[发明专利]一种数控加工渐进插补法

说明书

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种数控加工渐进插补法。

背景技术

传统加工复杂曲面的缘条、筋条和腹板类零件多采用球头刀行切加工方法，在切削过程中刀具始终于局部区域与加工表面接触，结果造成了刀具局部区域磨损严重，使得刀具的耐用度极剧下降；由于行切加工后的零件表面一般都需要进行钳工打磨修整，增加了多余的工作量，最主要的是经打磨后的零件表层组织可能会产生过烧现象，影响零件的表面质量和零件寿命。

受到传统的三坐标加工思维的影响，很多曲面的加工都采用三坐标行切加工或采用五坐标固定摆角行切加工，这类加工方法在模具类产品上应用较多，其优点是编程算法简单，通用的CAD/CAM软件就可以实现加工策略，其缺点是加工效率极低，在产品更新换代如此频繁的竞争压力下，其弊端暴露得更加明显；除此之外，多年前很多CAD/CAM软件只有三坐标行切或定摆角行切加工策略进行曲面加工，因为当时的计算机硬件的性能跟不上软件发展需求，随着最新版CATIA V5软件的完善及计算机硬件的飞速发展，现今已经推出了若干种多轴联动曲面加工策略，为数控加工渐进插补法的实现提供了可能。

发明内容

本发明的目的：提供一种数控加工渐进插补法，实现对零件的高效率、低残余量加工。

本发明创造的目的是通过下述的技术方案实现的：本发明提供的数控加工渐进插补法使用的刀具为立铣刀，加工过程中分为侧刃渐进插补过程和底刃渐进插补过程，具体步骤如下：

步骤一：将复杂曲面的缘条、筋条和腹板类零件装夹固定在数控机床平台上；

步骤二：编制数控加工程序，在编制零件曲面位置处的数控程序时，将刀具加工轨迹定义成如下形式：

(1)侧刃渐进插补过程中刀具轴向和被加工零件表面的切线方向平行；

(2)底刃渐进插补过程中刀具轴向和被加工零件表面的切线方向垂直；

步骤三：调用数控程序，验证渐进轨迹是否合理，即刀位的分布是否足够最大化地去除残余量，若是，则结束加工过程。

如果刀位的分布没有最大化地去除残余量，则在两个刀位之间增加一个刀位，铣削去除残余量。

本发明的有益效果在于：相对于传统球头刀行切加工方法采用球头刀底刃和加工面接触，触面积小，加工效率低等特点，本发明所述的数控立铣刀渐进插补法采用常用立铣刀的侧刃和底刃同时接触加工面，接触面积大，效率高。

附图说明

图1是本发明数控立铣刀刀具结构示意图。

图2是传统球头刀行切加工方法与本发明数控立铣刀渐进插补法加工零件过程中的效果对比图。

具体实施方式

下面结合附图1～2对本发明做进一步描述，图中的：1是刀具底R、2是刀具底刃、3是刀具侧刃、4是刀具直径、5是行切时残留余量、6是侧刃渐进插补时时残留余量、7是底刃渐进插补时时残留余量、8是球头刀、9是数控立铣刀、10是零件被加工表面。

数控加工渐进插补法就是在加工过程中将刀轴方向平行(或垂直)于曲面的切削点位置，利用曲面的加工容差合理地分配轴向(或径向)分层的加工量，实现对曲面的包络加工；用数控加工渐进插补法加工后的曲面轮廓实际上是由与曲面相外切的一簇平面组成的，而球头刀8行切加工后的轮廓实际上是由一簇曲线拼接而成的，因此，数控加工渐进插补法较传统的行切加工效率必然要高。

如图2所示，侧刃渐进插补过程中立铣刀9轴向和被加工零件表面10的切线方向平行，产生侧刃渐进插补时时残留余量6；底刃渐进插补过程中立铣刀9轴向和被加工零件表面10的切线方向垂直，产生底刃渐进插补时时残留余量7。

球头刀8行切方法对于零件被加工表面10的行切时残留余量5大，表面需要大量的后期打磨处理工作才能保证表面粗糙度，本发明侧刃渐进插补过程的表面残留余量即侧刃渐进插补时时残留余量6小，如果残留余量控制在表面粗糙度的要求内就可以不需要打磨。

采用球头刀8行切加工，由于刀具轴向不变，为了减少零件表面行切时残留余量5采用加密排刀步距的方法；而渐进插补法由于刀具的轴向相对于加工表面的曲率而变化，所以采用分刀位加工的方法可以去除残余：侧刃渐进插补时时残留余量6、底刃渐进插补时时残留余量7，即在两个刀位之间增加一个刀位，专门用来铣削去除残余量。