[发明专利]一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法

权利要求书

1.一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在CAD软件中读取型腔的外形轮廓信息，设置加工参数，包括可用的加工刀具序列，主轴转速以及切削的进给速度；

步骤2：生成型腔的中轴，并获取中轴上每点的最大内切圆的半径，以此建立最大内切圆半径函数；

步骤3：使用蚁群算法，对加工刀具进行选取，得出最优加工刀具组合；

步骤4：使用摆线轨迹与环切轨迹结合的策略，生成最优加工刀具组合中各加工刀具的刀轨，并进行后置处理，输出到加工中心进行加工。

2.根据权利要求1所述的一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，所述步骤1中所述加工刀具序列是指若干把铣刀的集合，且其排列顺序为根据刀具直径从小到大排列。

3.根据权利要求1所述的一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，所述步骤2中所述的型腔的中轴是指型腔轮廓构成的平面封闭区域内所有最大内切圆圆心的集合。

4.根据权利要求1所述的一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，所述步骤2中所述的最大内切圆半径函数是指，在中轴上定义一端点为基点，以中轴上每点到基点在中轴上的距离为自变量，以中轴上每点所对应的最大内切圆的半径长度为因变量的函数。

5.根据权利要求1所述的一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，所述步骤3中所述的最优加工刀具组合是指以总的加工时间最小化为目标，使用蚁群算法所选出的加工刀具组合，且最优加工刀具组合的排列顺序是根据刀具尺寸从小到大排列。

6.根据权利要求1所述的一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，所述步骤4中所述摆线轨迹与环切轨迹结合的策略有如下特征：

1)所述摆线轨迹是指长幅旋轮线，即圆沿着一段线条作滚动的时候，该圆外一定点的运动轨迹；圆滚动一周，即为一个摆线周期，滚动前后圆心之间的距离为步距，圆外定点到圆心距离为摆线的半径；

2)所述环切轨迹是指以型腔外轮廓向内偏置、型腔内轮廓同时向外偏置的方式所生成的轨迹；

3)所述摆线轨迹与环切轨迹结合的策略是指使用摆线轨迹作为主要的加工方法，在尺寸最大的刀具的加工区域引入环切刀轨，以提高加工效率。

7.根据权利要求1所述的一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，所述步骤3中所述的使用蚁群算法，对加工刀具进行选取包括以下步骤：

步骤3-1：使用摆线轨迹与环切轨迹结合的策略生成各刀具的加工刀轨并计算刀轨长度，建立有向图，初始化各路径上的信息素；

步骤3-2：所有蚂蚁根据信息素选取路径行进，走过有向图中的一些节点到达终点完成行进过程，然后更新所有路径上的信息素；

步骤3-3：重复K次步骤3-2，记录最后一次步骤3-2时蚂蚁走过的最短路径，然后将该路径所经过的节点集转化为所选取加工刀具组合。

8.根据权利要求7所述的一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，所述步骤3-1所述有向图是指，节点间的所有路径的集合，每个节点都代表一把加工刀具，节点间的距离是根据加工刀轨长度与退刀连接刀轨长度计算得出的。

9.根据权利要求7所述的一种摆线轨迹与环切轨迹结合的型腔多刀具铣削方法，其特征在于，所述步骤3-1所述的信息素是指，蚂蚁在所走过的路径上释放的一种挥发性的分沁物。