[发明专利]一种复杂形体等高分割组合数控铣削制造法

摘要

本发明涉及机械设计制造与加工领域，具体说涉及一种复杂形体的等高分割组合数控铣削制造法，它包括复杂形体的分割设计、模块创建、数控铣削、形体组合等内容。利用本发明可以在刀具结构和机床功能不变的条件下，完成普通数控机床无法加工的复杂形体的加工，尤其是深腔部位，并可以消除切削过程中的扎刀问题。本发明加工工艺简化，明显缩短设计制造加工周期，提高数控铣削效率和精度，本发明方法等高分割组合数控铣削制造法完全适合于高速数控铣削。

主权项

1、一种复杂形体等高分割组合数控铣削制造法，其特征在于包括以下步骤：(1)导入或创建复杂形体的实体模型把复杂形体的几何信息和制造属性通过数据接口导入到三维图形交互式CAD设计系统，或直接在该系统创建复杂形体的实体模型；(2)确定等高分割参数Hmax 依据复杂形体尺寸的最小凹部半径Rmin确定铣刀的直径D，刀径D小于等于2Rmin，刀长为5D或10Rmin；等高分割参数Hmax小于刀长L；(3)复杂形体的等高分割设计在三维图形交互式CAD设计系统的可视化设计环境下，利用设计系统，按实际等高分割高度小于或等于Hmax，将复杂形体的实体模型分割为一层以上的一组分割件的实体模型；(4)创建模块所述模块用CAD或CAM系统创建规范化计算机图形或标准数控代码，以二维、三维图形文件的形式或数据文件的形式存放在设计系统文件库中，供分割设计或自动编程或分割件切削加工时调用；所述模块分为实体模块、线框模块、轨迹模块、数控码模块；所述实体模块运用CAD系统有关功能，通过图形交互方式输入模块的规范尺寸，按照系统提示逐步操作，系统自动生成实体图形模块，存储在CAD设计系统的文件库中备用；在组合结构实体设计时，应用系统的“实体布尔运算”功能或类似功能调用实体模块；所述每一规格的实体模块有凸、凹之分；所述线框模块运用CAD系统曲线生成功能，通过交互方式输入规范尺寸，系统即显示线框图形，建立线框模块，并以图形文件类型存储在CAD设计系统的文件库中备用；在组合结构实体设计时，应用系统的“图形拷贝”或“实体布尔运算”功能调用线框模块；所述轨迹模块运用CAM系统轨迹生成功能，通过轨迹生成对话框输入刀具参数、切削轨迹控制参数，按照系统提示逐步操作，系统自动生成刀具轨迹图形，将轨迹模块以图形文件类型存储在设计系统的文件库中，自动编程时调用；在分割件加工自动编程时，应用CAM系统的轨迹拷贝功能或类似功能调用；所述数控码模块运用CAM系统的后置处理功能，通过后置设置对话框输入后处理参数，给定模块的文件名，拾取上述创建的轨迹图形，按照系统提示逐步操作，系统自动生成标准数控代码数据文件，存储在设计系统的文件库中，供数控加工时调用；所述标准数控代码数据文件也可以直接存放在数控机床的数控系统中；调用的方法是依据定位点确定工件坐标系，执行该数控码模块，数控机床进行加工；(5)分割件的模块化组合结构设计根据分割件的结构以及底面、顶面的形状和尺寸选择组合模块的模数，确定组合模块的形状，确定组合模块的定位点，从设计系统的文件库中调用设计好的模块，运用系统的布尔运算功能添加到分割件的定位点，在分割件的分割面上生成组合结构；运用系统的查询功能检查定位模块的尺寸和位置，建立分割件的实体模型；(6)复杂形体分割件的虚拟组合在三维图形交互式CAD设计系统的可视化设计环境下，运用系统的装配功能对分割件进行虚拟装配，检查组合结构的正确性，恢复复杂形体的整体效果；(7)分割件的毛坯制备把可切削的材料制成与分割件外形相对应的板块形状，各向留有余量；(8)分割件底面数控切削加工对分割件的底面进行平面铣削，对底面组合结构进行槽沟铣削，对组合结构的孔钻中心或作螺纹孔，组合结构的加工可以直接调用凹台数控码模块进行加工；(9)分割件等高数控自动编程在三维图形交互式CAM系统的可视化设计环境下，利用系统的自动编程功能，对分割体的实体模型生成等高粗加工轨迹，对分割体的周边面生成等高精加工轨迹，根据需要生成局部补加工轨迹，对分割体的顶面及其组合结构生成平面区域加工轨迹，对轨迹作真实感仿真检查后，运用系统的后处理功能生成数控程序代码以用于数控加工；(10)分割件的装夹与数控切削把已完成底部加工的分割件用模块式夹具体安装在数控机床的工作台上，通过机床数控系统的通讯接口输入已编好数控程序完成分割件的切削；(11)复杂形体的组合对加工好的分割件进行清洗、装配，恢复复杂形体的整体状态，根据需要可在分割面涂敷结合剂，并用螺钉在螺纹孔中紧固分割件，复杂形体的加工组合完成。