[发明专利]开放式二维型腔的插铣加工方法

说明书

本发明提供一种开放式二维型腔的插铣加工方法，包括以下步骤：获取型腔及刀具的指定参数，根据获取信息计算出孤角与工件侧壁AB交点a的坐标，计算出忽略孤角影响情况下，刀具沿路径1切削刃与工件侧壁BD接触时，轴向插铣切削的次数m₁，及为了规避孤角的产生，改变切削路径时，沿原移刀路径1已经轴向插铣切削的次数m₂，为了保证改变移刀路径后切除原孤角位置处材料时的稳定性，m₁‑m₂的取值应大于1，在插铣走刀接近工件加工区域边沿，即将产生孤角位置时，通过改变移刀路径的方式实现，来规避孤角的产生，孤角的规避可以在保证刀具寿命和加工质量的前提下利用插铣加工充分提高开放式二维型腔的加工效率。

技术领域

本发明涉及铣削加工领域，涉及一种开放式二维型腔的插铣加工方法。

背景技术

型腔是指具有开放轮廓边界或封闭轮廓边界的平底或者曲底凹坑且可能存在一个或者多个不加工的岛屿，是机械加工中最常见的结构特征。

常规开放式型腔加工主要是通过层铣的方法进行，层铣主要包括：行切法、环切法和螺旋线法等方法。行切法又分为单向行切法和双向行切法，单向行切法在加工过程中刀具始终保持顺铣或逆铣的切削方式，故单向行切法存在大量的跳刀，其中50％以上的路径为非切削刀轨，加工效率低；双向行切法在加工过程中刀具在顺铣和逆铣两种切削方式之间交替进行，故能减少来回跳刀的路径长度，可以提高切削效率。虽然减少了来回跳刀的路径长度，但是在加工过程中往复出现顺逆铣，将降低加工质量和刀具寿命，不利于型腔的实际加工。环切加工由于加工轨迹连续，在加工过程中能够一直保持顺逆铣，切削效率和加工质量高，但由于型腔轮廓本身形状和刀轨环在偏置中容易发生自交，在生成的环切刀轨中普遍会产生一系列拐角，这些拐角在加工过程中会引起切削力大小和方向的突变，并带来机床频繁加减速等问题，频繁的加减速会在一定程度上降低加工效率，螺旋线法具有较好的切削轨迹，适用于高速铣削场合，螺旋线加工法对加工轮廓形状有一定要求，最好是近似圆形和单连通的区域，其他的轮廓形状并不适用螺旋线法，因此螺旋线法的通用性不是太高，应用范围较小。

随着工业技术的不断发展以及人们对效益的不断追求，传统层铣对于需要去除大量材料、刀具悬伸长度较大的难加工材料以及难加工零部件的加工效率已经不能满足人们对低成本高效益模具生产的需求。

插铣加工是指在加工过程中刀具沿刀轴方向做进给运动，利用底部的切削刃进行钻、铣组合切削。由于插铣加工的特殊性，将插铣加工应用于深腔类零件的加工中相对层铣可以大幅提高加工效率。但使用插铣法加工开放式二维型腔时，会在工件的边缘产生孤角。产生的孤角会造成刀具的剧烈振动，从而降低刀具寿命，甚至直接造成刀具的破损。

发明内容

根据上述提出使用插铣法加工开放式二维型腔时，会在工件的边缘产生孤角，产生的孤角会造成刀具的剧烈振动，从而降低刀具寿命，甚至直接造成刀具破损的技术问题，而提供一种开放式二维型腔的插铣加工方法。本发明主要利用改变移刀路径的方式，从而在不产生孤角的前提下，有效提高开放式二维型腔的加工效率。

一种开放式二维型腔的插铣加工方法，包括以下步骤：

S1、获取型腔及刀具的指定参数，设定刀具半径为R，径向切削宽度为a_e，插铣步距为a_p，工件沿移刀方向的长度为x，产生孤角时，刀具与工件侧壁AB及BD的交点为a点和b点，并将A点作为工件的坐标原点，AB作为X轴，AE作为Y轴，刀具圆心起始切入点坐标为(a_p-R，a_e-R)；

S2、根据上述信息计算出孤角与工件侧壁AB交点a的坐标；