以有保物體创橄，如凸臺(tái)等)箩做，為保證輪廓質(zhì)量又能使輪廓面內(nèi)得到完整的加工，設(shè)計(jì)時(shí)先按輪廓加工妥畏，再按平行軌跡加工輪廓包圍的面邦邦。為設(shè)計(jì)出最短距離的優(yōu)化軌跡，采取了先離散各刀軌醉蚁，然后用優(yōu)化算法連接設(shè)計(jì)出優(yōu)化刀軌燃辖。優(yōu)化算法是：

　　1. 從連接的起始點(diǎn)出發(fā)，檢查各個(gè)需要連接的離散軌跡网棍，從中找出距離起始點(diǎn)最近的軌跡端點(diǎn)黔龟。

　　2. 用直線連接起始點(diǎn)及最近的軌跡端點(diǎn)，并設(shè)該段軌跡的另個(gè)端點(diǎn)為新的起始點(diǎn)

　　3. 判別是否還有需要連接的離散軌跡确沸，有則返回a繼續(xù)捌锭，否則結(jié)束優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

　　3 結(jié)束語

　　通過對(duì)NC加工刀具運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)中的誤差分析境愕，討論研究了NC刀具路徑優(yōu)化問題秋降。找出了減少和消除設(shè)計(jì)誤差的方法，建立并開發(fā)了優(yōu)化刀具加工路徑的算法和應(yīng)用程序停楞，并嵌入了開發(fā)設(shè)計(jì)的CAD/CAM系統(tǒng)中别逐，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成刀具加工路徑提供了方便。對(duì)實(shí)現(xiàn)CAD/CAM技術(shù)具有很好的參考價(jià)值羔漂。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)敢智，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)匹说，也不構(gòu)成任何其他建議晚号。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳卫驯，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)殃忠，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻毫痢、圖片趾始、文字如涉及作品版權(quán)問題秉馏，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容脱羡，以保證您的權(quán)益萝究！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。