數(shù)控車削加工刀具軌跡自動生成的算法研究(上)
本文針對數(shù)控車削加工的特點霜第,結合被加工零件的特征凡桥,提出了數(shù)控車削加工刀具軌跡自動生成的算法丐怯。該算法在實際應用中喷好,取得了理想的效果。
1零件圖的預處理
根據(jù)數(shù)控車削加工的特點读跷,零件的加工工藝分為:孔加工(包括打中心孔)梗搅,外(內(nèi))表面加工、退刀槽及螺紋加工舔亭,根據(jù)表面質量的要求些膨,又分為粗加工、半精加工和精加工等工藝巧焕。數(shù)控車削加工刀具軌跡的規(guī)劃捅冈,重點是外(內(nèi))表面粗加工時刀具軌跡的規(guī)劃處理。對退刀槽转甥、螺紋這樣的零件特征在進行表面粗加工時將其用表面代替舌多。數(shù)控加工中為減少多次安裝帶來的安裝誤差,一般采用一次裝夾享立,對那些需要調(diào)頭加工的部位則采取右偏刀反向走刀切削盘秕。此外,對端面的加工有時選取向下的切削方向嫂镇。因此加工時的切削方向分為向左抢熟、向右和向下的切削方向。
對于倒角和倒圓角等工藝的處理在算法上將其作為表面處理竞茂。對反向走刀切削時的刀具軌跡規(guī)劃的算法與正向切削時類似匾蛆,對內(nèi)表面加工時刀具軌跡規(guī)劃的算法與外表面切削時也相類似。另外對精加工時的刀具軌跡規(guī)劃固啡,以及退刀槽和螺紋加工的刀具軌跡規(guī)劃處理也較為容易切油。一般蝙斜,為減少刀具軌跡生成算法的復雜性,在刀具軌跡生成前對零件進行刀具干涉處理(刀具干涉處理的算法另文討論)澎胡。本文僅討論正向切削外表面時粗加工刀具軌跡生成的算法孕荠。
2刀具軌跡生成的算法
由于粗加工刀具軌跡規(guī)劃是從毛坯開始的,因此生成刀具軌跡時必須考慮毛坯的形狀攻谁,并且隨著工步的不同稚伍,其毛坯的形狀也是不同的,此即工藝毛坯巢株。由于在軌跡生成前已經(jīng)進行過刀具干涉的處理槐瑞,所在刀具軌跡生成時主要考慮的是零件圖形的特征。經(jīng)過零件圖的預處理后阁苞,零件圖形是由直線和圓弧所構成的連續(xù)表面困檩,其中的關鍵是對圖形中凹槽的識別和處理。
零件圖形經(jīng)過處理后那槽,其粗加工的外表面輪廓為ABCDEPFGHIQJKM悼沿,經(jīng)刀具切削方向為左時干涉處理后,其輪廊為ABCDPEFGHQJKM骚灸,其陰影部分為欠切削部分摊咨,在下一工步加工時,反向走刀切削時的刀具的起點分別為P點和Q點热跨,通過反向向右走切切除其殘留部分氏长,從而形成所要求的零件輪廓QIH和PED。
經(jīng)過零件圖的預處理和刀具干涉處理后悍暴,對外表面輪廓粗加工切削的刀具軌跡生成算法如下:
(1)將零件圖形轉化為一單調(diào)不減的輪廓壳荣。從切削加工工藝給定的加工起始點開始,逐線段檢查其起點和終點z坐標的大小汽心。當線段的終點x坐標小于其起點的x坐標時吟钻,此時輪廓由上升的曲線轉為下降的曲線,將其后遞減的輪廓曲線用過峰值點的水平線DD'代替圖中凹槽DEPFD熏疾,依此類推溶豌,分別識別出零件所有的凹槽,將整個零件轉化為一單調(diào)不減的輪廓曲線葵昂,ABCDD'桶淡,GHH'-KM的輪廓曲線,根據(jù)切削加工工藝所確定的起點和終點的刀具切入和切出時的方向寥掐,將所要切削的部分構成一封閉圖形例获。由輪廓ABCDD'GHH'GHH'KM,毛坯輪廓A'B'C'(工藝毛坯輪廓)及AA'和MC'構成曹仗,對這一封閉圖形榨汤,按照切削方向、切削深度等參數(shù)確定此時刀具的軌跡怎茫。
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