[發明專利]一種異型材的切削加工方法

有效

• 申請號: 202110367743.2
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113070524B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 李偉;姜潮;陳啟迪;楊坪豪;羅紅平;肖耘亞;孫樹濤
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B23D47/00
• 分類號: B23D47/00;B23D61/02
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸;孫紅穎

本發明涉及一種異型材的高效切削加工方法，包括：步驟1：獲取待加工工件截面輪廓信息及刀具規格信息；步驟2：根據待加工工件材質選擇刀具旋轉方向；步驟3：根據刀具規格以及工件截面輪廓信息生成級進角度和級進距離；步驟4：根據級進角度和級進距離計算每一段行程中工件旋轉角度和切削深度；步驟5：在切削加工過程中實時檢測各段切割行程中切削力；步驟6：根據切削力、工件旋轉角度、切削深度計算各段行程對應的走刀速度和工件旋轉角速度。本發明的一種異型材的高效切削加工方法，自動匹配最佳走刀行程、切割速度以及工件旋轉角速度，能夠適應不同材質、形狀和尺寸的異型材切割加工的實際需要，極大地提高了加工效率和加工質量。

技術領域

本發明涉及異型材加工技術領域，具體涉及一種異型材的切削加工方法。

背景技術

異型材是一種具有不同截面形狀和壁厚的加工工件，可由金屬鋁、鋁合金、銅、銅合金、非金屬塑膠以及碳纖維等材料加工制成，其廣泛應用于鋁門窗、相框、塑鋼材、電木板、鋁擠型、紙管等產品當中。由于異型材一般為具有較大長寬比的長條狀造型，因此，需要根據實際需求進行切割加工。

傳統的型材切割機基本采用固定的走刀行程和切割速度進行切割加工。對于形狀、尺寸多變的異型材來說，由于需要考慮極端的加工狀況(如切割最大截面輪廓、最厚截面壁厚)，常設定較大的走刀行程和較慢的切割速度，在切割不同尺寸截面輪廓工件時，經常會導致空行程的產生，加之較慢的切割速度，從而極大地降低了加工效率。

檢索國內外專利成果可知，目前針對異型材加工領域的研究還比較少，但是存在許多關于機械加工領域的研究。

申請公布號為CN 110238698 B的文獻公布了一種工件加工程序自動匹配的加工方法，該方法主要是根據工件的實際尺寸來匹配合適的加工程序，雖然解決了按照標準管材規格來編寫數控程序帶來的誤差問題，但是只考慮了工件幾何形狀和尺寸對加工結果的影響，對于工件材質以及切削力等因素所帶來的影響并未考慮。

申請公布號為CN 106292529 A的文獻公布了一種機床的加工路徑生成方法，該方法也是只考慮了工件的幾何形狀對于加工結果的影響，根據工件的幾何形狀和工藝參數采用五段S曲線法來優化加工路徑，并沒有考慮工件材質以及切削力等因素的影響。

綜上，現有的機械加工優化方法往往只考慮了工件截面輪廓形狀及尺寸對于加工結果的影響，雖然能夠在一定程度上提高加工效率，但是對于其他因素對加工結果帶來的影響缺乏綜合考慮，在一定程度上影響了工件最終加工質量。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術提出了一種異型材的切削加工方法，采用工件旋轉運動配合刀具直線進給的方法，根據具體工件材料、截面輪廓尺寸、鋸切深度、工件旋轉角度以及切削過程中產生的切削力，自動匹配最佳走刀行程、切割速度以及工件旋轉速度，從而提高加工效率和加工質量。

具體的，一種異型材的切削加工方法，其特征在于，所述切削加工方法包括以下步驟：

步驟1：獲取待加工工件截面輪廓信息；

步驟2：根據待加工工件材質選擇刀具旋轉方向；

步驟3：根據待加工工件截面輪廓信息生成級進角度和級進距離；

步驟4：根據級進角度和級進距離計算每一段行程中工件旋轉角度和切削深度；

步驟5：在切削加工過程中實時檢測各段切割行程中切削力；

步驟6：根據切削力、工件旋轉角度、切削深度計算各段行程對應的走刀速度和工件旋轉角速度；

在步驟3中，所述待加工工件在切削中旋轉角度為90°；

在步驟6中，所述走刀速度和工件旋轉角速度的關系式為：