[发明专利]三维刃口轮廓的螺旋线插补加工方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种刃口轮廓的CAM加工方法，尤其是使用螺旋线插补的三维轮廓的加工方法。

背景技术：

修边刃口和翻边刃口是冲压模具成型零件的关键部分，由于对尺寸精度及光顺度要求高，人们普遍采用直线圆弧插补的二维轮廓程序在数控机床进行加工。由于现有CAM软件的直线圆弧插补是二维意义的，不能动态跟踪刃口三维形状，所以自始至终需要人工手动调节Z向高度，加工效率低，操作者劳动强度大，不能实现刃口的高效自动数控加工。

发明内容：

本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种三维刃口轮廓的螺旋线插补加工方法，该方法在二维直线圆弧插补的基础上加入了Z值，将二维的圆弧分段转化为三维的螺旋线、将二维的直线分段转化为三维的折线，从而实现了对刃口三维形状的动态跟踪，提高了加工效率。

本发明的技术方案是：一种三维刃口轮廓的螺旋线插补加工方法，其特征在于：依照下列步骤进行：(1)输入几何体并设置加工参数；(2)计算X、Y坐标，进行高精度直线圆弧插补；计算轴向Z坐标，进行低精度直线插补；(3)检查X、Y坐标对应的Z坐标是否能满足刃口高度、刀刃长度和夹头不干涉等条件，如果不满足，则调整Z坐标至合理值；(4)将调整后的Z坐标与相应的直线圆弧插补X、Y坐标进行合并，生成螺旋线插补刀轨。

上述X、Y坐标为高精度的直线圆弧插补坐标，Z坐标为低精度的直线插补坐标。

本发明的优点是：1、本发明在保留了二维轮廓程序尺寸精度及光顺度高等优点的基础上加入了Z值，将二维的圆弧分段转化为三维的螺旋线、将二维的直线分段转化为三维的折线，从而实现了对刃口三维形状的动态跟踪。2、在计算刀轨时综合考虑了刃口高度、刀具侧刃长度、夹头干涉等因素，使得刀轨在保证夹头不干涉的基础上尽量使用刀具上半部分刀刃将刃口加工到位。最终实现对刃口轮廓的三维自动数控加工，实现了刃口的高效自动数控加工。

附图说明：

图1是本发明的程序流程图。

图2是直线圆弧插补二维轮廓刀轨和螺旋线插补三维轮廓刀轨的效果对比图。

具体实施方式：

如图1所示：刃口轮廓一般采用刀具侧刃进行加工，因此三维刃口程序对径向精度要求很高而对轴向精度要求较低。利用这一特点，在计算三维轮廓程序时，对径向尺寸以高精度(如误差0.01mm)进行直线圆弧插补，对轴向尺寸以较低的精度(如误差1mm)进行直线插补，两者结合之后就完成了三维轮廓的螺旋线插补。与直线圆弧插补的二维轮廓相比，二维程序的直线部分变为一个或多个三维直线，二维程序的圆弧部分变为一个或多个不同螺旋角的螺旋线，而两者在轴向的投影是完全重合的。另外在轴向尺寸进行直线插补时，需同时考虑刃口高度、刀刃长度、夹头干涉等因素，使得刀轨在保证夹头不干涉的基础上尽量使用刀具上半部分刀刃将刃口加工到位，从而实现对刃口轮廓的三维自动数控加工。

如图2所示：线①为三维刃口轮廓线，线②为二维轮廓刀轨，线③为三维轮廓刀轨，所用刀具直径为20mm。

二维轮廓G代码：

％

G01X-31.706Y-632.771F100

G03X-28.979Y-629.521I-0.262J2.989

G01X-29.746Y-620.762

G03X-31.668Y-618.937I-1.992J-0.174

G02X-32.292Y-618.915I8.598J247.039

G02X-37.357Y-618.467I1.864J49.930

G03X-52.048Y-616.771I-42.441J-303.080

G03X-66.599Y-615.952I-19.090J-209.665

G03X-90.535Y-615.918I-12.826J-594.793

G03X-114.616Y-616.666I18.140J-971.186

G01X-130.674Y-617.365

G03X-133.541Y-620.493I0.131J-2.997

M05

M30

三维轮廓G代码：

％

G00X-31.706Y-632.771

Z80.000

Z26.506

G01Z1.506F100

G03X-28.979Y-629.521I-0.262J2.989