CN109358566B - 一种端面铣刀四轴旋转开粗加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，包括如下步骤：1)基于加工零件模型抽取所需加工零件的外轮廓片体；2)将抽取的外轮廓片体的轮廓边转换为曲线；3)将所得曲线沿所加工模型的任何一个切面展开，使曲线平铺在一个平面上；4)使用端面铣刀对展开曲线所形成的封闭曲线区域内进行加工，并生成加工刀轨轨迹；5)将所生成的刀具轨迹经后处理转换为点，然后通过点来重新构建曲线，再将新得到的曲线缠绕至待加工零件的外轮廓；6)将生成的曲线缠绕至所需加工零件的外轮廓；7)使用多轴加工采用曲线驱动的方式生成最终的端面铣刀四轴旋转开粗数控程序进行开粗即可。本发明具有加工效率高，走刀轨迹简单平稳的特点。

Description

一种端面铣刀四轴旋转开粗加工方法
技术领域
本发明涉及一种零件开粗加工方法，特别是一种端面铣刀四轴旋转开粗加工方法。
背景技术
所谓四轴加工一般是加了一个旋转轴，通常称为第四轴。一般的机床只有三轴也就是工件平台能左右(1轴)前后(2轴)主轴刀头(3轴)移动，用于切削工件，第四轴就是在移动的平台上加装一个可以360度旋转的电动分度头，这样可以自动分度打斜孔，铣斜边等等，而不用二次装夹流失精度。
但是，传统的四轴旋转加工开粗都是使用球鼻刀开粗，其加工效率低，并且走刀轨迹复杂，不平稳。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种端面铣刀四轴旋转开粗加工方法。本发明具有加工效率高，走刀轨迹简单平稳的特点。
本发明的技术方案：一种端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，包括如下步骤：
1)在仿真环境中抽取待加工零件的外轮廓片体；
2)将抽取的外轮廓片体的轮廓边转换为曲线；
3)将所得曲线沿所加工模型的任何一个切面展开，使曲线平铺在一个平面上；
4)使用端面铣刀对展开的曲线所形成的封闭区域进行模拟加工，生成加工刀轨轨迹；
5)将所生成的刀具轨迹经后处理转换为点，然后通过点来重新构建曲线，再将新得到的曲线缠绕至待加工零件的外轮廓；
6)使用多轴加工采用曲线驱动的方式生成最终的端面铣刀四轴旋转开粗数控程序进行开粗即可。
前述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，所述步骤1)中，是通过UG建模工具中的曲面抽取功能，抽取所需加工零件的外轮廓片体。
前述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，所述步骤2)中，是通过UG建模工具中的展开功能将抽取的外轮廓片体的轮廓边转换为曲线，得到的曲线在同一个平面上。
前述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，所述步骤4)中，是通过UG建模工具中的CAM模块的平面铣加工生成加工刀具轨迹，刀具步距参数按平面铣削加工参数，走刀方式为跟随零件。
前述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，步骤5)中，所述后处理是通过UG建模工具中的Postprocess里的Motion来控制生成点，后处理输出格式均为X、Y、Z，后处理出来后X、Y、Z均不输出，只处理出相应的数值。
前述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，所述步骤5)中，是在UG建模工具中通过点构建曲线的功能，将生成的点拟合为曲线，然后通过UG建模工具中的缠绕功能将新得到的曲线缠绕至待加工零件的外轮廓。
前述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，所述步骤6)中，是使用UG建模工具中的加工模块选择多轴加工，加工的旋转中心为零件的中心轴，刀轴方向为指向零件的中心线，选取曲线作为驱动载体，使用端面铣刀生产最终的四轴加工刀轨。
本发明的有益效果：
本发明通过该种加工方法可以使用端面铣刀进行四轴的开粗，与球鼻刀开粗加工方法相比，加工时刀具简单平稳，走刀方式与铣平面方式一样，刀具轨迹规整，通过平面铣生成刀轨，然后在将所生成的刀轨转换为曲线，将曲线残绕至所加工零件的外表面，最后在利用曲线驱动生成刀具轨迹，提高加工效率，改变了传统的四轴开粗只能使用球刀的思路，从而避免了球刀加工效率低的缺点。
经试验，已在实际的零件加工过程中进行实际应用于回转体四轴的零件加工中，并且加工稳定，效率提高40％～50％。
附图说明
图1是本发明中最终的刀轨生成图；
图2是所抽取所加工零件外轮廓图和通过外轮廓抽取的曲线图，是为后面一步生成二维刀具轨迹所做的基本辅助，目的就是为了使后面所生成的旋转刀轴生成的刀具轨迹规整，加工起来平稳；
图3是通过展开曲线所生成的加工刀具轨迹，加工的刀轨生成时必须要在曲线内部，保证后续作为驱动时刀轨不生成在所加工零件的外面，加工不到零件的情况；
图4是将刀轨转换为曲线的图，是通过UG后处器，将数控程序转换为数据的方式工具，生成的数控程序全为X Y Z的格式，方便UG软件转换为曲线时能够全部识别所生成的点，最后将所生成的程序NC或MPF程序格式改为DAT格式，然后通过拟合曲线的方式通过点生成的曲线；
图5是曲线缠绕至加工零件表面图，缠绕的方向和基准点为与零件外轮廓的切点，生成的缠绕曲线作为下一步生成四轴加工刀轨的驱动载体；
图6是所形成的四轴开粗加工刀轨图，在加工模块选择多轴加工，驱动方式和载体选为前一步所得的曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
一种端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，步骤如下：
1)基于加工零件模型，通过UG建模工具中的曲面抽取功能，抽取所需加工零件的外轮廓片体；
2)通过UG建模工具中的展开功能将抽取的外轮廓片体的轮廓边转换为曲线，得到的曲线在同一个平面上；
3)将所得曲线沿所加工模型的任何一个切面展开，使曲线平铺在一个平面上；
4)通过UG建模工具中的CAM模块的平面铣加工生成加工刀具轨迹，刀具步距参数按平面铣削加工参数，走刀方式为跟随零件，使用端面铣刀对展开曲线所形成的封闭曲线区域内进行加工；
5)将所生成的刀具轨迹经UG建模工具中的Postprocess里的Motion来控制生成点后处理转换为点，然后通过UG建模工具中通过点构建曲线的功能将点重新构建成曲线，再通过UG建模工具中的缠绕功能将新得到的曲线缠绕至所需加工零件的外轮廓，后处理输出格式均为X、Y、Z，后处理出来后X、Y、Z均不输出，只处理出相应的数值，方便UG构建曲线时通过点导入时能够识别。
6)采用曲线驱动的方式生成最终的端面铣刀四轴旋转开粗数控程序进行开粗即可，具体地说，是使用UG建模工具中的加工模块选择多轴加工，加工的旋转中心为零件的中心轴，刀轴方向为指向零件的中心线，选取曲线作为驱动载体，使用端面铣刀生产最终的四轴加工刀轨。
应用实例，按照上述操作步骤操作，而上述步骤5)中，通过UG软件里面的POSTPROCESS设置单独只生成点X Y Z的格式，通过设置好的后处理将处理所生成的程序，定制后处理是通过UG Postprocess里的Motion来控制后处理生成点，后处理器里默认设置为：
Figure BDA0001830230490000041
需将其改为X Y Z的格式，其余所需的参数和辅助指令都去掉，最后生成的后处理保存，将步骤4)中的刀具轨迹转换为点的格式。
处理出来结果就没有其余辅助代码，格式如下：
Figure BDA0001830230490000042
Figure BDA0001830230490000051
生成后再将所生成的文件后缀NC或者MPF后缀名名改为.DAT格式，再通过UG里面的通过点构建曲线，将所生成的点拟合为曲线，得到如图4所示曲线，再通过UG软件里面的缠绕功能，将所得到的曲线缠绕至加工零件外轮廓，得到的曲线为后面的四轴加工作为驱动方式的铺垫。

