CNC曲面精加工

1、曲面精加工JDPaint5.0提供了下列曲面精加工方法：平行截線精加工等高外形精加工徑向放射精加工曲面流線精加工環(huán)繞等距精加工成組平面精加工平行截線精加工1使用場(chǎng)合平行截線精加工在曲面精加工中使用最為廣泛，特別適用于曲面較復(fù)雜但陡峭面不太多的場(chǎng)合。2優(yōu)點(diǎn)加工效率高，吃刀量較均衡。3缺點(diǎn)為了減少刀具空跑，時(shí)常使用往復(fù)走刀，這樣會(huì)導(dǎo)致刀具在加工過(guò)程中時(shí)而順銑，時(shí)而逆銑，刀具受力不均，工件側(cè)壁質(zhì)量較難保證。4主要參數(shù)路徑間距：指相鄰兩條路徑在水平面上投影的距離。該值的大小會(huì)決定殘留量的大小、加工效率、加工質(zhì)量以及刀具的壽命。路徑角度：指走刀方向與X軸正房向的夾角。往復(fù)走刀：選擇該復(fù)選框，刀具在加工時(shí)

2、會(huì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)加工。否則，刀具在往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)加工，另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)提刀空跑到另一端。優(yōu)化走刀方向：選擇該選項(xiàng)可以對(duì)分塊區(qū)域的走刀方向進(jìn)行優(yōu)化，使得走刀方向在改區(qū)域較長(zhǎng)邊的方向上。提取曲面邊界：選擇該選項(xiàng)會(huì)由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算曲面的邊界線來(lái)限定走刀的范圍。再該選項(xiàng)被選中時(shí)，用戶選擇的其他邊界線將無(wú)效。該功能特適用于邊界較復(fù)雜、邊界附近為較陡峭的面構(gòu)成的情況。因?yàn)樵谶@種情況下由用戶構(gòu)造邊界線特別復(fù)雜費(fèi)時(shí)，但是若沒(méi)有邊界線，會(huì)導(dǎo)致在加工時(shí)扎刀。邊界精修一次及精修量：當(dāng)選擇邊界精修一次選項(xiàng)時(shí)，精修量編輯框會(huì)變?yōu)橛行顟B(tài)。此時(shí)，會(huì)生成沿邊界修邊的路徑。使用該方法能夠方便的保證加工域側(cè)壁的質(zhì)量。加工模式：平行截

3、線加工共用三種模式：所有面、平坦面和陡峭面。缺省情況下為加工所有面。但根據(jù)需要可能需要分別加工平坦面和陡峭面。例如：在用等高加工加工完側(cè)壁后需要對(duì)底部較平坦的部分進(jìn)行補(bǔ)加工。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)用加工平坦面的功能。再如，為避免刀具上下穿動(dòng)加工，也應(yīng)當(dāng)使用平坦面加工功能。而陡峭面加工功能主要用于側(cè)壁陡峭，而且無(wú)法用等高線加工時(shí)。當(dāng)使用平坦面和陡峭面加工時(shí)，會(huì)有三個(gè)編輯框變?yōu)橛行顟B(tài)，即：與水平面夾角、最短路徑長(zhǎng)度、路徑延長(zhǎng)長(zhǎng)度。在加工平坦面時(shí)，與水平面夾角指加工路徑與水平面的夾角不得超過(guò)該角度，超過(guò)的陡峭部分被截?cái)嗳サ簟Ｔ诩庸ざ盖兔鏁r(shí)，與水平面夾角指加工路徑與水平面的夾角必須超過(guò)該角度，未達(dá)到該角度的平坦

4、部分被截?cái)嗳サ?。最短路徑長(zhǎng)度指被截?cái)嗔粝侣窂降淖钚￠L(zhǎng)度，凡長(zhǎng)度小于該值的都被去掉。路徑延長(zhǎng)長(zhǎng)度是指在留下路徑的兩端向外延長(zhǎng)的長(zhǎng)度。該值過(guò)大可能導(dǎo)致本該分開(kāi)的兩條路徑相連。5示例等高外形精加工1使用場(chǎng)合等高外形精加工主要用于加工曲面較復(fù)雜、側(cè)壁較陡峭的場(chǎng)合。由于等高加工在加工過(guò)程中高度保持不變，所以該加工方法能夠大大地提高機(jī)床的穩(wěn)定性，從而提高加工工件的質(zhì)量。該加工方法常和平坦面加工（平行截線加工的一種模式）結(jié)合使用，特別適用于現(xiàn)代高速加工。2優(yōu)點(diǎn)加工時(shí)機(jī)床運(yùn)行特別穩(wěn)定，刀具受力均衡，加工過(guò)程中加工（順逆銑）方向保持不變，不會(huì)出現(xiàn)扎刀的現(xiàn)象，能夠獲得加工質(zhì)量較高的側(cè)壁。3缺點(diǎn)為了獲得質(zhì)量較高的側(cè)

