数控车削加工刀具干涉处理的算法研究.doc

数控车削加工***干涉处理的算法研究数控车削加工***干涉处理的算法研究在数控自动编程系统中,***轨迹的自动生成中存在***角度的干涉处理问题。本文针对数控车削加工中的***角度干涉,提出了***角度干涉处理的算法,经实际应用检验,效果良好。1***干涉处理前的零件图预处理按数控车削加工的零件特征,可将零件分为:外(内)表面、倒角、退刀槽及螺纹。由于车削加工的特点,在***干涉处理中将退刀槽及螺纹先用外表面代替,从而对零件加工时的***干涉处理,只需考虑表面加工时的***干涉。2***干涉处理算法通过对零件图进行干涉前预处理,此时被加工的零件轮廓由直线和圆弧组成,因此数控车削加工时***干涉处理仅仅是对直线和圆弧加工时的干涉处理。为减少多次安装带来的安装误差,数控加工中一般采用一次装夹。对那些需要调头加工的部位则采取右偏刀反向走刀切削,对反向走刀切削的***干涉处理算法与正向切削时类似。此外对内表面加工时***干涉处理的算法与外表面切削时也相类似。因此本文拟就对正向切削外表面时的***干涉处理的算法加以讨论。图1图2如图1,零件轮廓如为直线则用有向线段表示,如为过象限圆弧,则将其分解。***为左偏刀,***副切削刃与z坐标轴的夹角为α,β为零件轮廓直线与z坐标轴的夹角,如图2。***干涉处理算法如图2,当β≤α时,***切削加工时无干涉。当β>α时,如图2中线段C,该***加工到此处时将留下图中阴影的残留部分。为切出残留部分,可通过改变***角度,或者通过反向走刀切削切除。为减少更换***次数和统一***干涉处理的算法,本算法采用反向走刀的方法切除其残留部分。如图2中,将其线段C转化为角度为α的直线C',对残留部分在下一工步采用右偏刀切削,切削的起刀点定位在图中Q点,***的轨迹为QDC,C为终点。经过正反向切削即可加工出零件图的轮廓形状。***Ⅰ象限圆弧时,***切削该圆弧时无干涉。Ⅱ象限圆弧时,随零件轮廓圆弧的起点与终点的位置不同,切削时有可能产生***干涉。如图3(a),作角度为α的直线L与圆弧C相切,其切点为T,‘和C”。切削C’时将不会产生干涉,而切削C”时将产生干涉,为此将圆弧C”用其切线TP代替,同时增加辅助线PD(PD为过本段圆弧终点与切线相交的垂线),,对此段圆弧用切线代替后的处理如同上述对直线的处理。同样对该辅助线处理也转化为上述对直线的处理。(a)(b)(c)Ⅲ象限时,切削时***无干涉。Ⅳ象限时,切削加工视***角度的不同有可能产生严重的干涉。如图3(b),过圆弧的起点作角度为α的直线L,求直线与圆弧的交点,如交点存在,交点左侧切削无干涉,而右侧切削有干涉。将圆弧在交点处截断,将右侧的圆弧转化为角度α的直线L。如交点不在该圆弧上,则将圆弧转化为角度为α的直线L,同时过圆弧终点作垂直辅助线,如图3(c)。其残留部分的处理同上所述通过反向切削时切除。3算法实现根据上述的算法原理,通过对零件图特征的分析,在算法实现的程序设计中对***干涉的处理,可分为如下三种情况:•直线与直线相连接;•直线与圆弧相连接;•圆弧。