本发明涉及本发明涉及一种数控加工中的切削过程优化方法。
背景技术：
离心式三元叶轮是离心压缩机的核心部件，广泛应用于冶金、石油化工、煤化工等很多领域。其加工效率受到国内外众学者的广泛关注，由于三元叶轮有70％～80％的材料在粗加工中去除，粗加工常常占据总加工时间的70％以上。因此，粗加工效率的提升是重中之重。
目前，较为常用的三元叶轮流道粗加工方法有五轴侧铣、3+2轴高速铣、变轴插铣、定轴插铣。其中，插铣加工是近年来刚刚应用于三元叶轮粗加工中的一种高效加工方式，由于在插铣加工中刀具主要受轴向力，而刀具在轴向的刚性又较高，故与常用的五轴侧铣和3+2轴高速铣相比，具有较为明显的优势。
然而，无论是定轴插铣还是变轴插铣，在向下插铣过程中均存在让刀现象，目前的抬刀方法大多延入刀时的轨迹反向抬起，刀尖势必会与已加工表面发生刮蹭。由于刀具转速较高，且抬刀速度较快，会对刀尖造成较大的伤害，使刀具寿命锐减。
技术实现要素：
本发明的目的是为克服上述问题，提出一种三元叶轮z字型走刀变轴插铣的退刀方法，可大幅度的提升刀具的使用寿命。
本发明所提出的一种三元叶轮z字型走刀变轴插铣的退刀方法，控制模块驱动多轴刀具逐行切削预定刀位，并向叶轮表面的未切削区域行进，以刀位为刀心点切削；切削位于同一行的相邻刀位时，控制模块驱动刀具沿本刀位与下一刀位连线及其与刀具轴线所成平台的法向退刀，之后驱动刀具沿沿刀轴方向抬刀，避免刀尖与工件已加工表面发生刮蹭现象，最后进刀切削，这样一来能够极大提升刀具使用寿命。
附图说明
图1是本发明切削位置的意图。
图2是本发明插铣数控程序刀位的示意图。
图3是本发明刀位切削方向的示意图。
图4是本发明第1、2类刀位的抬刀示意图。
图5是本发明第3类刀位的抬刀示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示，进一步阐述上述技术方案。
如图所示的一种三元叶轮z字型走刀变轴插铣的退刀方法，其步骤包括：
第一步，刀位点的提取，将原插铣程序刀位点提取出来，按入刀点、进刀终止点、抬刀点提取刀位，其中，抬刀点与入刀点为同一点，组成了完整的三元叶轮变轴插铣刀位，插铣数控程序刀位的特点如图2所示。
第二步，刀位点位置的判别，三元叶轮z字型走刀变轴插铣刀位编排规律如图3所示，该图中画出的刀位都为插铣终止刀位，省去了入刀点和抬刀点，判别分类的刀位都为插铣进刀终止刀位。从叶轮出口开始，从右向左按照一定的步距编排刀位，待一行切削完后，按照一定的切削行距，向叶轮入口方向编排刀位，每一行都是从右向左，故称为z字型走刀。根据以上规律，将刀位分为三类：1.每一切削行的最后一刀位，在图3中用虚线表示；2.所有刀位中的最后一个，在图3中用点划线表示；3.即除1、2外的其它刀位，在图3中用实线表示。在实现无刮蹭抬刀的过程中，计算当前刀位的退刀刀位时，首先要判别当前刀位点属于哪种类别的刀位。
具体判别方法为：第2类刀位点无需判别，直接将原程序中的最后一个刀位点取出即可。对于第1、3类刀位的判别采用如下方法：计算当前刀位与下一刀位间的距离，如距离大于一倍的刀具直径，则当前刀位点为该切削行的最后一刀位点，即第1类刀位点，反之，则为第3类刀位点。
第三步，退刀刀位和抬刀刀位的计算，在对所有刀位点进行分类后，再逐一计算其退刀刀位和抬刀刀位，包括刀心坐标和刀轴矢量。其中，
对于第1、2类刀位点，退刀刀位的计算过程为：
如图4，当前刀位、前一刀位、退刀刀位、抬刀后刀位的刀心点分别为p、n、q、a，当前刀位的刀轴矢量为
其中，退刀距离|qp|可根据需要自行设定为0.5mm、1mm、2mm等等，退刀刀位的刀轴矢量仍为
其抬刀刀位的计算过程为：
刀心坐标可用下式计算：
其中，d为当前刀位插铣进刀距离，可提取原程序中刀位坐标进行计算，保证抬刀距离和进刀距离一致，抬刀刀位的刀轴矢量仍为
对于第3类刀位点，其退刀刀位的计算过程为：
如图5，当前刀位、后一刀位、退刀刀位、抬刀后刀位的刀心点分别为p、n、q、a，当前刀位的刀轴矢量为
其中，退刀距离|qp|可根据需要自行设定为0.5mm、1mm、2mm等等，退刀刀位的刀轴矢量仍为
其抬刀刀位的计算过程为：
刀心坐标可用下式计算：
其中，d为当前刀位插铣进刀距离，可提取原程序中刀位坐标进行计算，保证抬刀距离和进刀距离一致，抬刀刀位的刀轴矢量仍为
第四步，更新形成切削方案，将上述步骤中计算得到的刀位，按照第一步中的规律更新后进行排列，形成刀位文件。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。