5、壁（曲面構(gòu)成的），需要減小高度間距（一般取0.2），這樣導(dǎo)致加工時(shí)間較長(zhǎng)，效率不高。另外對(duì)于側(cè)壁有缺口的情況，需要填補(bǔ)缺口，缺口處的加工路徑也處于空跑狀態(tài)。4主要參數(shù)高度間距：指相鄰兩層路徑的高度差。下刀位置：指從頂視圖投影看，下刀相對(duì)于一個(gè)矩形區(qū)域的位置。該選項(xiàng)對(duì)于單個(gè)凸起（或單個(gè)凹坑）的零件在決定下刀、連刀位置影響較大。（對(duì)于較復(fù)雜零件的下刀、連刀位置意義不大。）譬如，對(duì)于一個(gè)一端較陡峭、一端叫平緩的單個(gè)凸起零件進(jìn)行加工時(shí)，就應(yīng)當(dāng)將下刀位置指定在較陡峭一端的附近。這樣就能使連刀路徑在零件的陡峭處，連刀距離較短。連刀方式：對(duì)于空間路徑的連接一共提供四種方式，即：沿曲面連結(jié)、折線連結(jié)、圓弧連結(jié)

6、和光滑連結(jié)。由于連刀時(shí)需要進(jìn)行干涉檢查，當(dāng)某種方式無(wú)法滿足不干涉要求時(shí)，需要改變連結(jié)方法，改變連結(jié)方法的順序如下：圓弧連結(jié)、光滑連結(jié)、折線連結(jié)、沿曲面連結(jié)。也就是當(dāng)圓弧連結(jié)失敗時(shí)，改用光滑連結(jié)，若仍失敗改用折線連結(jié)，以此類推。一組中的兩條路徑在連結(jié)時(shí)，若前三種方法都失敗，也必然可以用沿曲面連結(jié)對(duì)路徑進(jìn)行連結(jié)。過(guò)渡弧度和引出長(zhǎng)度分別指圓弧連結(jié)時(shí)的圓弧半徑，以及光滑連結(jié)時(shí)的沖出量。這兩值越大，連刀線越長(zhǎng)，過(guò)渡效果越好，但也越容易引起干涉，最終改用其他方法連結(jié)。零件類型：分為實(shí)體零件和型腔模具。對(duì)于實(shí)體零件，會(huì)生成零件最外輪廓的路徑，以便將外形加工出來(lái)。對(duì)于型腔模具，不能生成最外輪廓的路徑，以保證模

7、具與毛坯材料相連。需特別注意的是，對(duì)于某些側(cè)壁不整齊、有缺口的產(chǎn)品模型在加工時(shí)不能單純的用零件類型來(lái)區(qū)分是否需要保留或刪除最外輪廓的路徑。此時(shí)，需要通過(guò)提取曲面邊界來(lái)限定路徑的范圍。這將在下面介紹。提取曲面邊界：選擇該選項(xiàng)會(huì)由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算曲面的邊界線來(lái)限定走刀的范圍。在該選項(xiàng)被選中時(shí)，用戶選擇的其他邊界線將無(wú)效。該功能特適用于邊界較復(fù)雜、側(cè)壁有缺口的情況。因?yàn)樵谶@種情況下由用戶構(gòu)造邊界線特別復(fù)雜費(fèi)時(shí)，但是若沒(méi)有邊界線，會(huì)導(dǎo)致路徑在模型的內(nèi)側(cè)和外壁交織的纏繞無(wú)法分離的情況。在選擇該選項(xiàng)后，能夠?qū)⑽挥谶吔缤獠康穆窂阶詣?dòng)裁剪刪除。網(wǎng)格精度：該值為計(jì)算時(shí)構(gòu)造的網(wǎng)格模型的網(wǎng)格精度。當(dāng)模型有較多細(xì)節(jié)時(shí)，例

