復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)探討

撰文/曾艷平

■528400 中山市技師學(xué)院 廣東 中山

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復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)探討

撰文/曾艷平

■528400 中山市技師學(xué)院 廣東 中山

復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)是我國一直需要進(jìn)行充分利用的重要部分，其對(duì)實(shí)現(xiàn)曲面加工，解決復(fù)雜零件問題以及促進(jìn)高速數(shù)控加工的完善具有的作用。本文分析復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)存在的問題，并且找出針對(duì)性的經(jīng)濟(jì)方法，同時(shí)了解復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，可以有效提高復(fù)雜曲面數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)用性，這可以為人們探究復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)提供有效的借鑒。復(fù)雜曲面；數(shù)控加工；數(shù)控編程；高速切削

我國的復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間較晚，但是在應(yīng)用于復(fù)雜曲面進(jìn)行切削的時(shí)候，加工速度快、操作效率高以及切削質(zhì)量好等特點(diǎn)。隨著復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，我國在進(jìn)行復(fù)雜曲面加工方面取得較大的突破。

1復(fù)雜曲面的數(shù)控加工技術(shù)分析

依據(jù)目前的技術(shù)，足以完成三坐標(biāo)加工，其具有較高的工作效率。但是由于進(jìn)行曲面加工需要嚴(yán)格控制刀具的路徑和數(shù)據(jù)的選擇，因此進(jìn)行探究的曲面加工的時(shí)候，需要著重分析這兩方面，同時(shí)在進(jìn)行三軸加工的時(shí)候，需要對(duì)加工的特點(diǎn)和刀具的使用方法進(jìn)行注意[1]。

1.1復(fù)雜曲面的數(shù)控加工的幾何模型

1.1.1曲面造型技術(shù)

由于曲面造型技術(shù)的作用在于解決多邊形的復(fù)雜零件進(jìn)行切割的問題以及決定在切割的過程中所運(yùn)用的工具?，F(xiàn)在應(yīng)對(duì)曲線曲面以已經(jīng)具有完善的解決方法，可以有效提高進(jìn)行曲面加工的效率。

1.2刀具的使用方法

1.2.1具體參數(shù)的選擇方法

由于數(shù)控加工的效果與刀具的選擇和數(shù)值的擇取具有密切的關(guān)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(duì)刀具的切削的速度、受力情況以及機(jī)床的運(yùn)行情況進(jìn)行注意。

1.2.2數(shù)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(jìn)行加工凹槽的方法有環(huán)切法與行切法。在一般情況下，環(huán)切法的所需要建立的路線要比行切法要短。而且因?yàn)樵趹?yīng)用行切法的時(shí)候，刀具所要經(jīng)過的路線相對(duì)較為簡(jiǎn)單，因此在操作過程中經(jīng)常需要進(jìn)行運(yùn)用。

（2）曲面加工的刀具路徑生成

在對(duì)多面、情況復(fù)雜的曲面進(jìn)行對(duì)粗加工的時(shí)候，首先需要了解復(fù)雜零件是否屬于可以進(jìn)行2.5維加工的范圍，可以及時(shí)使用層切法。主要表現(xiàn)為：通過模擬未開發(fā)零件和復(fù)雜零件進(jìn)行相交，可以獲得對(duì)應(yīng)的二維切削層。

1.2.3五軸數(shù)控加工

由于在應(yīng)用五坐標(biāo)對(duì)復(fù)雜曲面進(jìn)行加工的時(shí)候，刀具的運(yùn)用方法和所需要的數(shù)據(jù)是不斷改變，使得復(fù)雜曲面和刀具出現(xiàn)無法吻合的情況。

1.2.4面向高速切削的數(shù)控編程

由于高速數(shù)控加工是我國目前出現(xiàn)較晚的技藝，其可以以往的加工方法進(jìn)行對(duì)比，具有加工速度快、操作效率高以及切削質(zhì)量好等特點(diǎn)。而且數(shù)控加工的操作過程中需要具有完善執(zhí)行過程以及準(zhǔn)確的的數(shù)控指令，所以進(jìn)行高速切削的時(shí)候，自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)間可以精確到1毫秒左右，其進(jìn)行響應(yīng)操作的速度要比傳統(tǒng)的方法要快，對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)來說具有明顯的優(yōu)越性。

2復(fù)雜曲面數(shù)控加工發(fā)展的方向

要想提高刀具的切削速度、提高機(jī)器的操作性能以及提高加工過程的效率，需要根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展而進(jìn)行變化，使數(shù)控加工可以滿足市場(chǎng)的要求，往先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性以及便利性等方面進(jìn)行發(fā)展，最終使曲面加工的效率得以提升。

2.1數(shù)控編程與CNC的集成的內(nèi)容

由于多邊形、表面復(fù)雜的零件在進(jìn)行加工的時(shí)候具有一定難度，因此需要對(duì)具體的操作過程設(shè)立幾何模型，可以有效管理和控制進(jìn)行曲面加工的過程，包含操作方法、加工細(xì)節(jié)、數(shù)控方法以及機(jī)床運(yùn)作等。

2.2 NURBS加工技術(shù)的主要內(nèi)容

因?yàn)橐酝募庸し椒ㄊ鞘褂梦⑿≈本€進(jìn)行操作的方法，而CNC系統(tǒng)的運(yùn)行中增加NURBS技術(shù)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(fù)雜數(shù)控加工的效率有所提高。

3復(fù)雜曲面加工技術(shù)存在的問題

隨著復(fù)雜曲面加工技術(shù)的不斷發(fā)展，其已經(jīng)在機(jī)械操作中占有重要的地位，推動(dòng)著我國機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展。雖然現(xiàn)在在許多方面已經(jīng)取得了較好的成績(jī)，但是與發(fā)達(dá)國家機(jī)械相比，具體情況如下：

(1) 我國許多先進(jìn)的多軸數(shù)控機(jī)床多來自于外國，自身進(jìn)行生產(chǎn)的能力有限。但是在進(jìn)行切削復(fù)雜曲面的時(shí)候需要依靠操作水平高和質(zhì)量?jī)?yōu)良的數(shù)控機(jī)器來完成。

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

4結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)：

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

[2]侯紅玲，趙永強(qiáng)，白海清.復(fù)雜曲面的數(shù)控加工試驗(yàn)研究[J].機(jī)床與液壓.2014(08)：78-79.

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

作者簡(jiǎn)介：曾艷平，男，湖南嘉禾機(jī)械講師（中級(jí)）數(shù)控教師，機(jī)械數(shù)控加工。