基於UG平面型腔小曲率半徑圓弧數控加工的優化方法與流程

2023-06-01 04:27:56

本發明屬於機械製造及其自動化領域，具體涉及一種基於UG平面型腔小曲率半徑圓弧數控加工的優化方法。

背景技術：

數控工具機的廣泛應用，大幅度地縮短了產品的製造周期，提高了產品的加工質量和生產率。而在產品的整個生產過程中，切削加工時間佔整個製造周期60%以上，為了減少或者避免保守參數造成的不必要的浪費，針對數控切削加工過程的參數優化的研究就顯得十分必要。UG軟體是當今世界最先進的高端CAD/CAM/CAE軟體，是一個研究數控編程及加工自動化的良好平臺。雖然UG CAM有著強大的功能，但它的加工參數的設置是一個複雜的過程，包括加工方法的選擇、刀具的選用、加工路線的設定、加工參數的設置、刀軌的生成、加工方法的驗證以及NC代碼的輸出等。近些年來，尋求較為合理的切削用量和有關參數，以及切削參數的最優組合,已成為是數控切削加工的一個重要方向。

在數控切削加工中，平面型腔銑削所佔的比重很大，而在平面型腔銑削中，常會遇到這種情況：側面形狀中有曲率半徑小於刀具的圓弧。對於這種情況，為了避免誤切，UG軟體通常會採用較保守參數，導致減少粗加工量，餘留較大餘量進行精加工，如圖5所示。總所周知，加工相同的餘量，用小刀具加工時間遠遠大於用大刀具加工的時間。精加工時，由於刀具較小，所以粗加工後殘留餘量大，就會大大地增加了精加工總時間，從而增加了零件的總加工時間，降低生產率。

所以，如果能完成平面型腔數控加工程序的優化設計的開發，將會達到縮短產品製造加工時間，從而降低生產成本，這將對製造類企業取得顯著經濟效益起著十分重要的作用。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種基於UG平面型腔小曲率半徑圓弧數控加工的優化方法，它可以為精加工留下更小的殘餘量，大大地減少了精加工時間，可以縮短產品製造加工時間，從而降低生產成本。

本發明提供的基於UG平面型腔小曲率半徑圓弧數控加工的優化方法，該方法包括：

（1）找出工件輪廓中r＜R的圓弧起點與圓弧終點，其中，R為刀具半徑，r為加工輪廓半徑；

（2）分別以圓弧起點、圓弧終點為圓心，以R為半徑做圓弧；

（3）把工件輪廓其餘曲線以刀具的半徑R進行移位補償；

（4）兩圓弧與移位補償曲線相交所得到的曲線即是優化後的刀具中心軌跡。

本發明能夠讓粗加工時能儘可能多地銑削，為下次的小刀具的精加工留下更小的殘餘量，大大地減少了精加工時間，從而減少加工的總時間，可以縮短產品製造加工時間，從而降低生產成本，對製造類企業取得顯著經濟效益起著十分重要的作用。

附圖說明

圖1 為本發明的找出r＜R圓弧的起點與終點的示意圖。

圖2為本發明的以起點、終點為圓心，以R為半徑做圓弧的示意圖。

圖3為本發明的曲線進行刀具半徑移位補償的示意圖。

圖4為本發明的優化後的粗加工殘留餘量的示意圖。

圖5優化前的粗加工殘留餘量的示意圖。

圖6為本發明的 r＜R的圓弧優化算法流程圖的示意圖。

具體實施方式

參照圖1至圖4和圖6，本發明提供的基於UG平面型腔小曲率半徑圓弧數控加工的優化方法，該方法包括：

（1）找出工件A輪廓中r＜R的圓弧起點B1與圓弧終點B2，其中，R為刀具半徑，r為加工輪廓半徑；

（2）分別以圓弧起點B1、圓弧終點B2為圓心，以R為半徑做圓弧C1、C2；

（3）把工件A輪廓其餘曲線以刀具的半徑R進行移位補償；

（4）兩圓弧C1、C2與移位補償曲線D相交所得到的曲線即是優化後的刀具中心軌跡E1。

然後，檢查加工刀具運動軌跡是否查找完畢，若沒有查找完畢，則返回第一步，重複上述步驟至查找完畢，結束優化。

由圖4和圖5可見，優化前的刀具中心軌跡E2為一直線，優化前的粗加工殘留餘量F2比優化後的粗加工殘留餘量F1要大得多。