[发明专利]一种高效曲面直接数控加工方法

权利要求书

1.一种高效曲面直接数控加工方法，其特征在于，该具体过程为：

步骤a，根据加工件的曲面特征，将该曲面转化成直纹面，并编写数控加工代码；

步骤b，将加工件的空间直纹面的数控加工代码输入到数控系统；

步骤c，通过数控系统控制加工机床使刀具轴线矢量平行于直纹面的起始线的矢量；

步骤d，控制刀具主轴旋转；

步骤e，调整工件或刀具位置，使得刀具的侧刃与工件的加工起始线相切触；

步骤f，控制数控机床进给运动，切削时使刀具侧刃始终与该直纹面切触，并使刀具底刃始终沿着曲面导动线运动；

步骤g，完成曲面加工全过程，各轴回位；

加工非可展直纹面时，首先需要用前述可直接加工的直纹面对该非可展直纹面进行逼近，即根据加工粗糙度的要求，将非可展直纹面分割成一层层平面上的曲线，找到每一层平面曲线上各点上原曲面的法矢量，找到一条条与该层曲线相切，且与曲线上各点的法矢量相垂直的刀位，用前述可直接加工的直纹面顺序连接这些刀位形成直纹面，用以代替各层曲线附近的曲面；做这些逼近直纹面的刀具半径等距面；刀具沿该等距面运动，即可完成对该非可展直纹面的加工。

2.根据权利要求1所述的高效曲面直接数控加工方法，其特征在于，加工平面时，在进行前述步骤c时，先调整刀具轴线与工件加工平面平行，刀具轴线与加工平面距离等于刀具半径；

在步骤f时，根据机床结构控制工件进给或刀具进给实现直线进给，控制刀具轴向进给，使刀具顶刃始终与平面边界保持切触从而完成加工。

3.根据权利要求1所述的高效曲面直接数控加工方法，其特征在于，加工柱面时，根据机床结构情况采用刀具回转进给或采用工件回转进给实现加工；

在进行步骤c时，要调整机床进给回转轴使刀具轴线矢量方向等于柱面直母线矢量；

进行步骤f时，刀具轴线始终运行在该柱面的刀具半径等距面上。

4.根据权利要求1所述的高效曲面直接数控加工方法，其特征在于，加工锥面时，在进行步骤c时，还要调整工件位置使其回转轴线与刀架回转轴线重合，再调整刀具回转进给运动半径等于工件锥面的起始回转半径；

进行步骤e时，调整刀具绕回转轴的夹角即起始锥角，再调整刀具轴向位置使得侧刃与工件的加工起始线相切触。

5.根据权利要求1所述的高效曲面直接数控加工方法，其特征在于，加工螺旋面时，在进行步骤c时，还要调整工件位置使其回转轴线与刀架回转轴线重合，控制刀具回转进给运动半径等于工件圆锥面的回转半径；

进行步骤e时，再调整刀具轴线矢量与直纹面起始线矢量相同，再调整刀具径向位置使得刀具的侧刃与工件的加工起始线相切触；

最后，刀具的周向进给轴C轴、工件的直线进给轴Z轴以及刀具轴线轴W轴三轴联动加工，使刀具侧刃沿螺旋面运动，同时使刀具沿刀具轴线进给，使刀具底端沿工件螺旋面内侧运动，直到终止角度完成螺旋面加工。

6.根据权利要求1所述的高效曲面直接数控加工方法，其特征在于，刀具为铣削刀具，磨削刀具，或由抛光头构成，或由切割头构成，或由线电极电加工阴极单元构成，用于磨削加工、光整加工、电解加工以及电加工与机械的复合加工。