[发明专利]用于铣削复杂通道形腔的自动方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月11日提交的非临时专利申请号13/470,207的优先权和权益，该申请的内容通过引用结合在此以用于所有目的。

技术领域

本发明在其若干实施例中总体上涉及针对计算机辅助制造(CAM)而规划的工具路径轨迹，并且更具体地讲，涉及使用多轴机床进行的复杂通道形腔的计算机辅助铣削。

背景

CAM软件系统是用于对计算机数控(CNC)机床进行编程的，CNC机床用于在机械加工车间中生产诸如模具、冲模、工具、原型以及航空部件等离散零件。可以机加工的形状的种类几乎是无限的：形状通常是根据方便的数学结构进行分类的，经常涉及数学的子领域例如拓扑学的使用。

“通道”形状是非技术人员也熟悉的一种简单图元几何概念。通过指定基线由底表面来连结的左侧壁和右侧壁可以完成通道的简单且直观的描述。这样的一种形状在CAM生产环境中处理的大多数零件中出现；具体地讲，在齿轮、叶轮、螺旋桨、抽吸和移动装置以及整体叶盘(压缩机的通过叶片与盘的结合而获得的类型)生产的具体领域中存在各种各样的通道形状。不同的通道可关于以下方面彼此不同：壁的高度、壁表面和底表面的曲率、壁的相对位置、通道的恒定或不恒定的宽度、壁表面的厚度以及其他几何参数。对此类通道的铣削可为这样一种精细过程：可能需要考虑到若干机械约束和几何约束。通过数控(NC)机器制造一个设计表面可以包括粗切削和精机加工这两个阶段。

在粗切削期间，必须尽可能快地将原料移除，同时确保既不过度切削、也不会刨削(即该切削工具移除原料的、实际要求属于最终目标形状的那一部分，从而将不可弥补的错误或缺陷引入整个铣削过程中)。此外，该切削工具与有待移除的原料之间的接触速率不能超过一个规定阈值；一个阈值取决于切刀末端的形状(即通常是平的、球形的或圆环形的——圆环形是介于前两种形状之间的中间形状)，并取决于被移除的原料的类型。

在精机加工期间，工具可被放置成与表面具有最大接触，以将剩余物移除并且形成一个良好精整过并准确的表面。在这两个阶段(即粗切削阶段和精机加工阶段)中，必须保持切削工具的可能出现的振动和运动不稳定性(在CAM专门词汇中也被称为“抖动”)是受控制的，以便减少在通道壁上的机械压力；这些壁可能非常薄——这是具有深腔的通道的尤其重要的考虑因素。

概述