[发明专利]一种基于CAD建模的模具切削加工轨迹计算方法

说明书

本发明公开了一种基于CAD建模的模具切削加工轨迹计算方法，具体包括以下四个步骤：(1)校准切削系统中的设计模型与机械设备中的待加工工件一致：对应设备吸盘上的工件与系统中导入的CAD模型坐标校核一致；(2)通过计算待加工工件的CAD设计模型中的目标曲线上各点在实体模具加工坐标系内是否共线，来判定目标曲线是否可以在实体模具上进行准确加工；(3)确定刀具的切削轨迹；(4)确定刀具在待加工工件上的切入点。采用本切削方法而制成的设备，可以替代五轴加工中心、雕刻机以及手工切割设备进行模具切削；本发明可以说是综合了现有技术中各设备的优点而存在的；整个设备成本低、加工效率高、加工的实体工件表面开槽质量优。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种基于CAD建模的模具切削加工方法。

背景技术

在工件上开槽为常用的加工方式采用铣削，但是铣削加工速率慢，成本高，尤其对于槽底具有曲面的槽体，例如在鞋模的模芯加工中，其中最基本的要求就是鞋底的龙需要具有Z向的弧度，相应的在制作鞋模芯时Z向也要具有一定的弧度；而且对于整个鞋底来说，脚掌的不同位置、脚跟的不同位置龙骨弧度都是不尽相同的，需要逐一加工，无形中增加了加工难度；由于模芯的复杂性及工艺流程的难度，现有技术中有采用五轴加工中心加工鞋底模型，但是由于五轴加工中心投资高，加工费用昂贵，成本太高，不适用与普通的加工厂；在以上加工中如果可以采用数控圆锯片切割的话，可以一刀结束切削，大大提高切削加工效率。

对于其他需要开通槽的工件来说，如果采用圆锯片的话，加工效率远远大于铣削。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用圆锯片在工件上开设通槽的切削加工方法；通槽的槽底可以是曲面或是直面，适应范围广泛、开槽切削效果好、效率高。

加工精度可以达到制鞋厂家的品质需求，同时提高加工效率，并且避免生产事故发生的实体模具数控切割机。

本发明采用如下技术方案实现：

一种基于CAD建模的模具切削加工轨迹计算方法，包括待加工工件吸盘、垂直于工件吸盘的圆锯片；圆锯片垂直切入工件吸盘上的待加工件，在待加工工件上开槽；具体包括如下步骤：

(1)校准切削系统中的设计模型与机械设备中的待加工工件一致，包括如下步骤：

1.1设定工件吸盘的中心点为加工坐标原点(0,0,0)，工件吸盘所在面为加工XY平面，垂直于XY平面即圆锯片所在平面为加工Z轴；

1.2在吸盘上设置有L型定位支架，待加工工件由吸盘吸住、通过L型定位支架限位；其中L型定位支架两垂直边分别与X轴、Y轴方向平行，平行于Y轴的边与吸盘中心点的有向距离为W_L，简称该边为竖边，平行于X轴的边与吸盘中心点的有向距离为H_L，简称该边为横边；

1.3将相应的待加工工件的CAD设计模型导入切削加工系统中，在加工系统的坐标系中绘制平行于XY平面的L型参考线，其两边距离坐标原点距离分别为H_L和H_L；

1.4计算导入模型的凸包，记为多边形P＝p₀p₁…p_n，其中p_i，i＝0，…，n，且在XY平面内，点p_i，i＝0，…，n为逆时针方向的；

1.5用户通过系统交互指定凸包的一条边与L支架的竖边校准，具体步骤如下：

a)计算导入的待加工工件的CAD设计模型的修正角度：假定用户指定的边为p_ip_i+1，该边与X轴正向所成角度为α，那么修正角度θ为

b)对于模型中的任一点p＝(x，y，z)，经过修正后的点为p′＝(x′，y′，z′)，满足