[发明专利]形状不规则区域的铣削轨迹生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及铣削加工领域，具体地，涉及一种形状不规则区域的铣削轨迹生成方法。

背景技术

在铣削过程中，常常会残留形状不规则的区域需要后续工序进行处理。而在处理这类问题时，会将这些区域的边界分为两类，一类是软边界，这种边界铣刀是可以穿越的，例如图1中虚线所示的边界，软边界围成的区域都是需要去除的形状不规则区域；而另一类是硬边界，这种边界铣刀是不可以穿越的，例如图1中实线所示的边界，这类边界是零件加工中要求保留的边界，其形状不能被破坏。

目前，在处理这类问题时，如果使用手动方式进行去除，效率较低；但如果使用数控方式进行去除，就存在着刀具轨迹规划的问题。如果规划不当，会使刀具和硬边界产生干涉，或者是软边界去除不干净等情况的发生。目前国内还没有一套成熟的方法解决此类问题。因此，需要提出一种刀具轨迹的优化方法，针对这类问题规划出一套比较优化的刀具轨迹。

经过对现有技术的检索，发现申请号为201210451978.0，发明名称为一种不规则形状钢部件的成形方法，该发明属于机械加工技术领域。采用铸造的方法，加工出坯料，然后采用热机械加工的方法，分别将坯料加工成坯材，然后采用排布、叠层、堆垛的方法将坯材放入热等静压包套中，经过封边焊、真空封装后支撑预制坯，将预制坯放入到热等静压炉中进行扩散连接，然后将包套去除，制备出不规则形状的钢部件。本发明方法可以用于制备各种合金成分、各种形状的高性能结构件，而且不需要大型的热机械加工设备，具有效率高和成本低的优点，适用于制备各种高强钢结构。但是该发明过程复杂，成本较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种形状不规则区域的铣削轨迹生成方法。

根据本发明提供的形状不规则区域的铣削轨迹生成方法，将铣削加工中残留的形状不规则区域，分为软边界和硬边界，包括如下步骤：

步骤1：沿硬边界走刀，保证处理软边界时不会与硬边界发生干涉；

步骤2：将软边界网格化，根据遍历所有网格的路线生成走刀轨迹。

优选地，所述网格的宽度为刀具的切宽。

优选地，所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：采用主元分析法确定软边界加工区域的第一主元方向并生成旋转矩阵；

步骤2.2：将软边界网格化，旋转软边界并将软边界上下左右平移使软边界的加工区域占用最小网格数；

步骤2.3：使用扫描线方法扫描网格，并记录每条扫描线的端点网格，同一条扫描线的两个端点网格为一组构成图结构；将第一条扫描线与最后一条扫描线的端点网格作为软边界的备选的加工起点或加工终点；

步骤2.4：选取加工起点，针对图结构采用最短路径法按顺序遍历所有端点网格，从而生成遍历所有需要加工网格的走刀轨迹；

步骤2.5：对不同软边界的加工区域采用最短路径法按顺序遍历所有的加工区域直至所有软边界的加工区域的加工轨迹生成。

优选地，所述步骤2.1具体为：用主元分析法对软边界的控制点进行分析，得到软边界的第一主元方向，即得到第一主元方向的单位向量(m，n)，根据建立旋转矩阵ROT：

ROT=cosθ-sinθsinθcosθ]]>

对于软边界加工区域中加工坐标系中的点(X，Y)，令(PX，PY)＝(X，Y)×ROT得到以(m，n)方向为坐标轴的主元坐标系下软边界上加工区域点的坐标(PX，PY)，θ为第一主元方向与加工坐标系中X轴的夹角。