8、如和刀具直徑相當(dāng)?shù)牟刍蛐A角縫隙時(shí)，需要適當(dāng)調(diào)小該值，以便計(jì)算較精確的路徑。否則，會(huì)在上述位置出現(xiàn)較混亂的路徑。缺省情況下該值為1.0，用戶在使用需要調(diào)小該值時(shí)一般取0.5、0.2。注意，該值最好不要設(shè)置來(lái)小于0.1。當(dāng)模型確實(shí)太小，刀具也很小，需要加工到其中的細(xì)節(jié)時(shí)，可以考慮使用將模型和刀具同時(shí)放大10(n)倍，在生成路徑后在將路徑縮小為1/10(1/n)倍的方法。注意在網(wǎng)格精度過(guò)小(0.05)時(shí)，內(nèi)部計(jì)算允許的誤差將與有效數(shù)值相當(dāng)，導(dǎo)致計(jì)算失敗。另外，在該值設(shè)置過(guò)小時(shí)，將大大的增加計(jì)算量，導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間很長(zhǎng)。5示例6使用技巧當(dāng)模型整體為形腔模具而模具中央有高出最外輪廓的凸臺(tái)時(shí)，需要將上層突出

9、部分按照實(shí)體零件加工，下層能明顯看到最外輪廓的部分用形腔模具方法加工。當(dāng)對(duì)凸起零件作等高外形加工，可能要將物體切掉時(shí)，應(yīng)當(dāng)將等高外形加工分為兩步完成。一步為對(duì)上層部分的加工，另一步(也是最后一步)為剩余1-2毫米的等高加工，以便將模型切下來(lái)。對(duì)于部分有臺(tái)階凸緣的零件，可以使用等高外形加工方法加工凸緣。此時(shí)最好用平底刀加工，并使用節(jié)點(diǎn)編輯刪除內(nèi)部多余路徑，以便留下加工凸緣的路徑。徑向放射精加工1使用場(chǎng)合主要適用于頂視圖類似于圓形、圓環(huán)狀模型的加工，路徑呈扇形分布。2優(yōu)點(diǎn)邊界各處的殘留量較均勻，刀紋對(duì)稱。3缺點(diǎn)為了減少刀具空跑，時(shí)常使用往復(fù)走刀，這樣會(huì)導(dǎo)致刀具在加工過(guò)程中時(shí)而順銑，時(shí)而逆銑，刀具受

10、力不均。另外，加工過(guò)程中路徑的間距也是變化的，中心的路徑間距較近，周圍的路徑間距較大。4主要參數(shù)放射中心：指放射走刀路徑收縮處的位置。用戶可以自己指定，也可以選擇圖形的中心作為放射中心。角度間距：指相鄰兩條路徑在水平面上投影的夾角大小。起始角度：指放射走刀的第一條路徑與X軸正向的夾角。角度范圍：指放射走刀的第一條路徑掃掠到最后一條所劃過(guò)的角度范圍。從里向外走刀：選擇該選項(xiàng)后，路徑從內(nèi)向外。往復(fù)走刀：選擇該復(fù)選框，刀具在加工時(shí)會(huì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)加工。否則，刀具在往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)加工，另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)提刀空跑到另一端。邊界精修一次及精修量：當(dāng)選擇邊界精修一次選項(xiàng)時(shí)，精修量編輯框會(huì)變?yōu)橛行顟B(tài)。此時(shí)，會(huì)生成

11、沿邊界修邊的路徑。使用該方法能夠方便的保證加工域側(cè)壁的質(zhì)量。5示例曲面流線精加工1使用場(chǎng)合曲面流線精加工主要用于曲面數(shù)量較少、曲面相對(duì)較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。2優(yōu)點(diǎn)加工過(guò)程中刀具沿著曲面的流線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，路徑間距疏密適度，加工零件表面的質(zhì)量較高。當(dāng)多張曲面邊界相連時(shí)，可以聯(lián)合在一起沿著曲面的流線加工。3缺點(diǎn)當(dāng)曲面較小、較多時(shí)，不適宜用曲面流線加工。因?yàn)榇藭r(shí)各面很可能會(huì)分別加工，路徑的走向較混亂。4主要參數(shù)路徑間距：此處的路徑間距用作相鄰兩路徑的最大距離，估算參數(shù)域上路徑的間距。注意該值并非實(shí)際意義上的路徑間距，一般而言相鄰路徑間的距離一般都小于該值，最大距離處和該值相當(dāng)。切削方向：指流線走刀的走刀

