復雜零件造型與刀具路徑規劃同步處理方案及應用

廣東省工商高級技工學校 （樂昌 512200） 張洋揚

CAD/CAM集成數控編程系統進行零件數控加工的一般過程是：分析加工零件、待加工表面→確定加工方法、編程原點、編程坐標系→對待加工零件進行幾何造型→確定加工工藝、選擇合適的刀具→刀具軌跡生成及編輯→刀具軌跡驗證、程序后置處理→機床通信、加工。

在對加工零件進行幾何造型時根據零件造型所達到目的的不同，主要可分為設計造型與加工造型。設計造型的目的是構建設計者需要的幾何形狀，凡屬零件上的幾何要素都要通過造型表達出來。零件的加工造型則是以加工零件的一個或若干個輪廓、表面為目的的運用CAD軟件的各種造型方法構建零件加工所需要的幾何模型。加工造型設計時一般不需要完整構建出零件的整個輪廓，只表達與加工有關的幾何要素；加工造型構建的幾何模型也不一定與零件的幾何形狀和尺寸完全一致，它為當前將要進行的加工工序服務，有時需要為一些特定加工方法構建曲線和曲面。

零件造型與刀具路徑規劃同步處理方案是集計算機輔助設計、制造與數控機床加工為一體的統籌動作策略，使軟件加工造型與刀具加工軌跡創建及零件加工過程形成一致。這種處理方案避免了零件在造型設計、加工時出現的斷裂面、破壞面等一些不規則曲面，基于零件造型特征的上級未破壞原始曲面直接進行加工，最大程度的減少了零件在加工時過多抬刀的問題，將更加方便、快速、完整的生成零件加工刀具路徑，其中過渡曲面的加工軌跡與軟件造型工藝次序相一致，從而更加有效地控制、提高了零件加工的表面質量。

1.實例設計應用

下面采用國產的CAD/CAM集成數控編程軟件CAXA制造工程師2011以相機模型（見附圖）的設計與加工例，采用圖表形式來表述零件加工造型與刀具路徑規劃同步處理方案的應用、實施過程（見附表）。

相機模型圖

2.分析說明

零件造型與刀具路徑規劃同步處理，打破了造型、加工的傳統解決方案，直接在零件造型特征上級未破壞的原始模型上創建刀具加工軌跡，具有加工過程順暢，易實現高速、高精、高質量加工，加工軌跡可視化程度強、方便檢查、不易出錯等優點，同時也對CAD/CAM軟件綜合應用、處理方面提出了新的、更高的要求，是數控造型、編程、加工發展的新趨勢。

相機模型的造型與加工同步處理方案應用示例

（續）