[發明專利]具有復雜陡峭內輪廓曲面型腔的數控加工方法

有效

• 申請號: 201711328487.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108107844B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 向小霞;黃泰慶
• 申請（專利權）人: 西安昆侖工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明公開了一種具有復雜陡峭內輪廓曲面型腔的數控加工方法，用于解決現有型腔的數控加工方法實用性差的技術問題。技術方案是在層設置中同時打開零件幾何體和毛坯幾何體模型，參照刀具在零件幾何體外空位下刀，確定A直線和B直線的位置并沿Z軸負向拉伸成為C面和E面，抽取零件加工部位的片體模型，把片體模型上的直線段和圓弧線段抽取出來向A直線和B直線延伸并修剪多余部分，把修剪好的線框架里各種線段構造成直紋面和掃掠曲面，縫合這些面組成開放片體，將C面和E面向開放片體方向偏置成為F面和G面，最后使F面和G面與開放片體互剪后縫合成封閉片體。本發明采用構建的封閉片體作部件幾何體，適用于任意形狀的曲面腔槽加工，實用性好。

技術領域

本發明涉及一種型腔的數控加工方法，特別涉及一種具有復雜陡峭內輪廓曲面型腔的數控加工方法。

背景技術

根據型腔的不同特點，型腔的加工方法主要有電火花成形與數控加工成形，電火花加工成形速度慢、電極易磨損、工作液循環困難，從而制約了電火花成型法的應用范圍。數控加工成形作為現代制造技術的重要組成部分被企業廣泛應用于加工復雜三維曲面型腔。

長槽型腔是曲面型腔中的一種，其特點是內凹型腔兩側面中一個是直立側面，另一側為斜側面，底面為圓弧面。

參照圖8。文獻“長槽形曲面型腔的一種新型數控加工方法，濰坊學院學報，2002年4月”公開了一種曲面腔槽的加工方法。此方法通過改變刀具形狀來實現曲面腔槽各個部位的加工：對于內輪廓斜側面采用刀具斜度與內輪廓斜度相同的錐形刀具分層切削；對于底面的圓弧面采用球頭或圓弧底面立銑刀的球頭刃或圓弧刃完成切削。但是對于復雜三維曲面型腔，比如當內凹型腔一側的斜側面變為圓弧面、不規則陡峭面時則不能靠改變刀具形狀使曲面腔槽加工成型，因此文獻所述方法具有局限性。

發明內容

為了克服現有型腔的數控加工方法實用性差的不足，本發明提供一種具有復雜陡峭內輪廓曲面型腔的數控加工方法。該方法首先設置視圖為WCS，在層設置中同時打開零件幾何體和毛坯幾何體模型，參照刀具在零件幾何體外空位下刀，確定A直線和B直線的位置并沿Z軸負向拉伸成為C面和E面，抽取零件加工部位的片體模型，并把片體模型上的直線段和圓弧線段抽取出來向A直線和B直線延伸并修剪多余部分，把修剪好的線框架里各種線段構造成直紋面和掃掠曲面，縫合這些面組成開放片體，再將C面和E面向開放片體方向偏置距離f成為F面和G面，最后使F面和G面與開放片體互剪后縫合成封閉片體。本發明采用構建的封閉片體作部件幾何體，并采用深度輪廓加工的方法使刀具沿封閉片體輪廓分層環切。通過構建封閉片體做部件幾何體并采用深度輪廓加工的方法適用于任意形狀的曲面腔槽加工，實用性好。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案：一種具有復雜陡峭內輪廓曲面型腔的數控加工方法，其特點是包括以下步驟：

在UG的建模模塊里完成封閉片體的構建的，零件幾何體放在第一層，分析加工部位的深度、外徑和內徑；依據加工部位的深度、外徑和內徑尺寸在第二層做一個空心圓柱模型；把第一層零件幾何體模型復制到第三層，以抽取體的方式抽出加工部位的片體模型，然后隱藏第三層的零件幾何體；把第三層片體模型上影響輪廓外形的直線段、圓弧線段用抽取線的方法抽取出來復制到第四層，并在第四層完成封閉片體的構建。

設置視圖為WCS，同時打開第一層的零件幾何體與第二層的空心圓柱模型，參照刀具在零件幾何體外空位處下刀畫A直線1和B直線2，并使A直線1和B直線2分別平行于X軸和Y軸，然后沿Z軸負向拉伸成形成C面3和E面7。

保持視圖方向不變，關閉第一層和第二層，向A直線1和B直線2的方向延長第四層中的直線段和圓弧線段，采用基本曲線里的直線命令作相切于圓弧線段的直線，使所述直線與A直線1相交，并分割直線與圓弧相切處的直線段和圓弧線段，然后裁減掉相切處、A直線1和B直線2外多余的圓弧線段和直線段。