12、方向，是沿著U方向走還是V方向走。對(duì)于單個(gè)的曲面，通過(guò)修改該參數(shù)能夠改變走刀的方向。對(duì)于一組有邊界相連關(guān)系的曲面，修改該參數(shù)能引起走刀方向的橫切或縱切的變化。往復(fù)走刀：選擇該復(fù)選框，刀具在加工時(shí)會(huì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)加工。否則，刀具在往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)加工，另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)提刀空跑到另一端。但對(duì)一組首尾相接的面環(huán)作流線加工，當(dāng)處于橫切狀態(tài)時(shí)，若不選擇往復(fù)走刀，刀具可以一圈一圈的按一個(gè)方向?qū)ぜM(jìn)行加工，不存在提刀空跑的情況。偏移方向：指路徑相對(duì)于加工曲面的方向。該方向可以由系統(tǒng)計(jì)算時(shí)自動(dòng)確定，也可以指定為法矢的正方向或負(fù)方向。該選項(xiàng)僅對(duì)單個(gè)面(或一組不存在邊界關(guān)系的面)加工時(shí)有用。當(dāng)選中的一組加工面存在邊界

13、連結(jié)關(guān)系時(shí)，該選項(xiàng)無(wú)效。起點(diǎn)：此處共用四個(gè)選項(xiàng)(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)，分別對(duì)應(yīng)曲面矩形參數(shù)域上的四個(gè)角點(diǎn)。通過(guò)改變?cè)撨x項(xiàng)，可以設(shè)定路徑的起刀點(diǎn)。等距進(jìn)給：該項(xiàng)應(yīng)當(dāng)去掉。他是最初用于布點(diǎn)的，之后都用遞歸調(diào)用用弓高控制。路徑自交檢查：用于對(duì)路徑進(jìn)行干涉檢查。與“避免過(guò)切所有可見(jiàn)曲面”選項(xiàng)不同處在于該自交檢查僅對(duì)用戶選中的加工面進(jìn)行干涉檢查?？紤]是否去掉。連刀方式：對(duì)于空間路徑的連接一共提供四種方式，即：沿曲面連結(jié)、折線連結(jié)、圓弧連結(jié)和光滑連結(jié)。由于連刀時(shí)需要進(jìn)行干涉檢查，當(dāng)某種方式無(wú)法滿足不干涉要求時(shí)，需要改變連結(jié)方法，改變連結(jié)方法的順序如下：圓弧連結(jié)、光滑連結(jié)、折線連結(jié)、

14、沿曲面連結(jié)。也就是當(dāng)圓弧連結(jié)失敗時(shí)，改用光滑連結(jié)，若仍失敗改用折線連結(jié)，以此類推。一組中的兩條路徑在連結(jié)時(shí)，若前三種方法都失敗，也必然可以用沿曲面連結(jié)對(duì)路徑進(jìn)行連結(jié)。過(guò)渡弧度和引出長(zhǎng)度分別指圓弧連結(jié)時(shí)的圓弧半徑，以及光滑連結(jié)時(shí)的沖出量。這兩值越大，連刀線越長(zhǎng)，過(guò)渡效果越好，但也越容易引起干涉，最終改用其他方法連結(jié)。5示例環(huán)繞等距精加工1使用場(chǎng)合平行截線精加工在曲面精加工中使用最為廣泛，特別適用于曲面較復(fù)雜但陡峭面不太多的場(chǎng)合。2優(yōu)點(diǎn)加工效率高，吃刀量較均衡。3缺點(diǎn)為了減少刀具空跑，時(shí)常使用往復(fù)走刀，這樣會(huì)導(dǎo)致刀具在加工過(guò)程中時(shí)而順銑，時(shí)而逆銑，刀具受力不均，工件側(cè)壁質(zhì)量較難保證。4主要參數(shù)路徑間距：指相鄰兩條路徑在水平面上投影的距離。該值的大小會(huì)決定殘留量的大小、加工效率、加工質(zhì)量以及刀具的壽命。5示例成組平面精加工1使用場(chǎng)合當(dāng)模型凸凹處較明顯，側(cè)壁接近豎直壁，底面接近平面時(shí)，成組平面精加工就特別適合于對(duì)底面的加工。2優(yōu)點(diǎn)由于被加工面接近于水平面，可以方便的將平面加工的方法引入到模型底面的加工。成組的水平面可以同一的生成路徑；在加工過(guò)程中，各面有能夠相對(duì)獨(dú)立的加工。該方法既能提高生成路徑的效率，又能夠保證各面的加工質(zhì)量。3缺點(diǎn)對(duì)于有的被部分覆蓋的面或較狹長(zhǎng)的面無(wú)法生成精加工路