[发明专利]确定增减材复合制造中交替时机的方法

权利要求书

1.一种确定增减材复合制造中交替时机的方法，其中增材方式为铺粉式，减材铣削方式为三轴数控铣；其特征在于，所述的确定增减材复合制造中交替时机的方法步骤包括：

步骤1、获取刀轨：将所要成形零件的三维模型导入数控仿真加工软件，设定所用刀具参数，根据零件表面精度要求，确定切削参数，生成刀轨，输出刀具中心轨迹的坐标文件；

步骤2、建立刀具空间坐标模型：依据所选刀具尺寸参数，利用步骤1中所得刀具中心轨迹的坐标文件，将加工过程中整体刀具所处空间位置以坐标形式表述；

步骤3、提取待加工面密集点云：提取零件待减材加工表面的点云数据，提取密度以能完整表征几何轮廓特征为原则，提取完成后导出点云x、y、z坐标的文本格式文件；

步骤4、碰撞分析：将所得加工表面点云坐标与刀具模型空间坐标进行碰撞条件判断，沿+Z方向依次记干涉点为P₁到P_n；

步骤5、确定最佳交替时机：第i次连续增材所达高度要小于P_i点Z向坐标值，第i次减材加工也要在到达P_i位置前终止，之后进行第i+1次的增材成形；这样沿+Z方向，依次确定每次增减材的交替时机，将零件划分成n个成形区域，记为A₁到A_n；

步骤6、加工实施：按照步骤5中划分出的n个成形区域，自下而上依次完成A_i区域的增材与减材加工；即先使用高能束逐层扫描/烧结粉末，增材成形出A_i区域内零件三维特征，后对A_i区域内拟加工表面进行减材加工，使其达到所需表面质量与尺寸精度。

2.根据权利要求1所述的一种确定增减材复合制造中交替时机的方法，其特征在于：步骤1中进行减材路径规划前，要根据零件轮廓种类和表面加工精度要求，在圆鼻刀、T形刀、成形球刀、鼓形刀及仿形刀中选择刀具进行加工。

3.根据权利要求2所述的一种确定增减材复合制造中交替时机的方法，其特征在于：圆鼻刀主要用于加工零件中与基板平行的上表面和与基板垂直的侧面，以确保大进给量；相同条件下，T形刀的让刀空间大于成形球刀，但T形刀加工表面残高小；而由于减材过程中存在的台阶效应，用成形球刀加工轮廓的精度相较T形刀好；当加工靠近底面的侧壁轮廓时，采用鼓形刀。

4.根据权利要求1所述的一种确定增减材复合制造中交替时机的方法，其特征在于：确定交替时机后，相邻的两次减材区域在刀具轴向上要存在重合刀轨，保证表面质量顺滑；减材加工的刀具轴向进给量与增材成形余量可以控制零件尺寸精度和表面质量。