1 刀具干涉處理前的零件圖預(yù)處理

2 刀具干涉處理算法

1. 切削直線時的刀具干涉處理算法
   如圖2,當(dāng)β≤α?xí)r，刀具切削加工時無干涉挖函。
   當(dāng)β>α?xí)r状植，如圖2中線段C，該刀具加工到此處時將留下圖中陰影的殘留部分怨喘。為切出殘留部分津畸，可通過改變刀具角度，或者通過反向走刀切削切除必怜。為減少更換刀具次數(shù)和統(tǒng)一刀具干涉處理的算法魁夫，本算法采用反向走刀的方法切除其殘留部分。如圖2中偷菩，將其線段C轉(zhuǎn)化為角度為α的直線C'窗耘，對殘留部分在下一工步采用右偏刀切削，切削的起刀點定位在圖中Q點咳蚣，刀具的軌跡為QDC卖檬，C為終點。經(jīng)過正反向切削即可加工出零件圖的輪廓形狀嘁拖。
2. 切削圓弧時的刀具干涉處理算法
   1. 當(dāng)零件輪廓為第Ⅰ象限圓弧時静熊，刀具切削該圓弧時無干涉。
   2. 零件輪廓為第Ⅱ象限圓弧時瘸利，隨零件輪廓圓弧的起點與終點的位置不同亩咪，切削時有可能產(chǎn)生刀具干涉。如圖3(a)怯路，作角度為α的直線L與圓弧C相切纲缠，其切點為T溯剑，當(dāng)被切削圓弧的起點位于切點T的左邊時則存在干涉．將圓弧C分解為圓弧C‘和C”。切削C’時將不會產(chǎn)生干涉存哲，而切削C”時將產(chǎn)生干涉因宇，為此將圓弧C”用其切線TP代替七婴，同時增加輔助線PD(PD為過本段圓弧終點與切線相交的垂線)祟偷，增加此輔助線的目的是為算法實現(xiàn)的方便．在后續(xù)的處理中，對此段圓弧用切線代替后的處理如同上述對直線的處理打厘。同樣對該輔助線處理也轉(zhuǎn)化為上述對直線的處理修肠。
      

      (a)	(b)	(c)
      圖3

   3. 當(dāng)零件輪廓為第Ⅲ象限時，切削時刀具無干涉户盯。
   4. 零件輪廓為第Ⅳ象限時嵌施，切削加工視刀具角度的不同有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的干涉。如圖3(b)莽鸭，過圓弧的起點作角度為α的直線L吗伤，求直線與圓弧的交點，如交點存在硫眨，交點左側(cè)切削無干涉足淆，而右側(cè)切削有干涉。將圓弧在交點處截斷织岁，將右側(cè)的圓弧轉(zhuǎn)化為角度α的直線L赃织。如交點不在該圓弧上，則將圓弧轉(zhuǎn)化為角度為α的直線L着脐，同時過圓弧終點作垂直輔助線氨筑，如圖3(c)。其殘留部分的處理同上所述通過反向切削時切除畸居。

3 算法實現(xiàn)

• 直線與直線相連接仔醒；
• 直線與圓弧相連接；
• 圓弧抓惫。

1. 直線與直線相連接的處理．如切削直線時存在刀具干涉水惑，如圖4(a),則將該直線用角度為α的直線L代替，同時求該直線與后續(xù)直線的交點．如有交點径楼，則在交點處將直線截斷汽足，交點的右部分直線轉(zhuǎn)化為角度為α的直線．如無交點或交點不在直線上，則下一直線也轉(zhuǎn)化為角度α的直線．其終點的z坐標(biāo)為該線段的z坐標(biāo)嚼锄，同時增加垂直輔助線减拭，如圖4(b)蔽豺。
   

   (a)	(b)
   圖4
   (a)	(b)
   圖5

2. 當(dāng)直線接第Ⅰ象限圓弧時，刀具切削圓弧時無干涉拧粪，但如切削直線有干涉存在修陡，將直線轉(zhuǎn)化為角度為α的直線L如圖5(a)。則圓弧的起點被修改為直線L與該圓弧的交點可霎。如無交點則表明該段圓弧位于該直線下魄鸦，此時將該圓弧也轉(zhuǎn)化為角度為α的直線，其終點z坐標(biāo)為該圓弧的終點的z坐標(biāo)癣朗。如圖5(b)所示(從結(jié)構(gòu)工藝性考慮拾因，設(shè)計時應(yīng)避免這種結(jié)構(gòu))。
3. 當(dāng)直線接第Ⅱ象限圓弧時旷余，此時刀具切削直線和圓弧都有可能干涉绢记。如刀具切削直線有干涉存在，其處理算法同本段第1節(jié)所述正卧。如與直線相接的后續(xù)圓弧也存在刀具干涉蠢熄，則將該圓弧轉(zhuǎn)化為角度為α的直線，其處理的算法同本段第2節(jié)所述茅早。
4. 當(dāng)直線接第Ⅲ象限圓弧時敞冤，刀具切削圓弧時無干涉，但如切削直線有干涉存在夭蹦，其處理算法同本段第2節(jié)所述航赦。
5. 當(dāng)直線接第Ⅳ象限圓弧時，此時刀具切削直線有可能干涉耳恭。切削圓弧也有可能干涉犹狮。如該直線加工時有干涉，其處理的算法同切削直線時的算法叹惕。對圓弧切削時的干涉處理箱藏，其算法同上述圓弧切削的算法。
6. 算法框圖
   

   圖6

4 結(jié)語

1. 本算法穩(wěn)定随巴，可靠鲜堆。能應(yīng)用于數(shù)控車削加工的自動編程系統(tǒng)。
2. 根據(jù)本文所述的算法殖咨，在加工某些形狀的零件時昌执，必要時需經(jīng)過反復(fù)多次的正反向切削才能完成，但由于切削加工一般有粗加工和精加工诈泼，因此對于因刀具角度而產(chǎn)生的欠切削殘留的較小余量懂拾，可暫不考慮，在精加工或半精加工時處理。精加工時因刀具切削條件的改善岖赋，產(chǎn)生刀具干涉的幾率相對要小得多檬果。
3. 在進(jìn)行反向切削時，刀具的起刀點處有可能產(chǎn)生干涉唐断，此時應(yīng)考慮因刀頭尺寸較大而產(chǎn)生干涉选脊。
4. 本文所討論的算法與毛坯輪廓形狀無關(guān)，適用于各種形狀的毛坯脸甘。