復雜曲面的數控加工技術探討

撰文/曾艷平

■528400 中山市技師學院 廣東 中山

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復雜曲面的數控加工技術探討

撰文/曾艷平

■528400 中山市技師學院 廣東 中山

復雜曲面的數控加工技術是我國一直需要進行充分利用的重要部分，其對實現曲面加工，解決復雜零件問題以及促進高速數控加工的完善具有的作用。本文分析復雜曲面的數控加工技術存在的問題，并且找出針對性的經濟方法，同時了解復雜曲面的數控加工技術的發展趨勢，可以有效提高復雜曲面數控加工技術的實用性，這可以為人們探究復雜曲面的數控加工技術提供有效的借鑒。復雜曲面；數控加工；數控編程；高速切削

我國的復雜曲面的數控加工技術出現的時間較晚，但是在應用于復雜曲面進行切削的時候，加工速度快、操作效率高以及切削質量好等特點。隨著復雜曲面的數控加工技術的發展，我國在進行復雜曲面加工方面取得較大的突破。

1復雜曲面的數控加工技術分析

依據目前的技術，足以完成三坐標加工，其具有較高的工作效率。但是由于進行曲面加工需要嚴格控制刀具的路徑和數據的選擇，因此進行探究的曲面加工的時候，需要著重分析這兩方面，同時在進行三軸加工的時候，需要對加工的特點和刀具的使用方法進行注意[1]。

1.1復雜曲面的數控加工的幾何模型

1.1.1曲面造型技術

由于曲面造型技術的作用在于解決多邊形的復雜零件進行切割的問題以及決定在切割的過程中所運用的工具。現在應對曲線曲面以已經具有完善的解決方法，可以有效提高進行曲面加工的效率。

1.2刀具的使用方法

1.2.1具體參數的選擇方法

由于數控加工的效果與刀具的選擇和數值的擇取具有密切的關系，尤其是在刀具的使用速度、切削的方法、走刀的效果等方面。為了使這些因素更加完善，需要對刀具的切削的速度、受力情況以及機床的運行情況進行注意。

1.2.2數控加工刀具軌跡生成方法

（1）平面及輪廓加工

在日常工作進行加工凹槽的方法有環切法與行切法。在一般情況下，環切法的所需要建立的路線要比行切法要短。而且因為在應用行切法的時候，刀具所要經過的路線相對較為簡單，因此在操作過程中經常需要進行運用。

（2）曲面加工的刀具路徑生成

在對多面、情況復雜的曲面進行對粗加工的時候，首先需要了解復雜零件是否屬于可以進行2.5維加工的范圍，可以及時使用層切法。主要表現為：通過模擬未開發零件和復雜零件進行相交，可以獲得對應的二維切削層。

1.2.3五軸數控加工

由于在應用五坐標對復雜曲面進行加工的時候，刀具的運用方法和所需要的數據是不斷改變，使得復雜曲面和刀具出現無法吻合的情況。

1.2.4面向高速切削的數控編程

由于高速數控加工是我國目前出現較晚的技藝，其可以以往的加工方法進行對比，具有加工速度快、操作效率高以及切削質量好等特點。而且數控加工的操作過程中需要具有完善執行過程以及準確的的數控指令，所以進行高速切削的時候，自動系統進行操作時間可以精確到1毫秒左右，其進行響應操作的速度要比傳統的方法要快，對傳統技術來說具有明顯的優越性。

2復雜曲面數控加工發展的方向

要想提高刀具的切削速度、提高機器的操作性能以及提高加工過程的效率，需要根據市場的發展而進行變化，使數控加工可以滿足市場的要求，往先進性、實用性、可靠性以及便利性等方面進行發展，最終使曲面加工的效率得以提升。

2.1數控編程與CNC的集成的內容

由于多邊形、表面復雜的零件在進行加工的時候具有一定難度，因此需要對具體的操作過程設立幾何模型，可以有效管理和控制進行曲面加工的過程，包含操作方法、加工細節、數控方法以及機床運作等。

2.2 NURBS加工技術的主要內容

因為以往的加工方法是使用微小直線進行操作的方法，而CNC系統的運行中增加NURBS技術的作用，不僅可以有效提高切削的速度，也可以滿足精確加工要求，使復雜數控加工的效率有所提高。

3復雜曲面加工技術存在的問題

隨著復雜曲面加工技術的不斷發展，其已經在機械操作中占有重要的地位，推動著我國機械制造領域的發展。雖然現在在許多方面已經取得了較好的成績，但是與發達國家機械相比，具體情況如下：

(1) 我國許多先進的多軸數控機床多來自于外國，自身進行生產的能力有限。但是在進行切削復雜曲面的時候需要依靠操作水平高和質量優良的數控機器來完成。

(2) 雖然我國一直對在對復雜曲面進行加工的過程中仍然存在數控加工軟件不完善的問題深入探究，在對復雜曲面進行切削和建模的過程得到較大的突破。但是在實際操作中還是無法適應高強度復雜曲面切削的任務。

4結束語

為了完善復雜曲面的加工過程，需要對刀具的軌跡處理、零件參數的選擇以及切削技術的應用等方面加以重視。同時由于我國的復雜曲面的加工還存在多軸數控機床工作能力不強、數控加工軟件不完善以及所具備的機器和檢測方法落后等問題，因此可以從高速切削技術、有效的機械編程以及完整的加工模型等方面出發，使我國可以開放出自動化和智能化的CAM系統，使復雜曲面的加工過程更加完善，并且也使復雜曲面的加工的工作效率和加工質量更高。

參考文獻：

[1]李桂東，周來水，安魯陵，譚昌柏.復雜曲面零件可加工性分析的多屬性評價算法研究[J].中國機械工程.2013(03)：45-46.

[2]侯紅玲，趙永強，白海清.復雜曲面的數控加工試驗研究[J].機床與液壓.2014(08)：78-79.

[3]樂英，韓慶瑤，賈軍.復雜曲面數控加工刀具軌跡的生成技術[J].機床與液壓.2015(06)：120-122.

作者簡介：曾艷平，男，湖南嘉禾機械講師（中級）數控教師，機械數控加工。