Claims (5)

1.一种端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在仿真环境中抽取待加工零件的外轮廓片体；
2)将抽取的外轮廓片体的轮廓边转换为曲线；
3)将所得曲线沿所加工模型的任何一个切面展开，使曲线平铺在一个平面上；
4)使用端面铣刀对展开的曲线所形成的封闭区域进行模拟加工，生成加工刀具轨迹；
5)将所生成的刀具轨迹经后处理转换为点，然后通过点来重新构建曲线，再将新得到的曲线缠绕至待加工零件的外轮廓；
6)使用多轴加工采用曲线驱动的方式生成最终的端面铣刀四轴旋转开粗数控程序进行开粗；
步骤5)中，所述后处理是通过UG建模工具中的Postprocess里的Motion来控制生成点，将后处理器里的默认设置改为X、Y、Z的格式，只处理输出相应的数值，将刀具轨迹转换为点的格式；所述步骤5)中，是在UG建模工具中通过点构建曲线的功能，将生成的点拟合为曲线，然后通过UG建模工具中的缠绕功能将新得到的曲线缠绕至待加工零件的外轮廓。
2.根据权利要求1所述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，其特征在于：所述步骤1)中，是通过UG建模工具中的曲面抽取功能，抽取所需加工零件的外轮廓片体。
3.根据权利要求1所述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，其特征在于：所述步骤2)中，是通过UG建模工具中的展开功能将抽取的外轮廓片体的轮廓边转换为曲线，得到的曲线在同一个平面上。
4.根据权利要求1所述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，其特征在于：所述步骤4)中，是通过UG建模工具中的CAM模块的平面铣加工生成加工刀具轨迹，刀具步距参数按平面铣削加工参数，走刀方式为跟随零件。
5.根据权利要求1所述的端面铣刀四轴旋转开粗加工方法，其特征在于：所述步骤6)中，是使用UG建模工具中的加工模块选择多轴加工，加工的旋转中心为零件的中心轴，刀轴方向为指向零件的中心线，选取曲线作为驱动载体，使用端面铣刀生产最终的四轴加工刀轨。
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